一种新能源汽车电源铜基板的制作方法

本实用新型涉及新能源汽车领域，具体为一种新能源汽车电源铜基板。

背景技术：

例如，申请号为201720516529.8，专利名称为一种COB热电分离复合铜基板的实用新型专利：

其基板本体为一种具有高导热效应的铜制构件，线路板上设置有电源正极连接口和电源负极连接口，阻焊层通过电热焊合线路板，使用时温度较低，耗电量少，无化学成分挥发，节能环保，光源稳定，强度高。

但是，现有的新能源汽车电源铜基板存在以下缺陷：

(1)现有的用于新能源汽车电源铜基板，其基底材料是环氧树脂，有机材料的热导率低，耐高温性差，不能适应高密度、高功率的封装要求，一般只用于小功率封装中；

(2)现有的电源铜基板导热性较差，其表面的主要散热通道限制了热量的快速传导和扩散，而且必须在很小的封装中处理很高的热量，封装散热不良，会使芯片温度升高，导致应力分布不均、光电转换率降低，缩短了电源器件的工作寿命。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足，本实用新型提供一种新能源汽车电源铜基板，能有效的解决背景技术提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新能源汽车电源铜基板，包括氮化铝基板和硅铜微热管，所述氮化铝基板的上表面固定安装有环氧树脂板，所述环氧树脂板的两侧均设置有硅铜微热管，所述硅铜微热管的下部与氮化铝基板的表面相连接，所述环氧树脂板的上部设置铜盖板，所述铜盖板的内壁上设置有电源槽，所述硅铜微热管包括硅基板和空气腔，所述硅基板的上部设置有空气腔，所述硅基板的上表面上设置有横向微沟道和纵向微沟道，所述横向微沟道和纵向微沟道之间交叉设计，所述横向微沟道和纵向微沟道的交叉口处设置有铜铸板，所述铜铸板设置在空气腔的内部，所述空气腔的外表面还设置有均热铜盖板。

进一步地，所述横向微沟道和纵向微沟道均采用空腔结构设计。

进一步地，所述均热铜盖板的内壁上设置平行沟道结构，沟道宽500μm，结构宽500μm。

进一步地，所述硅基板的内部采用梯形沟道结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的新能源汽车电源铜基板，采用微电铸工艺制作微尺度的毛细吸液芯结构，并根据电源模组的封装尺寸、热流的运输方向和减小界面热阻的原则设计平板热管的宏观尺寸，采用紫铜盖板可以充分发挥铜的优良热传导性能和便于加工的优势，能够制作多层结构，能够加工传统方法难加工的毛细尺寸；

(2)本实用新型的新能源汽车电源铜基板，采用均热铜盖板内部平行的导流结构能够降低微热管的平衡温度，同时缩小连接板之间的温差，提高均温性，延长了电源器件的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的硅铜微热管结构示意图；

图3为本实用新型的硅基板结构示意图。

图中标号：

1-氮化铝基板；2-环氧树脂板；3-硅铜微热管；4-铜盖板；5-电源槽；

301-硅基板；302-铜铸板；303-空气腔；304-均热铜盖板；

30101-横向微沟道；30102-纵向微沟道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种新能源汽车电源铜基板，包括氮化铝基板1和硅铜微热管3，氮化铝基板1的上表面固定安装有环氧树脂板2，环氧树脂板2的两侧均设置有硅铜微热管3，硅铜微热管3的下部与氮化铝基板1的表面相连接，环氧树脂板2的上部设置铜盖板4，铜盖板4的内壁上设置有电源槽5。

本实施例中，采用氮化铝基板1作为电源铜基板的导热材料，其机械强度，能用作为支持构件、加工性好，尺寸精度高；表面光滑，无微裂纹、弯曲等；导热系数大，热膨胀系数与Si和GaAs等芯片材料相匹配，耐热性能良好；介电常数低，介电损耗小，绝缘电阻及绝缘破坏电高，在高温、高湿度条件下性能稳定，可靠性高；化学稳定性好，无吸湿性；耐油、耐化学药品；无毒、无公害、α射线放出量小；晶体结构稳定，在使用温度范围内不易发生变化；原材料资源丰富。

本实施例中，氮化铝基板1和硅铜微热管3组成基板，具有高热导率、高强度、高电阻率、密度小以及与相匹配的热膨胀系数等优异性能。

硅铜微热管3包括硅基板301和空气腔303，硅基板301的内部采用梯形沟道结构，硅基板301的上部设置有空气腔303，硅基板301的上表面上设置有横向微沟道30101和纵向微沟道30102，横向微沟道30101和纵向微沟道 30102之间交叉设计，横向微沟道30101和纵向微沟道30102的交叉口处设置有铜铸板302，铜铸板302设置在空气腔303的内部，空气腔303的外表面还设置有均热铜盖板304，横向微沟道30101和纵向微沟道30102均采用空腔结构设计，均热铜盖板304的内壁上设置平行沟道结构，沟道宽500μm，结构宽500μm。

本实施例中，硅铜微热管3由硅基板301和均热铜盖板304两部分组成，材质可同可异，两者通过胶接或键合等方法封装成密闭空气腔303，硅铜微热管3没有传统意义上的吸液芯，利用微尺度下的工质接触毛细结构后产生的毛细压差作为回流的动力，工质与微结构材料的接触性质，微结构对工质弯月面半径的影响程度等都会对工质回流产生显著影响，间接影响热管蒸发段的吸换热能力，为了排除杂质粒子对微热管热性能的影响，微热管灌注时需要热管空气腔达到一定程度的真空度，保证无不凝性气体。

本实施例中，采用微电铸方法制作单层毛细横向微沟道30101和纵向微沟道30102，由于光刻胶曝光的垂直性，导致截面形状为弯月面矩形。

本实施例中，硅基板301使用铬版胶片掩膜，图形最小分辨线宽8μm；型模使用SU-8负性光刻胶制作，最小曝光线宽20μm；微电铸成型保证结构完整性和铸层均匀性的线宽不宜低于50μm，综合考虑工艺的限制，我们选择 50μm作为最小沟道线宽，最大目标胶厚20μm，深宽比接近4。

本实施例中，设置硅基板301尺寸为40mm×20mm，微沟道结构尺寸范围为34mm×14mm，两侧各留3mm余量用于封装，负性光刻胶相对于正性光刻胶更利于制作大深度或深宽比较大的结构，电铸深度相对较大，选择采用负胶 SU-8制作电铸型模，厚度200μm，高于沉积层厚度，防止过镀。

本实施例中，均热铜盖板304仅设计一种空腔结构，因为微均热板是纵向传热，因此盖板的内表面结构设计为点阵结构，铜盖板上结构除了导流还可以提供促进水滴凝结滴落的尖角。

本实施例中，采用微电铸工艺制作微尺度的毛细吸液芯结构，并根据电源模组的封装尺寸、热流的运输方向和减小界面热阻的原则设计平板热管的宏观尺寸，使用硅基底是为了便于采用MEMS方法制作电铸型模，同时便于根据电源芯片规格设计制作电极；采用紫铜盖板可以充分发挥铜的优良热传导性能和便于加工的优势；微电铸的优势是结构微尺寸可控，图案可根据需求设计，能够制作多层结构，能够加工传统方法难加工的毛细尺寸

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。