散热基板的制作方法

1.本实用新型涉及一种散热基板；更具体地说，是涉及一种陶瓷散热基板。


背景技术：

2.陶瓷散热基板通过在陶瓷板表面进行金属化线路制作而成，具有优良的电绝缘和导热性能。现有技术中，普遍采用烧结或直接钎焊工艺在陶瓷板上制作线路层。
3.例如，中国专利文献cn101414654a公开了一种大功率led陶瓷散热基板的制作工艺，包括如下步骤：(1)使铜粉表面形成均匀致密的氧化膜，并与有机载体按固相质量比70～80∶20～30混匀后轧成浆料；(2)在陶瓷基板上将上述浆料印刷或涂敷形成金属导体膜并烘干；(3)烧结：烧结峰值温度为1060～1080℃。
4.诸如上述专利文献公开的现有技术所制备的陶瓷散热基板，由于陶瓷和金属之间的热膨胀系数差异较大，当线路层的厚度较大时，金属线路层和陶瓷板界面在冷热循环过程中会产生较大的界面应力，导致裂纹的产生。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的是提供一种能够有效降低线路层和陶瓷板界面应力的陶瓷散热基板。
6.为了实现上述的主要目的，本实用新型公开了一种散热基板，包括金属底板、陶瓷板和线路层，线路层与陶瓷板的第一表面连接，金属底板与陶瓷板的第二表面连接；其中，线路层包括与陶瓷板连接的第一线路层和焊接在第一线路层上的第二线路层，第二线路层的厚度大于第一线路层的厚度。
7.根据本实用新型的一种具体实施方式，第二线路层的厚度为1mm～6mm，优选为2mm～5mm。
8.根据本实用新型的一种具体实施方式，第一线路层的厚度为10μm～100μm，优选为10μm～50μm。
9.根据本实用新型的一种具体实施方式，第二线路层通过锡合金焊料焊接在第一线路层上。
10.根据本实用新型的一种具体实施方式，每块金属底板与多块陶瓷板连接。
11.根据本实用新型的一种具体实施方式，每块陶瓷板与多块金属底板连接。
12.根据本实用新型的一种具体实施方式，陶瓷板为氮化硅、氮化铝或氧化铝陶瓷板。
13.根据本实用新型的一种具体实施方式，金属底板为铜板。
14.根据本实用新型的一种具体实施方式，第一线路层包括依次连接在陶瓷板上的非铜金属线路层和铜线路层。
15.根据本实用新型的一种具体实施方式，陶瓷板的第二表面依次连接有非铜金属连接层和铜金属连接层，金属底板与铜金属连接层焊接连接。
16.本实用新型具有如下有益效果：
17.首先，厚度较大的第二线路层经由焊接材料焊接在第一线路层上，焊接材料可在冷热循环过程中缓冲第二线路层所产生的热应力，进而降低线路层与陶瓷板界面处的应力，避免或显著降低产品出现裂纹的缺陷。
18.其次，每块金属底板与多块陶瓷板连接，或者每块陶瓷板与多块金属底板连接，即将金属底板或陶瓷板分块设置，可以进一步降低产品出现裂纹的可能。
19.为了更清楚地说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
附图说明
20.图1是散热基板实施例1的结构示意图；
21.图2是散热基板实施例2的结构示意图；
22.图3是散热基板实施例3的结构示意图。
23.需说明的是，为了清楚地示意所要表达的结构，附图中的不同部分可能并非以相同比例描绘。因此，除非明确指出，否则附图所表达的内容并不构成对散热基板各部分尺寸、比例关系的限制。
具体实施方式
24.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但本实用新型还可以采用在此基础上作出的其他变化方式来实施。因此，本领域技术人员基于下述实施例而可以获知的其他可实施方式，都属于本实用新型的保护范围。
25.实施例1
26.如图1所示，实施例1的散热基板金属底板1、陶瓷板2和线路层3；其中，线路层3与陶瓷板2的第一表面连接，金属底板1与陶瓷板2的第二表面连接。
27.本实用新型中，金属底板1可以为铜板、铝板或铝铜复合板，对其厚度可以不作限制。在一些实施例中，金属底板1中可以形成有流体通道，使用时向金属底板1内通入导热流体，以促进散热；在另一些实施例中，金属底板1上可以形成例如散热鳍片等增大散热面积的非平面结构。进一步地，金属底板1也可以同时形成流通通道和散热鳍片。
28.本实用新型中，陶瓷板2可以为氮化硅、氮化铝或氧化铝陶瓷板，优选采用氮化铝陶瓷板。进一步地，陶瓷板2的厚度可以为0.25mm～2.0mm，但本实用新型并不以此为限。
29.陶瓷板2的第二表面设有金属连接层21，金属连接层21可以包括依次连接在陶瓷板2第二表面的非铜金属连接层和铜金属连接层，金属底板1与铜金属连接层焊接连接；其中，非铜金属连接层可以为ti、zr、hf和/或cr金属层。
30.线路层3包括与陶瓷板2连接的第一线路层31和焊接在第一线路层31上的第二线路层32，第二线路层32的厚度大于第一线路层31的厚度，且二者可以形成完全相同的图案。其中，第一线路层的厚度可以为10μm～100μm，优选为10μm～50μm，例如大约35μm；第二线路层32的厚度可以为1mm～6mm，优选为2mm～5mm。
31.本实用新型中，第一线路层31可以包括依次连接在陶瓷板2上的非铜金属线路层和铜线路层，非铜金属线路层可以为ti、zr、hf和/或cr线路层。本实用新型中，第二线路层32可以通过对相应厚度的铜板进行机械切割、激光切割、冲切等方式制作而成。
32.本实用新型中，第二线路层32可以通过例如锡合金焊料的焊接材料33焊接在第一线路层31上，焊接材料33的厚度可以为0.2mm～0.5mm。
33.进一步地，如图1所示，散热基板还包括通过树脂注塑成型或电路板层压工艺制作的线路封装材料4，线路层3的器件焊接位从线路封装材料4暴露，器件焊接位与线路封装材料4的表面可以平齐或者不平齐。
34.实施例1中，厚度较大的第二线路层32经由焊接材料33焊接在第一线路层31上，焊接材料33能够在冷热循环过程中缓冲第二线路层32所产生的热应力，进而降低线路层3与陶瓷板2界面处的应力，避免或显著降低产品出现裂纹的缺陷。
35.实施例2
36.如图2所示，实施例2中，金属底板1与多块陶瓷板2连接。其中，金属底板1可以为铜板、铝板或铝铜复合板，陶瓷板2可以为氮化硅、氮化铝或氧化铝陶瓷板。
37.线路层3包括与陶瓷板2连接的第一线路层31和经由焊接材料33焊接在第一线路层31上的第二线路层32，第二线路层32的厚度大于第一线路层31的厚度。具体的，第一线路层的厚度可以为10μm～100μm，第二线路层的厚度可以为1mm～6mm，焊接材料33的厚度可以为0.2mm～0.5mm。
38.实施例2中，每块金属底板1与多块陶瓷板2连接，即将陶瓷板2分块设置，可以进一步降低产品出现裂纹的可能。
39.实施例3
40.如图3所示，实施例3中，陶瓷板2与多块金属底板1连接。其中，金属底板1可以为铜板、铝板或铝铜复合板，陶瓷板2可以为氮化硅、氮化铝或氧化铝陶瓷板。
41.线路层3包括与陶瓷板2连接的第一线路层31和经由焊接材料33焊接在第一线路层31上的第二线路层33，第二线路层32的厚度大于第一线路层31的厚度。具体的，第一线路层的厚度可以为10μm～100μm，第二线路层的厚度可以为1mm～6mm，焊接材料33的厚度可以为0.2mm～0.5mm。
42.实施例3中，每块陶瓷板2与多块金属底板1连接，即将金属底板1分块设置，可以进一步降低产品出现裂纹的可能，特别是可以避免或降低金属底板1与陶瓷板2之间出现裂纹的情形。
43.本实用新型的其他实施例中，散热基板可以进一步包括设置在线路封装材料表面和/或内部的第三线路层，该第三线路层可以为薄铜线路。
44.综上所述，本实用新型将第二线路层焊接在第一线路层上，有效降低线路层和陶瓷板界面之间的应力，从而能够制作具有较大厚度的线路层，以进一步增大陶瓷散热基板的载流能力。
45.虽然以上通过实施例描绘了本实用新型，但应当理解的是，上述实施例仅用于示例性地描述本实用新型的可实施方案，而不应解读为限制本实用新型的保护范围，凡本领域技术人员依照本实用新型所作的同等变化，应同样为本实用新型权利要求的保护范围所涵盖。