[发明专利]散热绝缘衬板，包括该衬板的封装模块及其制作方法

权利要求书

1.一种散热绝缘衬板，其特征在于，包括：上金属化层（11）、陶瓷层（12）、下金属化层（13）和金属柱阵列（14），所述上金属化层（11）位于所述陶瓷层（12）的上表面，所述下金属化层（13）位于所述陶瓷层（12）的下表面，所述陶瓷层（12）位于所述上金属化层（11）与所述下金属化层（13）之间，所述金属柱阵列（14）与所述下金属化层（13）相连。

2.根据权利要求1所述的散热绝缘衬板，其特征在于：所述金属柱阵列（14）位于所述下金属化层（13）的下表面，并与所述下金属化层（13）连为一体。

3.根据权利要求1或2所述的散热绝缘衬板，其特征在于：所述金属柱阵列（14）包括若干按照一定间距成阵列状排布的金属柱，所述金属柱的高度在0.5mm～5mm之间。

4.根据权利要求1或2所述的散热绝缘衬板，其特征在于：所述金属柱阵列（14）的材料成分选自于包括金属铜、铝、镍、铜铝合金、铜锌合金、铜镍合金、铜钼合金、铜锡合金、铜银合金、铜钨合金、铜锰合金、铜铅合金、铜磷合金、铜硅合金、铜钛合金在内的任意一种材料或复合材料。

5.根据权利要求3所述的散热绝缘衬板，其特征在于：所述金属柱的形状选自于包括圆柱形、圆锥形、方形、菱形、楔形在内的任意一种。

6.一种封装模块，其特征在于，包括：封装外壳（2）、液冷散热器（3），以及权利要求1至5中任一项所述的散热绝缘衬板（1），所述封装外壳（2）位于所述散热绝缘衬板（1）的上部，所述散热绝缘衬板（1）设置在所述液冷散热器（3）的上表面，通过所述封装外壳（2）将所述散热绝缘衬板（1）固定并封装在所述液冷散热器（3）上。

7.根据权利要求6所述的封装模块，其特征在于：所述封装外壳（2）包括主体框（21）、衬板定位部（22）和外壳安装孔（23），所述衬板定位部（22）位于所述主体框（21）的底部内侧，用于对所述散热绝缘衬板（1）进行定位；所述衬板定位部（22）同时位于所述散热绝缘衬板（1）四周边缘的上方，并与所述散热绝缘衬板（1）的陶瓷层（12）紧密接触；所述外壳安装孔（23）位于所述主体框（21）的底部边缘，用于实现所述散热绝缘衬板（1）与所述液冷散热器（3）之间的固定。

8.根据权利要求7所述的封装模块，其特征在于：所述液冷散热器（3）包括基体（31）、散热通道（32）、冷却液（33）、衬板定位槽（34）、安装孔（35）和管道（36），所述散热通道（32）设置在所述基体（31）的内部；所述衬板定位槽（34）位于所述散热通道（32）上部边缘的基体（31）上，用于所述散热绝缘衬板（1）的固定安装；所述冷却液（33）从位于所述基体（31）一端的管道（36）流入，经过所述散热通道（32）由位于所述基体（31）另一端的管道（36）流出；所述安装孔（35）设置在所述基体（31）边缘与所述封装外壳（2）上的外壳安装孔（23）相对应的位置，所述液冷散热器（3）通过所述安装孔（35）实现与所述封装外壳（2）的固定。

9.根据权利要求8所述的封装模块，其特征在于：所述基体（31）的内部设置有一个或两个以上的散热通道（32），两个以上的所述散热通道（32）之间相互连通，所述散热通道（32）的内部沿所述冷却液（33）流动方向设置有若干隔板（37）；所述隔板（37）将所述散热通道（32）隔离成S形管道，所述冷却液（33）流经该S形管道，对位于所述散热通道（32）上方的散热绝缘衬板（1）进行冷却。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的封装模块，其特征在于：所述封装外壳（2）位于所述液冷散热器（3）的表面上方，并通过所述外壳安装孔（23）将所述封装外壳（2）固定在所述液冷散热器（3）的表面上方。

11.根据权利要求10所述的封装模块，其特征在于：所述散热绝缘衬板（1）位于所述液冷散热器（3）的衬板定位槽（34）内，并位于所述封装外壳（2）的衬板定位部（22）的下部，所述散热绝缘衬板（1）、封装外壳（2）和液冷散热器（3）相互紧密接触。

12.根据权利要求7-9、11中任一项所述的封装模块，其特征在于：所述金属柱阵列（14）位于所述散热通道（32）的内部，并与所述冷却液（33）直接接触。

13.一种权利要求8至12中任一项所述封装模块的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101：将焊接有半导体芯片、且带有金属柱阵列（14）的散热绝缘衬板（1）安置在液冷散热器（3）的衬板定位槽（34）内；

S102：将带有衬板定位部（22）的封装外壳（2）安置在散热绝缘衬板（1）的上方，将所述封装外壳（2）装配至所述液冷散热器（3）上，通过所述封装外壳（2）将所述散热绝缘衬板（1）固定并封装在所述液冷散热器（3）上；

S103：完成具有散热绝缘衬板（1）的封装模块的构建，通过所述散热绝缘衬板（1）上的金属柱阵列（14）实现从焊接在所述散热绝缘衬板（1）上的半导体芯片到所述冷却液（33）之间的直接液冷散热。