功率模块用散热片及用其制成的功率模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明具体涉及一种功率模块用散热片及用其制成的功率模块。
【背景技术】
[0002] 近年来诞生的智能功率模块IPM(IntelligentPowerModule)是一个高度集成的 功率驱动器件，可作为变频调速控制器，应用在纺织机、注塑机、变频空调、洗衣机、冰箱、电 动汽车、雷达伺服系统等中。IPM的使用大大提高了电子电气产品的工作效率，同时也降低 了能耗。IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，使用起来方便，不仅减小了系统的体 积以及开发时间，也大大增强了系统的可能性，适应了当今功率器件的发展方向一一模块 化、复合化和功率集成电路（PIC)，在电力电子领域得到了越来越广泛的应用。但集成度越 来越高的功率模块工作时产生的大量的热量也成了影响其工作效率和长期使用寿命主要 因素。
[0003] 现有技术中虽然在智能功率模块上也有使用散热片，但传统的散热片使用的基板 为铝基板，铝板的导热性远没有铜板高，但是铜在受到湿气、高温等环境影响时，容易发生 氧化，影响其使用寿命；另外铜板在搬运和使用过程中容易发生擦伤。另外，通常散热片使 用的绝缘导热层为单层结构，绝缘性能受限。通常散热片的整体导热系数< 2W/M·K，达不 至ljIPM对于高导热的要求-导热系数彡2. 5W/M·K。而且传统的工艺的需要将电子部件直 接焊接在散热片（如覆铜铝基板、覆铜陶瓷基板等）上，装贴加工比较麻烦。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种具有高的绝缘性能、高散热性、便于表面 贴装的功率模块用散热片及功率模块。
[0005] 为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
[0006] -种功率模块用散热片，所述的散热片包括铜层，铜层的一面上覆盖一层抗氧化 涂层，所述的抗氧化涂层由氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛中的1种或2种以上的无机氧化 物为主成分，铜层的另外一面上复合着既绝缘又散热且加热后具有粘着力的树脂层。
[0007] 具体地，所述的抗氧化涂层的厚度为10nm~2μm，所述的铜层的厚度为20μm~ 5mm，所述的树脂层的厚度为50μm~1mm。
[0008] 优选地，所述的抗氧化涂层的厚度为50nm~2μm。
[0009] 优选地，所述的铜层的厚度为100μm~3mm。
[0010] 优选地，所述的树脂层包括形成在所述铜层上的硬化层、形成在所述硬化层上的 接着层，所述的硬化层的凝胶率大于50%，所述的接着层的凝胶率小于50%。所述的硬化 层的厚度和所述的接着层的厚度可以相同也可以不同。
[0011] 具体地，所述的抗氧化涂层由能转化为无机氧化物的前驱体在所述的铜层上涂布 后，通过加热、加湿、紫外照射中的一种方法或多种方法的组合进行处理后形成。
[0012] 优选地，所述的前驱体为正硅酸酯类、全氢聚硅氮烷类、异氰酸硅烷类中的一种或 多种的混合物。所述的前驱体涂布在所述的铜层上后，通过加热、加湿、紫外照射中的一种 方法或多种方法的组合进行处理后形成主要成分为氧化硅的抗氧化涂层。
[0013] 所述的正娃酸酯类可以为日本Colcoat的HAS-l、HAS-2、HAS-3等；德国Evonik公 司的Dynasylan40、DynasylanA、DynasylanAR、DynasylanM、DynasylanMKS、Dynasylan P、DynasylanMAR等；
[0014] 所述的全氢聚娃氮烧类可以为英国AZElectronicMaterials公司的NN110、 NN310、NL110A、NL120A、NL150A、NP110、NP140、SP140、UP140 等；
[0015] 所述的异氰酸硅烷类可以为日本MatsumotoFineChemical公司的SI310、SI 400 等。
[0016] 具体地，所述的树脂层包括占所述的树脂层总质量5%~50%的聚合物、占所述 的树脂层总质量50%~95%的导热填料。
[0017] 优选地，所述的树脂层包括占所述的树脂层总质量5%~30%的聚合物、占所述 的树脂层总质量70%~95%的导热填料。
[0018] 进一步优选地，所述的树脂层包括占所述的树脂层总质量5%~25%的聚合物、 占所述的树脂层总质量70~90%的导热填料、占所述的树脂层总质量0. 1 %~5%的分散 剂。
[0019] 优选地，所述的聚合物包括树脂、占所述的树脂质量2%~30%的固化剂，所述的 树脂为热固性树脂或热塑性树脂或者热固性树脂和热塑性树脂的混合物；此处的固化剂为 广义的固化剂，可以包括固化剂、固化促进剂和其他催化剂。
[0020] 进一步优选地，所述的树脂为选自环氧树脂、饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅 树脂、聚氨酯树脂、苯氧基树脂、醇酸树脂、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚 酰胺树脂、聚酰亚胺树脂中的一种或多种的组合；
[0021] 更为优选的，所述的树脂为分子结构中含有羟基（0H)和芳香环或脂肪环官能团 的树脂，分子中的羟基（0H)官能团用于交联，增加树脂体系的内聚力和耐热性；树脂结构 中含有的芳香环或脂肪环结构同是增加树脂的耐热性，芳香环结构如苯环型、萘环型、蒽 型、（夹）氧杂蒽型、芴环型，联苯型等，脂肪环结构如环丙烷、环丁烷、环戊环、环己环等；硬 化层和接着层所用的树脂可以是相同的，也可以是不同的。
[0022] 所述树脂优选的为环氧树脂、饱和聚酯树脂、苯氧基树脂、聚酰胺树脂中的一中或 多种的组合。更为优选的为饱和聚酯树脂和苯氧基树脂的混合体。
[0023] 所述的饱和聚酯树脂的Tg点大于20°C，极限粘度为0. 2~1. 2dl/g，比重1. 15~ 1. 30,优选的是Tg大于30°C，更为优选的是Tg大于40°C，进一步优选的是Tg大于50°C。 所述饱和聚酯树脂的极限粘度小于0. 2dl/g，则所述绝缘层的内聚力和耐热性不佳，绝缘层 和铜层热压复合后聚合物的流动性过大；若极限粘度超过1. 2dl/g，则所述接着剂的粘度 较高，不利于涂布。
[0024] 进一步优选地，所述的饱和聚酯树脂由多元酸和多元醇聚合而成，其中，所述的多 元酸包括占所述的多元酸的摩尔百分比为60%~100%的芳香族多元酸、占所述的多元酸 的摩尔百分比为〇%~40%的非芳香族多元酸；所述的多元醇包括占所述的多元醇的摩尔 百分比为0%~70%的乙二醇、占所述的多元醇的摩尔百分比为30%~100%的碳原子数 为三个及以上的多元醇；所述多元酸中，若所述芳香族多元酸小于60mol%，则所述接着层 的耐热性不佳；所述多元醇中，若所述碳原子数为三个及以上的多元醇小于30mol%，则所 述接着层的柔软性不佳、冲切加工性差。
[0025] 进一步优选地，所述的芳香族多元酸为选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲 酸、邻苯二甲酸酐（PA)、四氢苯酐（THPA)、偏苯三酸酐（TMA)中的一种或多种的组合；所述 的非芳香族多元酸为选自己二酸、葵二酸、1，4-环己烷二甲酸中的一种或多种的组合；所 述的碳原子数为三个及以上的多元醇为选自二乙二醇（DEG)、2-甲基-1，3-丙二醇、1，2-丙 二醇、1，3-丁二醇、1,4-丁二醇（1，4BD0)、1,5-戊二醇、3-甲基-1，5戊二醇、季戊四醇 (PE)、三甲基戊二醇（TMPD)、1，6-己二醇（1，6HD0)、1，4-环己烷二甲醇（CHDM)、新戊二醇 (NPG)、三羟甲基丙烷（TMP)、1，2,3-三羟甲基丙烷（GG)中的一种或多种的组合。
[0026] 所述的苯氧基树脂为选自双酚A型苯氧基树脂、双酚F型苯氧基树脂、双酚S型苯 氧基树脂中的一种或多种的组合，所述的苯氧基树脂的重均分子量Mw为10000~100000。
[0027] 所述的双酚A