一种IGBT散热基板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种IGBT散热基板，属于Alsic复合材料领域，该散热基板包括散热基板和冷喷铜层，所述散热基板的表面设置有冷喷铜层，所述散热基板为长方体结构且包括铝碳化硅层，所述冷喷铜层为高速纯铜颗粒撞击铝碳化硅层后塑性变形构成的致密铜层，所述冷喷铜层为长方形涂层，所述散热基板的边缘设置有安装孔，所述散热基板的底面设置有散热凹槽，所述散热凹槽的内部均匀分布设置有锥形台散热针。本实用新型专利技术结构简单、耐用可靠，采用Alsic复合材料与冷喷涂工艺，具有环境污染小、成本低、效率高，工艺稳定性强、焊接性能优良等特点，经过中性盐雾试验、高温筛选试验后，涂层无起泡、脱落现象。

IGBT heat radiation base plate

The utility model discloses a IGBT substrate, which belongs to the field of Alsic composites, the radiating substrate comprises a radiating substrate and the cold sprayed copper layer, the surface of the heat radiating substrate is provided with a cold sprayed copper layer, wherein the substrate is a cuboid structure and includes aluminum silicon carbide layer, the Cold Sprayed copper layer for high speed copper particles impact aluminum silicon carbide layer after plastic deformation of a dense layer of copper, the cold sprayed copper layer is a rectangular coating, the substrate is arranged on the edge of the mounting hole, wherein the substrate is arranged on the bottom surface of the heat radiating groove is equipped with a conical needle evenly distributed inside the heat radiating groove. The utility model has the advantages of simple structure, reliable and durable, the Alsic composite material and the cold spray process, with little environmental pollution, low cost, high efficiency, strong stability, welding process characteristics and excellent performance after the screening test of neutral salt spray test, high temperature, coating without bubbling and peeling.

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT散热基板
本技术属于Alsic复合材料领域，尤其涉及一种IGBT散热基板。
技术介绍
Alsic复合材料是通过低压铸造的工艺技术，将熔融铝液浸渗到SiC预制型中，SiC体积分数为60%～70%。这种复合材料，既有金属材料较高的弹性模量又有陶瓷材料的热膨胀系数低，密度低，高导热率等特点，正好顺应了现代电子封装材料的要求。Alsic基板通过低压铸造成型后，经热处理，机加，化学镀镍后形成合格产品。目前Alsic基板的表面处理方法是，通过化学镀Ni方法，在其表面沉积一定厚度的金属镍层，该涂层来提高其防腐蚀性能和焊接性能。化学镀镍的工艺稳定性差、成本高、环保性差，不能对产品表面的缩孔、砂眼等缺陷起到修复作用，报废率高。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种IGBT散热基板，结构简单、耐用可靠，采用Alsic复合材料与冷喷涂工艺，具有环境污染小、成本低、效率高，工艺稳定性强、焊接性能优良等特点，经过中性盐雾试验、高温筛选试验后，涂层无起泡、脱落现象。本技术通过以下技术手段解决上述问题：一种IGBT散热基板，包括散热基板和冷喷铜层，其特征在于，所述散热基板的表面设置有冷喷铜层，所述散热基板为长方体结构且包括铝碳化硅层，所述冷喷铜层为高速纯铜颗粒撞击铝碳化硅层后塑性变形构成的致密铜层，所述冷喷铜层为长方形涂层。进一步的，所述散热基板还包括铝层，所述铝层设置在所述冷喷铜层与铝碳化硅层之间，所述冷喷铜层为高速纯铜颗粒撞击铝层后塑性变形构成的致密铜层，所述冷喷铜层为长方形涂层。进一步的，所述铝碳化硅层由高体积分数铝碳化硅复合材料制成。进一步的，所述散热基板的边缘设置有安装孔，所述散热基板的底面设置有散热凹槽，所述散热凹槽的内部均匀分布设置有锥形台散热针。进一步的，所述冷喷铜层的厚度为40μm～200μm。进一步的，所述铝层的厚度为0.1mm～0.4mm。进一步的，所述纯铜颗粒为球形纯铜颗粒，所述球形纯铜颗粒的直径为10~45μm。进一步的，所述冷喷铜层高速纯铜颗粒的撞击速度为500m/s-1200m/s。本技术的一种IGBT散热基板具有以下有益效果：本技术公开了一种IGBT散热基板，属于Alsic复合材料领域，该散热基板包括散热基板和冷喷铜层，所述散热基板的表面设置有冷喷铜层，所述散热基板为长方体结构且包括铝碳化硅层，所述冷喷铜层为高速纯铜颗粒撞击铝碳化硅层后塑性变形构成的致密铜层，所述冷喷铜层为长方形涂层，所述散热基板的边缘设置有安装孔，所述散热基板的底面设置有散热凹槽，所述散热凹槽的内部均匀分布设置有锥形台散热针。本技术结构简单、耐用可靠，采用Alsic复合材料与冷喷涂工艺，具有环境污染小、成本低、效率高，工艺稳定性强、焊接性能优良等特点，经过中性盐雾试验、高温筛选试验后，涂层无起泡、脱落现象。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步描述。图1是本技术提供的一种IGBT散热基板的第一实施例主视图；图2是本技术提供的一种IGBT散热基板的第二实施例主视图；图3是本技术提供的一种IGBT散热基板的俯视图。具体实施方式在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。以下将结合附图对本技术进行详细说明。如图1、3所示，一种IGBT散热基板，包括散热基板1和冷喷铜层2，所述散热基板1的表面设置有冷喷铜层2，所述散热基板1为长方体结构且包括铝碳化硅层，所述冷喷铜层2为高速纯铜颗粒撞击铝碳化硅层后塑性变形构成的致密铜层，所述冷喷铜层2为长方形涂层。如图2所示，所述散热基板1还包括铝层3，所述铝层3设置在所述冷喷铜层2与铝碳化硅层之间，所述冷喷铜层2为高速纯铜颗粒撞击铝层3后塑性变形构成的致密铜层，所述冷喷铜层2为长方形涂层。具体的，铝碳化硅散热基板1表面留有0.1～0.2mm的铝层3，经180目砂砾喷砂。铜粉在高压气流的作用下，喷涂在铝层3表面，形成均匀一致的铜层。进一步的，所述铝碳化硅层由高体积分数铝碳化硅复合材料制成。具体的，所述散热基板1的边缘设置有安装孔101，散热基板1的底面设置有散热凹槽102，所述散热凹槽102的内部均匀分布设置有锥形台散热针103。进一步的，所述冷喷铜层2的厚度为40μm～200μm；所述铝层3的厚度为0.1mm～0.4mm；进一步的，所述纯铜颗粒为球形纯铜颗粒，所述球形纯铜颗粒的直径为10~45μm。进一步的，所述冷喷铜层2高速纯铜颗粒的撞击速度为500m/s-1200m/s。需要说明的是，低温铜粉在高压气流的作用下，以超音速的运动形式喷打到铝层3上，铝层3和铜粉通过塑性变形的机械方式结合在一起，后面的铜粉对前面的铜粉施加一个大于铜的弹性模量的力，使得铜粉一层一层地通过塑性变形的方式结合在一起，所得涂层厚度均匀，结合力良好。涂层经打磨后，中性盐雾试验48h后无脱落、起皮等现象，涂层孔隙率可达0.001%。经过280℃度高温筛选试验后，涂层无起泡、脱落现象。同时，对焊接面冷喷铜的散热基板1进行钎焊试验，焊接后孔隙率满足使用要，对焊接面喷铜的散热基板1进行功率循环试验106次，试验结果使用要求。实际操作过程中，由以上工艺方法得到的铜层，表面粗糙度满足不了后续工艺要求，可以在冷喷工序后加一道打磨工序，打磨工序不仅能够得到合适的表面光洁度，还可以将铜层降低到50μm以下，以尽量不改变产品的膨胀系数和导热率为依据。本技术公开了一种IGBT散热基板1，属于Alsic复合材料领域，该散热基板1包括散热基板1和冷喷铜层2，所述散热基板1的表面设置有冷喷铜层2，所述散热基板1为长方体结构且包括铝碳化硅层，所述冷喷铜层2为高速纯铜颗粒撞击铝碳化硅层后塑性变形构成的致密铜层，所述冷喷铜层2为长方形涂层，所述散热基板1的边缘设置有安装孔101，所述散热基板1的底面设置有散热凹槽102，所述散热凹槽102的内部均匀分布设置有锥形台散热针103。本技术结构简单、耐用可靠，采用Alsic复合材料与冷喷涂工艺，具有环境污染小、成本低、效率高，工艺稳定性强、焊接性能优良等特点，经过中性盐雾试验、高温筛选试验后，涂层无起泡、脱落现象。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IGBT散热基板，包括散热基板和冷喷铜层，其特征在于，所述散热基板的表面设置有冷喷铜层，所述散热基板为长方体结构且包括铝碳化硅层，所述冷喷铜层为高速纯铜颗粒撞击铝碳化硅层后塑性变形构成的致密铜层，所述冷喷铜层为长方形涂层。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT散热基板，包括散热基板和冷喷铜层，其特征在于，所述散热基板的表面设置有冷喷铜层，所述散热基板为长方体结构且包括铝碳化硅层，所述冷喷铜层为高速纯铜颗粒撞击铝碳化硅层后塑性变形构成的致密铜层，所述冷喷铜层为长方形涂层。2.如权利要求1所述的一种IGBT散热基板，其特征在于，所述散热基板还包括铝层，所述铝层设置在所述冷喷铜层与铝碳化硅层之间，所述冷喷铜层为高速纯铜颗粒撞击铝层后塑性变形构成的致密铜层，所述冷喷铜层为长方形涂层。3.如权利要求2所述的一种IGBT散热基板，其特征在于，所述铝碳化硅层由高体积分数铝碳化硅复合材料制成。4.如权利要求3所述的一种IGB...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷青娟，
申请(专利权)人：西安明科微电子材料有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61