陶瓷基均热板及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种陶瓷基均热板及其制备方法和应用，包括单侧复合板，单侧复合板由金属焊接边框、覆铜陶瓷片、陶瓷片、覆铜陶瓷片依次烧结连接制成，其中，覆铜陶瓷片的铜材料侧和金属焊接边框烧结连接，覆铜陶瓷片的陶瓷材料侧和陶瓷片烧结连接，两个单侧复合板相连接形成壳体，壳体内设置有金属编织带；金属编织带和壳体的内部烧结连接。该发明专利技术能够解决陶瓷基均热板在陶瓷材料的基础上满足第三代半导体的封装要求以及热管理需求。的封装要求以及热管理需求。的封装要求以及热管理需求。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷基均热板及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及均热板
，具体为一种陶瓷基均热板及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着电子技术的不断发展，诸如手机，平板电脑等电子产品向着超薄化，集成化，高功率化的方向发展。这使得电子元件在工作时，芯片等发热件的热流密度不断提高，对电子产品的热管理带来了巨大挑战。基于此，均热板，平板热管等两相散热器件凭借其优异的传热能力和理想的厚度，被广泛应用于电子产品的热管理中。
[0003]市场上常见的均热板通常以铜、不锈钢、铝等金属材料或合金制成。其与芯片的热膨胀系数差异过大，化学稳定性较差，难以满足第三代半导体的封装要求。所以，以氧化铝和氮化铝为代表的陶瓷材料，近年来被广泛应用于半导体器件的封装中。但与金属或合金材料不同，陶瓷材料本身的热导率较低，难以满足日益增长的热管理需求。同时，陶瓷材料的现有封装技术，难以满足均热板长时间可靠性的需求。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题的一方面在于提出一种陶瓷基均热板，能够在陶瓷材料的基础上满足第三代半导体的封装要求以及热管理需求。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供的一种陶瓷基均热板，包括单侧复合板，单侧复合板由金属焊接边框、覆铜陶瓷片、陶瓷片、覆铜陶瓷片依次烧结连接制成，其中，覆铜陶瓷片的铜材料侧和金属焊接边框烧结连接，覆铜陶瓷片的陶瓷材料侧和陶瓷片烧结连接，两个单侧复合板相连接形成壳体，壳体内设置有金属编织带；金属编织带和壳体的内部烧结连接。上述技术方案中的单侧复合板和金属编织带三种零部件的形状、尺寸可根据不同应用场景进行定制设计。
[0007]本专利技术优选地技术方案在于，覆铜陶瓷片的铜材料侧上设置有网状沟槽。
[0008]本专利技术优选地技术方案在于，金属编织带对称设置有两个。
[0009]本专利技术优选地技术方案在于，金属焊接边框、金属编织带的材料为紫铜。
[0010]本专利技术优选地技术方案在于，陶瓷片的材料为氧化铝。
[0011]本专利技术解决技术问题的另一方面在于提供上述陶瓷基均热板的制备方法，包括以下步骤：
[0012]S00：在630
‑
670℃，氦气条件下，按覆铜陶瓷片、陶瓷片、覆铜陶瓷片的顺序依次堆叠，烧结0.5
‑
2h后保温0.5
‑
1.5h，得到复合片；
[0013]S10：在630
‑
670℃，氦气条件下，将复合片的覆铜一侧与金属焊接边框进行烧结，烧结时间0.5
‑
2h后保温0.5
‑
1.5h，得到单侧复合板；
[0014]S20：在单侧复合板上冲压加工出注液口；
[0015]S30：把金属编织带平铺于单侧复合板的内侧上，将另一块单侧复合板覆盖之上，合模后烧结连接两个单侧复合板成一体，得到未灌液均热板的壳体；
[0016]S40：将注液管焊接到未灌液均热板的注液口中，对未灌液均热板进行灌液和封口处理，得到陶瓷基均热板。
[0017]本专利技术优选地技术方案在于，在S30中，金属编织带进行化学腐蚀处理，使处理后的金属编织带具有毛细性能。
[0018]本专利技术优选地技术方案在于，在S40中，灌液前采用真空泵将未灌液均热板的腔内压强抽至0.5Pa以下，再进行灌液。
[0019]本专利技术优选地技术方案在于，在S40中，灌液的工质为去离子水，灌液后冷冻到
‑
20℃后抽真空至0.5Pa以下，再封口处理。
[0020]本专利技术解决技术问题的再一方面在于提供上述陶瓷基均热板的应用。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术提出一种陶瓷基均热板及其制备方法和应用，单侧复合板采用覆铜陶瓷片
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陶瓷片
‑
覆铜陶瓷片的烧结结构，将两片覆铜陶瓷片的陶瓷材料一侧分别与陶瓷片的上表面与下表面进行高温烧结，最后将金属焊接边框与覆铜陶瓷片的铜材料一侧进行高温烧结，由于连接之间的材料性质相近，因此得到的单侧复合板具有良好的封装性能，不容易出现封装缺陷，满足均热板在半导体器件中长时间可靠性的需求。此外，通过金属焊接边框和金属编织带的使用，实现了壳体的连接和热导率的提高。金属焊接边框作为壳体的边界，可以将单侧复合板连接起来形成一个整体的结构。而金属编织带则设置在壳体的内部并与单侧复合板的烧结连接。金属编织带具有良好的导热性能，可以提高整个结构的热导率，使得热能能够更快地传导和均匀分布，进一步满足陶瓷基均热板的热管理需求。综上所述，本专利技术的陶瓷基均热板能满足第三代半导体的封装要求以及热管理需求。
[0023]除此之外，本专利技术还具有以下的优点：1、以产业化生产均热板为基础实施制备，成本低廉；2、制备步骤操作简便，方便实用；3、产品结构简单，对装配要求不高；4、涉及零件对精度要求不高，在现有技术的前提下即可加工。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为实施例一的陶瓷基均热板的立体图；
[0026]图2为实施例一的陶瓷基均热板的爆炸图；
[0027]图3为实施例一的单侧复合板的爆炸图；
[0028]图4为图3的A部放大图；
[0029]图5为实施例一的覆铜陶瓷片的铜材料侧的俯视图；
[0030]图6为实施例一的制备方法的流程框图。
[0031]图中：
[0032]1‑
单侧复合板；11
‑
金属焊接边框；111
‑
突出部；12
‑
覆铜陶瓷片；121
‑
网状沟槽；13
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陶瓷片；2
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壳体；3
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金属编织带；4
‑
注液口。
具体实施方式
[0033]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0034]实施例一
[0035]如图1
‑
5所示，本实施例中提供的一种陶瓷基均热板，包括单侧复合板1，单侧复合板1包括金属焊接边框11、覆铜陶瓷片12、陶瓷片13、覆铜陶瓷片12，并且金属焊接边框11、覆铜陶瓷片12、陶瓷片13、覆铜陶瓷片12依次烧结连接，其中，覆铜陶瓷片12的铜材料侧和金属焊接边框11烧结连接，覆铜陶瓷片12的陶瓷材料侧和陶瓷片13烧结连接；两个单侧复合板1相连接形成壳体2，壳体2内设置有金属编织带3；金属编织带3和壳体2的内部烧结连接。整个陶瓷基均热板的长度为80mm，宽度为20mm。其中，金属焊接边框、覆铜陶瓷片、陶瓷片三者的尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷基均热板，其特征在于：包括单侧复合板(1)，所述单侧复合板(1)由金属焊接边框(11)、覆铜陶瓷片(12)、陶瓷片(13)、覆铜陶瓷片(12)依次烧结连接制成，其中，所述覆铜陶瓷片(12)的铜材料侧和所述金属焊接边框(11)烧结连接，所述覆铜陶瓷片(12)的陶瓷材料侧和所述陶瓷片(13)烧结连接；两个所述单侧复合板(1)相连接形成壳体(2)，所述壳体(2)内设置有金属编织带(3)；所述金属编织带(3)和所述壳体(2)的内部烧结连接。2.根据权利要求1所述的陶瓷基均热板，其特征在于：所述覆铜陶瓷片(12)的铜材料侧上设置有网状沟槽(121)。3.根据权利要求1所述的陶瓷基均热板，其特征在于：所述金属编织带(3)对称设置有两个。4.根据权利要求1所述的陶瓷基均热板，其特征在于：所述金属焊接边框(11)、金属编织带(3)的材料为紫铜。5.根据权利要求1所述的陶瓷基均热板，其特征在于：所述陶瓷片(13)的材料为氧化铝。6.一种如权利要求1
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5任一项所述的陶瓷基均热板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S00：在630
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670℃，氦气条件下，按覆铜陶瓷片(12)、陶瓷片(13)、覆铜陶瓷片(12)的顺序依次堆叠，烧结0.5
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2h后保温0.5
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【专利技术属性】
技术研发人员：尹树彬，汤勇，汪俊翔，陈博洋，郑星宇，黎洪铭，黄皓熠，赵威，黄梓滨，余小媚，
申请(专利权)人：广东畅能达科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：