專利名稱：液冷一體型基板及液冷一體型基板的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬-陶瓷接合基板，特別地涉及一種在陶瓷基板的兩個面上分別接合有由鋁或鋁合金制成的金屬電路板及金屬底板、并在金屬底板的沒有接合有陶瓷基板的面上接合有散熱器的液冷一體型基板及其制造方法。
背景技術：
例如，在電動汽車、火車、工作設備等中的用于控制大電流的現有的功率模塊中，通過錫焊將金屬-陶瓷絕緣基板固定至稱為底板的金屬板或復合材料的一個面，并通過錫焊將半導體芯片等電子元器件固定在該金屬-陶瓷絕緣基板上。此外，通過螺釘緊固等方式將金屬制的散熱翅片或冷卻套管等散熱器隔著導熱潤滑脂安裝在底板的另一個面(背 面)上。由于通過加熱來將底板或電子元器件等錫焊至上述金屬-陶瓷絕緣基板上，因此，在錫焊時因接合構件間的熱膨脹系數之差而容易使底板產生翹曲。此外，由于從電子元器件等發(fā)出的熱經由金屬-陶瓷絕緣基板、焊錫及底板而通過散熱翅片、冷卻套管(散熱器)釋放至空氣或冷卻水等中，因此，一旦發(fā)生基板的翹曲，則會使散熱翅片、冷卻套管安裝至底板時的間隙變大，而使散熱性嚴重降低。因此，例如，在專利文獻I中公開了一種將散熱翅片(加強部)與金屬底板形成一體、并通過熔液接合方法制造而成的金屬-陶瓷直接接合基板，其能使上述問題、即底板的翹曲變得非常小。此外，例如，在專利文獻2及專利文獻3中公開了安裝于金屬底板及散熱翅片等、可使發(fā)熱體有效冷卻的冷卻套管?，F有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本專利特開2008-218938號公報專利文獻2 日本專利特開2006-324647號公報專利文獻3 日本專利特開2008-135757號公報

發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的技術問題但是，在上述專利文獻I記載的金屬-陶瓷基板中，將散熱翅片一體設置在金屬底板的一個面上作為進行散熱的機構，為了與由鋁或鋁合金制成的金屬底板一體地形成散熱翅片，例如需要使用鑄型等來對翅片形狀進行加工，因而存在加工成本及原材料成本增大這樣的問題。此外，在對翅片形狀進行加工時，可能因加工時在金屬底板上產生的殘留應力而使金屬底板產生翹曲。此外，在為了形成多個散熱翅片而進行槽加工的情況下，可能會導致作為金屬-陶瓷基板整體(一體型基板整體)的強度不充分。此外，在上述專利文獻I記載的金屬-陶瓷基板中，由于可能無法充分確保瞬態(tài)傳熱(日文過渡熱伝導)，因此，在其散熱性(冷卻效率)上還有進一步改進的余地。
此外，通過將上述專利文獻2、專利文獻3記載的冷卻套管安裝(接合)到金屬-陶瓷基板上，就可得到在散熱性(冷卻效率)方面優(yōu)異的金屬-陶瓷基板(一體型基板)，但在上述專利文獻2、專利文獻3記載的金屬-陶瓷基板中，由于在金屬底板上形成散熱翅片，并以覆蓋(收納)該散熱翅片的方式接合有冷卻套管，因此，認為其無法消除上述問題即加工成本、原材料成本增大和作為一體型基板整體的強度不夠這樣的問題。此外，若直接將金屬-陶瓷基板與專利文獻3的扁平管接合，則可知扁平管及金屬-陶瓷基板的金屬電路板的翹曲變大，電子元器件的安裝變得困難，并在受到熱沖擊時會出現可靠性的問題。因此，鑒于上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能將原材料成本及加工成本抑制在低水平、作為一體型基板的翹曲(形狀變形)得以減少、具有優(yōu)異的強度及散熱性的液冷一體型基板及其液冷一體型基板的制造方法。解決技術問題所采用的技術方案為了實現上述目的，根據本發(fā)明，提供一種液冷一體型基板，在陶瓷基板的一個面 上接合有由鋁或鋁合金制成的金屬電路板，并在另一個面上接合有由鋁或鋁合金制成的平板狀的金屬底板的一個面，在上述金屬底板的另一個面上接合有由擠壓件構成的液冷式的散熱器，上述金屬電路板的厚度tl與上述金屬底板的厚度t2之間的關系滿足下式(1)，t2/tl 彡 2...... (I)上述金屬電路板的厚度tl為0. 4 3mm,上述金屬底板的厚度t2為0. 8 6mm。在上述液冷一體型基板中，也可以是，上述散熱器由多孔管制成，將上述金屬底板與上述散熱器釬焊接合。較為理想的是，上述散熱器中的上述多孔管的制冷劑的流路即槽寬W (mm)與槽深D (mm)之間的關系滿足下式3. 3ff < D < IOff0較為理想的是，上述多孔管的制冷劑的流路即槽寬W (mm)與隔板的寬度T (mm)之間的關系滿足下式 -W + I. 4 < T/W < -I. 5W + 3. 3 (在 0. 4 彡 W 彡 I. 0 時)-0. 2W + 0. 7 < T/W < -I. 5W + 3. 3 (在 I. 0 < W < 2. 0 時)。而且,較為理想的是,上述槽寬W為0. 4mm以上。在上述液冷一體型基板中，較為理想的是，上述散熱器由導熱率為170W/mK以上的鋁或鋁合金制成，較為理想的是，上述金屬底板由導熱率為170W/mK以上的鋁或鋁合金制成，較為理想的是，上述金屬電路板由導熱率為170W/mK以上的鋁或鋁合金制成。在通過釬焊接合法將上述金屬底板與上述散熱器一體化的情況下，需要將各元素的添加量抑制到不會阻礙釬焊接合性的程度。因此，例如，較為理想的是，將Mg量設為0.9質量％以下。為了改善用于元件安裝的焊錫潤濕性，較為理想的是，使上述金屬電路板的表面粗糙度為RaO. 3 2. Oiim左右。也可以是，通過熔液接合法或釬焊接合法來進行上述陶瓷基板與上述金屬電路板的接合、上述陶瓷基板與上述金屬底板的接合及上述金屬底板與上述散熱器的接合。為了改善釬焊接合性，上述金屬底板的靠散熱器接合一側的表面粗糙度為Ral. 0 2. 0 ii m。另外，在通過熔液接合法將上述散熱器與上述金屬底板接合時，也可以為RaO. 3 2. Oy m。在釬焊接合時，散熱器的表面粗糙度只要是由一般的擠壓件及板材所能得到的程度即可。此外，上述多孔管的隔板也可以是彎曲的。
此外，根據本發(fā)明，提供一種液冷一體型基板的制造方法，該液冷一體型基板在陶瓷基板的一個面上接合有由鋁或鋁合金制成的金屬電路板，并在另一個面上接合有由鋁或鋁合金制成的平板狀的金屬底板的一個面，在上述金屬底板的另一個面上接合有由擠壓件構成的液冷式的散熱器，通過熔液接合法進行上述金屬電路板及上述金屬底板與上述陶瓷基板的接合，通過釬焊接合法進行上述金屬底板與上述散熱器的接合，上述金屬電路板的厚度tl與上述金屬底板的厚度t2之間的關系形成為滿足下式(I)的厚度。t2/tl ≥ 2...... (I)在上述液冷一體型基板的制造方法中，較為理想的是，上述金屬電路板的厚度tl為0. 4 3mm,上述金屬底板的厚度t2為0. 8 6mm。也可以在以式(2)以上的面壓加壓之后進行加熱，并將上述金屬底板與上述散熱器釬焊接合。
面壓(N/mm2) =-1.25X10_3X (散熱器的截面二次矩)+ 2. 0……(2)在上述液冷一體型基板的制造方法中，較為理想的是，上述散熱器由多孔管制成，上述多孔管的制冷劑的流路即槽寬W (mm)與槽深D (mm)之間的關系滿足下式3. 3ff < D < 10W,較為理想的是，上述多孔管的制冷劑的流路即槽寬W (mm)與隔板的寬度T (mm)之間的關系滿足下式-W + I. 4 < T/W < -I. 5W + 3. 3 (在 0. 4 ≤ W ≤ I. 0 時)-0. 2W + 0. 7 < T/W < -I. 5W + 3. 3 (在 I. 0 < W < 2. 0 時)。而且，較為理想的是，上述槽寬W為0. 4mm以上。此外，較為理想的是，在以上述多孔管的隔板所受到的隔板面壓為-0.5XD (槽深)+ 10 (MPa)以下的方式加壓后，進行加熱，來將上述金屬底板與上述散熱器釬焊接合。此外，在上述液冷一體型基板的制造方法中，較為理想的是，上述散熱器由導熱率為170W/mK以上的鋁或鋁合金制成，較為理想的是，上述金屬底板由導熱率為170W/mK以上的鋁或鋁合金制成，較為理想的是，上述金屬電路板由導熱率為170W/mK以上的鋁或鋁合金制成。發(fā)明效果根據本發(fā)明，提供一種液冷一體型基板及該液冷一體型基板的制造方法，其能將原材料成本及加工成本抑制在低水平、作為一體型基板的翹曲(形狀變形)得以減少、對熱沖擊的可靠性優(yōu)異、具有優(yōu)異的強度及散熱性。附圖的簡單說明圖I是液冷一體型基板I的側視剖視圖。圖2是液冷一體型基板I和蓋構件40的立體圖。圖3是在使散熱器30的結構不同時的、液冷一體型基板I的側視剖視圖。圖4是圖3的液冷一體型基板I和蓋構件40的立體圖。圖5是表示在實施例中使用的多孔管的剖視圖。圖6是從正面觀察在實施例中使用的釬焊用夾具的照片。圖7是表示在實施例2中進行的釬焊試驗中的鋁材料的截面二次矩與翹曲量間的關系的圖表。
圖8是表示利用實施例2得到的鋁材料的截面二次矩及面壓與翹曲量間的關系的圖表。圖9是表示在實施例3進行的釬焊試驗的釬焊后的外觀的照片，圖9 Ca)是將樣品的長邊方向沿著與多孔管的隔板平行的方向(X方向)釬焊的類型，圖9 (b)是將樣品的長邊方向朝與多孔管的隔板垂直的方向(Y方向)釬焊的類型。

圖10是表示由實施例3的試驗產生的翹曲量的圖表。圖11是實施例3的試驗結果，其是表示在小型散熱基板(樣品)的不同釬焊方向下截面二次矩與翹曲量間的關系的圖表。圖12是表示在實施例4中進行的大型散熱基板的釬焊試驗中的截面二次矩與翹曲量間的關系的圖表。圖13是對實施例4中進行的大型散熱基板與小型散熱基板的、每單位長度相對于 面壓的翹曲量進行比較的圖表。圖14是表示利用實施例4得到的鋁材料的截面二次矩及面壓與翹曲量間的關系的圖表。圖15是表示實施例5中得到的槽寬及槽深與性能之間的關系的圖表。圖16是表示實施例5中得到的槽寬及隔板的寬度(散熱翅片厚度)/槽寬與性能之間的關系的圖表。圖17是表示實施例5中得到的各面壓中的隔板的變形狀態(tài)與槽深的分布的圖表，圖17 Ca)是350N的情況，圖17 (b)是850N的情況，圖17 (c)是1100N的情況。圖18是表示實施例5中得到的極限載荷與槽寬之間的關系的圖表。圖19是表示實施例5中得到的多孔管的高度(槽深)與極限面壓之間的關系的圖表。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，在本說明書及附圖中，對具有實質相同的功能結構的要素標注相同的符號，并省略重復說明。圖I是本發(fā)明實施方式的液冷一體型基板I的側視剖視圖。如圖I所示，在液冷一體型基板I中，例如在AlN基板(氣化招基板)及SiN基板(氣化娃基板)即陶瓷基板10的上表面(圖I中的上方)接合有由鋁或含有選自Si、Mg、Zn、Bi、Sn的至少一種元素的鋁合金制成的金屬電路板15，而且在陶瓷基板10的下表面(圖I中的下方)接合有由鋁或含有選自Si、Mg、Zn、Bi、Sn的至少一種元素的鋁合金制成的金屬電路板20。此外，在金屬底板20的下表面(圖I中的下方)接合有由擠壓件構成的中空棱柱形狀的散熱器30。在此，擠壓件表示通過擠壓加工一體成型的構件。另外，在本實施方式中，陶瓷基板10與金屬電路板15的接合及陶瓷基板10與金屬底板20的接合是通過熔液接合法來進行接合的，金屬底板20與散熱器30的接合是通過釬焊接合法來進行接合的。即，在金屬底板20與散熱器30的接合中，在金屬底板20與散熱器30的間隙部31形成有用于接合的釬料層33。在進行釬焊接合法時，由于對于接合對象物需要有規(guī)定厚度以上的厚度(足以經受釬焊接合的厚度)，因此，此時，特別需要充分確保散熱器30的上表面(接合對象面)的厚度(例如為0. 5mm以上)。
此外，如圖I所示，散熱器30的內部空間為中空的，并設置有對其內部空間進行分割的隔板35。在本實施方式的散熱器30中，設有隔板35以如圖所示將內部空間分割成14個，在散熱器30的內部空間內，由隔板35形成多個(14個)各流路38。設有隔板35的散熱器30可通過擠壓加工來制造成一體物。圖3是在液冷一體型基板I中使散熱器30的結構(截面形狀)不同時的、本發(fā)明變形例的液冷一體型基板I的剖視圖。在上述變形例中，散熱器30的內部空間被隔板35分割成7個流路38，在流路38中，與上述實施方式一樣為供冷卻液循環(huán)的結構。設有隔板35的散熱器30可通過擠壓加工來制造成一體物。此外，圖2、圖4是液冷一體型基板I和蓋構件40的立體圖。蓋構件40是為了覆蓋散熱器30的靠紙面一側(圖2、圖4中的靠紙面一側)的開口部的側面30a而安裝的構件，蓋構件40由蓋部41和設置在蓋部41側面(安裝于散熱器30時與側面30a相對應的面)的 兩處設置的液體循環(huán)端口 45 (45a、45b)構成。此外，在散熱器30中，在設置于圖2、圖4中的靠紙面一側的開口部的相反一側的開口部上，安裝有未圖示的除了不具有液體循環(huán)端口之外均相同的蓋構件。實際上，在液冷一體型基板I中，由于安裝于金屬電路板15的例如半導體元件等的發(fā)熱而進行液體冷卻時，蓋構件40安裝于散熱器30。在液體循環(huán)端口 45(45a、45b)上連接有未圖示的冷卻液循環(huán)機構，將冷卻液從冷卻液循環(huán)機構經由液體循環(huán)端口 45a供給至散熱器30的內部(流路38)，將冷卻液經由液體循環(huán)端口 45b從散熱器30的內部排出至冷卻液循環(huán)機構。即，在冷卻液循環(huán)機構的工作下，冷卻液流入流路38，之后，再次回到冷卻液循環(huán)機構，如此使冷卻液在散熱器30內與冷卻液循環(huán)機構之間循環(huán)，并為將散熱器30的冷卻能力保持恒定的結構。上述蓋構件40與散熱器30也可以在將金屬底板20與散熱器30釬焊接合時同時進行釬焊接合?！矫?，在本實施方式的液冷一體型基板I中，金屬電路板15的高度tl與金屬底板20的高度t2的關系為如下的式(I)所示。(例如參照圖I、圖3)t2/tl 彡 2...... (I)此外，作為此時的各值，tl為0. 4 3mm, t2為0. 8 6mm。金屬電路板15的高度tl與金屬底板20的高度t2之間的關系最好為上述(I)所示的關系的理由是為了得到充分的瞬態(tài)熱的散熱性和抑制一體型基板的翅曲。此外，tl最好為0. 4 3mm、t2最好為
0.8 6mm的理由是為了得到充分的瞬態(tài)熱的散熱性和抑制一體型基板的翹曲。另外，更為理想的是，tl為0. 4 I. 0mm，t2為0. 8 2mm。此外，作為散熱器30的材質，較為理想的是，導熱率為170W/mK以上的鋁或是含有選自Si、Mg、Zn、Bi、Sn的至少一種元素的鋁合金。此外，為了改善用于元件安裝的焊錫潤濕性，較為理想的是，使金屬電路板15的表面粗糙度為RaO. 3 2. 0 y m左右。散熱器30的表面粗糙度只要是由一般的擠壓件及板材可得到的程度即可。此外，為了改善釬焊性，金屬底板20的靠散熱器30接合一側的表面粗糙度為Ral. 0 2. 0 ii m。另外，在用熔液接合法將散熱器30與金屬底板20接合時，在RaO. 3 2. 0 ii m下，也能充分接合。以上，在參照圖I 圖4進行說明的液冷一體型基板I中，例如在半導體元件等電子元器件安裝于金屬電路板15進行使用的情況下，從上述電子元器件發(fā)出的熱如上所述通過冷卻液在內部循環(huán)的散熱器30散熱，從而可對液冷一體型基板I整體進行冷卻。在此，如上所述，金屬電路板15的高度tl與金屬底板20的高度t2之間的關系為下式(I)，t2/tl 彡 2...... (I)通過將各值分別設置成tl為0. 4 3mm、t2為0. 8 6mm，就可得到發(fā)揮出足夠散熱性的液冷一體型基板I。此外，通過將金屬電路板15、金屬底板20及散熱器30的材質形成為導熱率為170ff/mK以上的鋁或選自Si、Mg、Zn、Bi、Sn的至少一種元素的鋁合金，就能得到充分確保作為一體型基板的強度及可靠性(耐熱沖擊性等)的液冷一體型基板I。此外，通過使用熔液接合法及釬焊接合法來將各構件彼此接合，就可充分確保接合可靠性。此外，通過用由導熱率為170/mK以上的鋁或鋁合金制成的擠壓件來構成散熱器 30，散熱性好，與用切削等機械加工將散熱器30加工成翅片形狀的情況相比，不僅能抑制散熱器30中產生翹曲(形狀變形)，還由于通過擠壓加工進行一體成型，因此，能制造出在原材料成本及加工成本方面優(yōu)異的液冷一體型基板I。在本發(fā)明中，金屬底板20與散熱器30是通過如上所述的釬焊來接合的。在金屬底板20與散熱器30之間設置釬料并施加規(guī)定的載荷，并在釬焊爐內加熱到規(guī)定的釬焊溫度，從而來進行釬焊。在本發(fā)明中，面壓=(釬焊在加熱前的設置時所施加的載荷)/ (金屬底板的面積)上述面壓為下述式(2)以上。面壓(N/mm2) =-I. 25X 10_3X (散熱器的截面二次矩)+ 2. 0……(2)另外，散熱器30的截面二次矩通過下式求出。當為與隔板的平行方向垂直的散熱器的截面時，BH3/12-((槽寬)X 根數 XD3)/12當為與隔板的平行方向垂直的散熱器的截面時，BH3/12- (BXD3) /12其中，B是散熱器與金屬底板之間的接合部的寬度，H是散熱器的高度，D是散熱器中的多孔管的槽深(隔板的高度)，T是隔板的寬度通過將釬焊時的面壓相對于金屬底板20的剛性設定為式(2)以上，就能得到翹曲量降低的一體型基板。此外，散熱器30的各槽(冷卻液的流路38)的深度尺寸D (mm)相對于各槽的寬度尺寸W (mm)滿足如下范圍，因而，可同時實現較好的熱性能和擠壓性。3. 3ff < D < IOff此外,通過使寬度W (mm)與隔板的寬度T (mm)滿足如下關系,就能同時實現較好的熱性能和擠壓性。-W + I. 4 < T/W < -I. 5W + 3. 3 (在 0. 4 彡 W 彡 I. 0 時)-0. 2W + 0. 7 < T/W < -I. 5W + 3. 3 (在 I. 0 < W < 2. 0 時)此外，隔板的面壓=(釬焊時散熱器30所負載的載荷)/ (散熱器30的隔板的面積)通過將隔板的面壓設定為-0. 5XD (槽深)十10 (MPa)以下，就可降低散熱器的隔板彎曲。其中，隔板的面積是指將間隔件35沿與上板平行的平面切斷時的隔板的截面積。以上，對本發(fā)明實施方式的一例進行了說明，但本發(fā)明不限定于圖示的形態(tài)。本領域技術人員很顯然能夠在權利要求書記載的思想范疇內想到各種變形例或是修改例，并且應該了解這些變形例及修改例屬于本發(fā)明的技術范圍。例如，在上述實施方式中，散熱器30的結構(截面形狀)為散熱器30的內部空間被隔板35分割成14個或7個，但上述切割方法和流路38的形成數量可任意設定，較為理想的是，以使散熱器30的散熱性(冷卻效率)變得良好的方式進行適當確定。實施例〈實施例1>根據本發(fā)明制造液冷一體型基板，來進行產品的評價。首先，準備AlN基板作為陶瓷基板10，通過熔液接合將金屬電路板15接合在AlN基板的一個面上，并將金屬底板20接合在另外一個面上，從而得到金屬-陶瓷接合基板(“ T A ^ 'y々”(注冊商標)基板)。陶瓷基板10及金屬電路板15、金屬底板20的尺寸如表I所示，制造出基于本發(fā)明的本發(fā)明例1、2、3的樣品和脫離本發(fā)明范圍的比較例1、2的樣品。金屬電路板及金屬底板的材質為0.4質量％的Si-O. 04質量％的B-余量為Al。金屬電路板15及金屬底板20分別接合在陶瓷基板10的中央。另外，在比較例1、2中，在脫離 本發(fā)明范圍的部分標注下劃線。[表 I]
權利要求
1.一種液冷一體型基板，在陶瓷基板的一個面上接合有由鋁或鋁合金制成的金屬電路板，并在另一個面上接合有由鋁或鋁合金制成的平板狀的金屬底板的一個面，在所述金屬底板的另一個面上接合有由擠壓件構成的液冷式的散熱器，其特征在于， 所述金屬電路板的厚度tl與所述金屬底板的厚度t2之間的關系滿足下式(1)， t2/tl 彡 2...... (I) 所述金屬電路板的厚度tl為0. 4 3mm,所述金屬底板的厚度t2為0. 8 6mm。
2.如權利要求I所述的液冷一體型基板，其特征在于，所述散熱器由多孔管制成的，并將所述金屬底板與所述散熱器釬焊接合。
3.如權利要求I所述的液冷一體型基板，其特征在于， 所述多孔管的制冷劑的流路即槽寬W (mm)與槽深D (mm)之間的關系滿足下式。3.3ff < D < IOff。
4.如權利要求3所述的液冷一體型基板，其特征在于， 所述多孔管的制冷劑的流路即槽寬W (mm)與隔板的寬度T (mm)之間的關系滿足下式。-W + I. 4 < T/W < -I. 5W + 3. 3 (在 0. 4 彡 W 彡 I. 0 時)-0. 2W + 0. 7 < T/W < -I. 5W + 3. 3 (在 I. 0 < W < 2. 0 時)。
5.如權利要求3所述的液冷一體型基板，其特征在于，所述槽寬W為0.4mm以上。
6.如權利要求I所述的液冷一體型基板，其特征在于，所述散熱器由導熱率為170W/mK以上的鋁或鋁合金制成。
7.如權利要求I所述的液冷一體型基板，其特征在于，所述金屬底板由導熱率為170W/mK以上的鋁或鋁合金制成。
8.如權利要求I所述的液冷一體型基板，其特征在于，所述金屬電路板由導熱率為170ff/mK以上的鋁或鋁合金制成。
9.如權利要求I所述的液冷一體型基板，其特征在于，通過熔液接合法或釬焊接合法來進行所述陶瓷基板與所述金屬電路板的接合、所述陶瓷基板與所述金屬底板的接合及所述金屬底板與所述散熱器的接合。
10.如權利要求I所述的液冷一體型基板，其特征在于，所述多孔管的隔板彎曲。
11.一種液冷一體型基板的制造方法，該液冷一體型基板在陶瓷基板的一個面上接合有由鋁或鋁合金制成的金屬電路板，并在另一個面上接合有由鋁或鋁合金制成的平板狀的金屬底板的一個面，在所述金屬底板的另一個面上接合有由擠壓件構成的液冷式的散熱器，其特征在于， 通過熔液接合法進行所述金屬電路板及所述金屬底板與所述陶瓷基板的接合， 通過釬焊接合法進行所述金屬底板與所述散熱器的接合， 所述金屬電路板的厚度tl與所述金屬底板的厚度t2之間的關系形成為滿足下式(I)的厚度。
t2/tl 彡 2...... (I)。
12.如權利要求11所述的液冷一體型基板的制造方法，其特征在于，所述金屬電路板的厚度tl為0. 4 3mm,所述金屬底板的厚度t2為0. 8 6mm。
13.如權利要求11所述的液冷一體型基板的制造方法，其特征在于，在以式(2)以上的面壓加壓之后，進行加熱，并將所述金屬底板與所述散熱器釬焊接合。面壓(N/mm2) = -L 25X 10_3X (散熱器的截面二次矩)+ 2. 0……(2)。
14.如權利要求11所述的液冷一體型基板的制造方法，其特征在于， 所述散熱器由多孔管制成，所述多孔管的制冷劑的流路即槽寬W (mm)與槽深D (mm)之間的關系滿足下式。3.3ff < D < IOff。
15.如權利要求14所述的液冷一體型基板的制造方法，其特征在于， 所述多孔管的制冷劑的流路即槽寬W (mm)與隔板的寬度T (mm)之間的關系滿足下式。-W + I. 4 < T/W < -I. 5W + 3. 3 (在 0. 4 ≤ W ≤ I. 0 時)-0. 2W + 0. 7 < T/W < -I. 5W + 3. 3 (在 I. 0 < W < 2. 0 時)。
16.如權利要求14所述的液冷一體型基板的制造方法，其特征在于，所述槽寬W為0.4mm以上。
17.如權利要求14所述的液冷一體型基板的制造方法，其特征在于，在以所述多孔管的隔板所受到的隔板面壓為-0.5XD (槽深)+10 (MPa)以下的方式加壓后，進行加熱，來將所述金屬底板與所述散熱器釬焊接合。
18.如權利要求11所述的液冷一體型基板的制造方法，其特征在于，所述散熱器由導熱率為170W/mK以上的鋁或鋁合金制成。
19.如權利要求11所述的液冷一體型基板的制造方法，其特征在于，所述金屬底板由導熱率為170W/mK以上的鋁或鋁合金制成。
20.如權利要求11所述的液冷一體型基板的制造方法，其特征在于，所述金屬電路板由導熱率為170W/mK以上的鋁或鋁合金制成。
21.一種液冷一體型基板的制造方法，該液冷一體型基板在陶瓷基板的一個面上接合有由鋁或鋁合金制成的金屬電路板，并在另一個面上接合有由鋁或鋁合金制成的平板狀的金屬底板的一個面，在所述金屬底板的另一個面上接合有由擠壓件構成的液冷式的散熱器，其特征在于， 通過熔液接合法進行所述金屬電路板及所述金屬底板與所述陶瓷基板的接合， 通過釬焊接合法進行所述金屬底板與所述散熱器的接合， 在以式(2)以上的面壓加壓之后進行加熱，并將所述金屬底板與所述散熱器釬焊接合。
面壓(N/mm2) = -L 25X KT3X (散熱器的截面二次矩)+ 2. 0……(2)。
22.—種液冷一體型基板，在陶瓷基板的一個面上接合有由鋁或鋁合金制成的金屬電路板，并在另一個面上接合有由鋁或鋁合金制成的平板狀的金屬底板的一個面，在所述金屬底板的另一個面上接合有由擠壓件構成的液冷式的由多孔管制成的散熱器，其特征在于， 將所述金屬底板與所述散熱器釬焊接合。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供翹曲(形狀變形)得以減少且具有優(yōu)異的強度及散熱性的液冷一體型基板，該液冷一體型基板(1)在陶瓷基板(10)的一個面上接合有由鋁或鋁合金制成的金屬電路板(15)，并在另一個面上接合有由鋁或鋁合金制成的平板狀的金屬底板(20)的一個面，在金屬底板(20)的另一個面上接合有由擠壓件構成的液冷式的散熱器(30)，金屬電路板(15)的厚度(t1)與金屬底板(20)的厚度(t2)之間的關系滿足t2/t1≥2，金屬電路板(15)的厚度(t1)為0.4～3mm，金屬底板(20)的厚度(t2)為0.8～6mm。
文檔編號H05K7/20GK102714930SQ201180005829
公開日2012年10月3日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權日2010年1月12日
發(fā)明者堀久司, 小久保貴訓, 小山內英世, 智原邦彥, 高橋貴幸 申請人:同和金屬技術有限公司, 日本輕金屬株式會社