一种CVD金刚石导热跳线及制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种CVD金刚石导热跳线，连接在电子元器件与散热器之间，其包括CVD金刚石基体，一一对应包裹在CVD金刚石基体的端部、且截面呈C形状的两个包裹层；所述包裹层包括从里至外依次布设的钛钨层、镍层和金层；所述钛钨层包裹在CVD金刚石基体上，且金层与电子元器件、散热器连接。本发明专利技术还提供了一种CVD金刚石导热跳线的制备工艺，通过上述方案，本发明专利技术具有结构简单、导热可靠等优点，在电子元器件技术领域具有很高的实用价值和推广价值。件技术领域具有很高的实用价值和推广价值。件技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种CVD金刚石导热跳线及制备工艺


[0001]本专利技术涉及电子元器件
，尤其是一种CVD金刚石导热跳线及制备工艺。

技术介绍

[0002]众所周知，温度是影响电子产品可靠性的关键和环境应力，经有关数据统计表明55%的电子产品故障都与温度有关。因此，热设计对于提升电子产品可靠性有着至关重要的作用。随着现代电子产品性能的不断提高，对于电子产品便携化和微型化的要求则不断提升，高热流密度的便捷性散热需求越来越迫切。
[0003]尤其是功率型元器件在使用时的导热设计要求越来越高，且其导热通常需要辅助的散热器，而元器件间的相互影响、不同结构的元器件安装方式的影响、元器件与散热器的绝缘设计均对热设计提出了较高的要求和挑战。
[0004]目前，现有的针对元器件的导热设计的技术方案大致分为两种：第一种是整体散热将元件器件安装入电路后，将电路整体采用自热冷却、强迫冷却、蒸发冷却等方式进行散热；第二种则是针对个别大功率的元器件连接单独的散热器等，其通过散热器的高导热特性进行快速导热。
[0005]由于现有技术中的电路微型化和集成化程度越来越高，第一种整体解决散热的方式成为了主流的导热设计方案。但是，整体电路形式与外界散热器的连接则成为了技术难题，与此同时，连接过程低热阻、高绝缘要求也是共性问题。不仅如此，由于电路的高度集成化，元器件的发热的相互影响更加明显，个别大功率元器件对整体导热设计影响巨大，共享散热方式难度巨大。
[0006]因此，急需要提出一种结构简单、导热可靠的CVD金刚石导热跳线及制备工艺，其既可以保证有效快速的传递热量，又能保障元器件及散热器间的绝缘。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种CVD金刚石导热跳线及制备工艺，本专利技术采用的技术方案如下：一种CVD金刚石导热跳线，连接在电子元器件与散热器之间，其包括CVD金刚石基体，一一对应包裹在CVD金刚石基体的端部、且截面呈C形状的两个包裹层；所述包裹层包括从里至外依次布设的钛钨层、镍层和金层；所述钛钨层包裹在CVD金刚石基体上，且金层与电子元器件、散热器连接。
[0008]优选地，两个包裹层镜像相对布设。
[0009]进一步地，所述CVD金刚石基体的导热系数≥1000 W/m
•
K。
[0010]更进一步地，所述钛钨层、镍层和金层的厚度小于等于1um。
[0011]一种CVD金刚石导热跳线的制备工艺，其包括以下步骤：清洗CVD金刚石基体，并去除CVD金刚石基体表面的异物；采用磁控溅射钛钨层，作为打底层；
采用磁控溅射镍层；采用磁控溅射金层，并进行外层金属化；采用光刻除去CVD金刚石基体中部的钛钨层、镍层和金层，并获得CVD金刚石导热跳线。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术巧妙地利用CVD金刚石的极高导热系数、多层薄膜金属层低热阻的优点，本专利技术采用类似片式电阻的结构，完成了导热跳线的设计和制造；（2）本专利技术的跳线采用的类似片式电阻结构，适用于各种电路和元器件导热设计中，主要作用是实现高速导热；（3）本专利技术巧妙地采用了从里至外依次布设的钛钨层、镍层和金层，多层薄膜金属主要用于CVD金刚石基体的金属化；其中，钛钨层是作为底层，其增加其他金属层与CVD金刚石的附着力；第二层的镍层用于外层电极与钛钨层的过渡连接，同时也可以增加导热跳线的可焊性；第三层的金层拥有良好的导电性和稳定性，可以与连接电路形成良好的电气连接的同时保护其余金属层。同时三层金属均采用薄膜工艺，单层厚度不超过1μm，几乎不增加多余的热阻。综上所述，本专利技术具有结构简单、导热可靠等优点，在电子元器件
具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0014]图1为本专利技术的结构示意图。
[0015]图2为本专利技术的制备工艺流程图。
[0016]图3为本专利技术的安装使用状态图。
[0017]图4为本专利技术的跳线安装前的热成像图。
[0018]图5为本专利技术的跳线安装后的热成像图。
[0019]上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：1、金层；2、镍层；3、CVD金刚石基体；4、钛钨层；11、共用安装面；12、功率元器件；13、散热器；14、CVD金刚石导热跳线。
具体实施方式
[0020]为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例
[0021]如图1至图5所示，本实施例提供了一种CVD金刚石导热跳线及其制备工艺，该导热跳线连接在电子元器件与散热器之间。需要说明的是，本实施例中所述的“第一”、“第二”等序号用语仅用于区分同类部件，不能理解成对保护范围的特定限定。
[0022]在本实施例中，该导热跳线包括从里至外依次设置的CVD金刚石基体3、钛钨层4、镍层2和金层1，该CVD金刚石基体，具有超高的导热系数≥1000 W/（m
•
K)。基于此优点其可以使其成为高速的导热通道，利用这一优点完成的导热跳线热阻不超过5.8℃/W。而且金刚石具有较低的相对介电常数5.8，0603的CVD金刚石导热跳线的寄生电容仅有0.05pF,同时CVD金刚石还具有热稳定性好、硬度高等优点，是作为基体的优秀材料。
[0023]其次，本实施例的多层薄膜金属（即钛钨层4、镍层2和金层1），主要用于CVD金刚石基体的金属化。第一层的钛钨层是作为底层，增加其他金属层与CVD金刚石的附着力；第二层的镍层用于外层电极与钛钨层的过渡连接，同时也可以增加导热跳线的可焊性；第三层的金层拥有良好的导电性和稳定性，可以与连接电路形成良好的电气连接的同时保护其余金属层。同时三层金属均采用薄膜工艺，单层厚度不超过1μm，几乎不增加多余的热阻。
[0024]最后是片式结构，该结构使导热跳线可以通过标准的回流焊技术，快速便捷的连接入导热系统。
[0025]本实施例的CVD金刚石导热跳线的制备工艺，其包括以下步骤：步骤一、清洗CVD金刚石基体，去除基体表面异物；步骤二、磁控溅射钛钨层，进行金属层打的；步骤三、磁控溅射镍层，作为隔离层；步骤四、磁控溅射金层，进行外层金属化；步骤五、光刻，去除中间多余的金属层；步骤六、成品检测，去除金属层有缺陷的导热跳线。
[0026]本实施例中，将CVD金刚石导热跳线贴合在功率片式电阻上，通过对比无导热跳线和增加导热跳线的热成像温度，其中，功率片式电阻无导热跳线的核心温度最高为162℃，且增加导热跳线后的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CVD金刚石导热跳线，连接在电子元器件与散热器之间，其特征在于，包括CVD金刚石基体（3），一一对应包裹在CVD金刚石基体（3）的端部、且截面呈C形状的两个包裹层；所述包裹层包括从里至外依次布设的钛钨层（4）、镍层（2）和金层（1）；所述钛钨层（4）包裹在CVD金刚石基体（3）上，且金层（1）与电子元器件、散热器连接。2.根据权利要求1所述的一种CVD金刚石导热跳线，其特征在于，两个包裹层镜像相对布设。3.根据权利要求1或2所述的一种CVD金刚石导热跳线，其特征在于，所述CVD金刚石基体（3）的导热系数≥1000...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雷，王元宇，李雄宝，
申请(专利权)人：四川永星电子有限公司，
类型：发明
国别省市：