[实用新型]一体化水冷直封大功率电子元件散热装置

说明书

技术领域

本实用涉及一种一体化水冷直封大功率电子元件散热装置。 

背景技术

为了有效解决大功率器件在进行光电转化的过程中放出的大量热量的散热问题。以LED为例，常规的办法是采用高导热的陶瓷电路板，陶瓷电路板自身绝缘。在陶瓷上面加工电子电路。随后，将LED灯珠封装（焊接，金丝绑定）的陶瓷基板上。然后采用导热胶，将陶瓷基板（背板是陶瓷）粘贴在水冷头（铝或铜）表面上。进行水冷或风冷散热。这种散热的局限在于，陶瓷和水冷头之间的连接，必须使用导热胶，导热性能很低（<5W/mK）。 

实用新型内容

本实用的目的在于提供一种一体化水冷直封大功率电子元件散热装置。

本实用所采取的技术方案是： 

一种一体化水冷直封大功率电子元件散热装置，其在水冷头表面上依次设有氧化铝绝缘层、热应力缓冲层、第一导电层、第二导电层、可焊层；或者，其在水冷头表面上依次设有氮化铝绝缘层、氮化钽层、热应力缓冲层、第一导电层、第二导电层、可焊层。

所述热应力缓冲层的厚度为300-850 ?。 

所述第一导电层的厚度为300-850?。 

所述第二导电层的厚度为0.05-1mm。 

所述的可焊层的厚度为2-20μm。 

本实用的有益效果是：本实用的散热装置适合于大功率器件的散热，因为将水冷头和电子电路基板合二为一，具有较好的散热效果，也无需使用导热胶，从而避免因导热胶的导热系数太低造成散热瓶颈，进而影响热传导效率。 

附图说明：

图1是本实用的一种散热装置的示意图。

图2是本实用的另一种散热装置的示意图。 

具体实施方式

一种一体化水冷直封大功率电子元件散热装置，其在水冷头表面上依次设有氧化铝绝缘层、热应力缓冲层、第一导电层、第二导电层、可焊层，或者，其在水冷头表面上依次设有氮化铝绝缘层、氮化钽层、热应力缓冲层、第一导电层、第二导电层、可焊层。 

对应的，该散热装置的制造方法：一种一体化水冷直封大功率电子元件散热装置（散热装置的绝缘层为氧化铝）的制造方法，包括以下步骤： 

1）用阳极氧化法在水冷头表面上形成一层氧化铝绝缘层；

2）采用物理沉积法，在氧化铝绝缘层表面形成一层热应力缓冲层；

3）采用物理沉积法，在热应力缓冲层表面形成第一导电层；

4）采用电化学沉积法，在第一导电层表面形成第二导电层；

5）在第二导电层表面进行贴膜、蚀刻，形成线路，再采用电化学沉积法，镀上可焊层金属；

所述的水冷头为铝质水冷头。

所述的氧化铝绝缘层的厚度为11-99μm。 

所述的热应力缓冲层金属为Ti、W、Mo、Cr、Ni五种金属中的任意两种形成的合金；热应力缓冲层的厚度为300-850 ?。 

所述的第一导电层金属为Ag、Cu、Au、Al、Ni、Fe中的一种或至少两种形成的合金；第一导电层的厚度为300-850?。 

所述的第二导电层金属为Ag、Cu、Au中的一种或至少两种形成的合金；第二导电层的厚度为0.05-1mm。 

所述的可焊层金属为化学镀镍/ 浸金、化学镀/ 电镀银、化学镀/ 电镀锡或电镀金锡共晶；所述的可焊层的厚度为2-20μm。 

步骤1）中，阳极氧化法所用的阳极氧化液为硫酸-草酸体系，硫酸的浓度为0.16-0.2mol/L，草酸的浓度为0.16-0.2mol/L，阳极氧化液中还含有0.1-0.15wt%的稀土盐，所述的稀土盐为硝酸钇、硫酸铈、硫酸镧中的至少一种；阳极氧化法中，电压为25-30V，石墨为阴极，氧化时间为3-4h。 

或者，对应的，该散热装置的制造方法：一种一体化水冷直封大功率电子元件散热装置（散热装置的绝缘层为氮化铝）的制造方法，包括以下步骤： 

1）用物理沉积法在水冷头表面上形成一层氮化铝绝缘层；

2）用物理沉积法在氮化铝绝缘层表面形成一层氮化钽层；

3）采用物理沉积法，在氮化钽层表面形成一层热应力缓冲层；

4）采用物理沉积法，在热应力缓冲层表面形成第一导电层；

5）采用电化学沉积法，在第一导电层表面形成第二导电层；

6）在第二导电层表面进行贴膜、蚀刻，形成线路，再采用电化学沉积法，镀上可焊层金属；

所述的水冷头为铝质水冷头。

所述的氮化铝绝缘层的厚度为400-800 ?。