CN114980482B - 一种自散热基板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自散热基板及其制备方法，自散热基板包括导热部件，导热部件的顶部设有凹槽，凹槽内设置网格结构，网格结构内设置导热粉，导热部件内设有冷却液通道，导热部件的底部设置空腔，空腔内由内至外依次设置吸液芯和端盖，导热部件外部包覆陶瓷层。本发明基于相变散热技术、光固化打印、电子束选区熔化打印、微弧氧化技术、复合陶瓷烧结技术制备了同时具有相变散热和冷却液循环散热的金属/陶瓷复合结构基板，该基板可根据封装结构中发热元件的布设位置进行个性化设计制造，能够实现封装结构中的精准散热和热场管理，为更高功率模块的封装提供了一种散热效率更高、可靠性更强的解决方案。

Description

一种自散热基板及其制备方法
技术领域
本发明主要涉及自散热基板技术领域，具体是一种自散热基板及其制备方法。
背景技术
功率模块在智能电网、电动汽车等诸多领域有非常广泛的应用。典型的功率模块封装结构中通常包含半导体芯片、端子、绝缘衬底和金属底板等元器件。其中，绝缘衬底作为功率芯片的底座不仅自身需要有良好的尺寸稳定性和机械强度为整个模块提供机械支撑，还需要有足够的热导率将模块产生的热量快速传递出去。目前，功率半导体封装行业多采用陶瓷(如氧化铝、氮化铝、氮化硅等)、玻璃、蓝宝石等作为绝缘衬底，但这些材料的导热性能都差强人意。另外，也有一些科研机构开发了内部布设有冷却管道的陶瓷复合结构衬底，但这种衬底对陶瓷烧结工艺要求极高，对内部管道表面质量要求复杂，且需要配备额外的冷却液循环设备。目前这些衬底在成本、加工工艺、散热效率等方面在未来更高功率的模块封装应用中具有明显的局限性。因此，目前急需开发一种散热效率高、综合性能良好的衬底基板，从而提高功率模块的封装的服役可靠性。
现有技术除采用特殊高导热陶瓷等材料作为基板外，部分研究者还通过对基板结构优化、布设冷却流道等方法对基板散热效率进行改善，如专利CN201921760771.5公开了一种具有自散热结构的耐高压IGBT功率装置，通过设计散热孔等方式实现IGBT芯片散热，但其对散热效率提升非常有限，且容易在整体封装中引入沟槽等容易发生应力集中的结构，为后续服役带来不稳定因素。专利CN202120269492.X公开了一种散热器以及电机控制器，其通过布设冷却流道在一定程度上提升了散热效率，但现有方法很难做到流道的合理布设，且需要配套额外的冷却液循环系统，工艺技术还需要进一步提升。从目前技术调研反馈来看，现有技术虽然对基板散热效率有一定程度提升但散热效率还很难满足下一代更大功率电力电子模块的应用，亟需对基板散热效率提升进行技术开发。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种自散热基板及其制备方法，本发明基于相变散热技术、光固化打印、电子束选区熔化打印、微弧氧化技术、复合陶瓷烧结技术制备了具有相变散热的金属/陶瓷复合结构的自散热基板，且还可以同时具有冷却液循环散热，该基板可根据封装结构中发热元件的布设位置进行个性化设计制造，能够实现封装结构中的精准散热和热场管理，为更高功率模块的封装提供了一种散热效率更高、可靠性更强的解决方案。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种自散热基板，包括导热部件，所述导热部件的顶部设有凹槽，所述凹槽内设置网格结构，所述网格结构内设置导热粉，所述导热部件的底部设置空腔，所述空腔内由内至外依次设置吸液芯和端盖，所述吸液芯具有吸水功能，所述吸液芯上设有若干孔状结构，所述吸液芯与导热部件之间设有间隙，所述端盖上设有气孔，所述导热部件外部包覆陶瓷层。
所述吸液芯为圆台状结构。
所述吸液芯上的孔状结构为球型、椭球型、多边体型中的一种或多种，多边体型的截面可以为三角形、四边形、六边形等多边形，孔状结构还可以铺设多层。
所述导热部件内设有冷却液通道。
所述导热部件的空腔处设有冷却回流弧面，优选为“鹅颈”式冷却回流弧面。
所述冷却回流弧面上还设有向空腔一侧凸起的导流环。
一种自散热基板的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：导热部件的制备，以钛基合金粉末为原料，采用电子束选区熔化打印工艺制备导热部件，所述导热部件的顶部设有凹槽，所述导热部件的底部设置空腔；具体包括以下步骤：
步骤1.1：按照比例配制金属粉末，各组分按照质量分数计包含：钛30.5％～32.5％、镍14.2～16.2％、钴5.6～6.4％、锰1.8～2.5％、钒1.2～1.5％、硅0.6％～1.2％、钇0.02％～0.05％、余量为铁；
优选的，金属粉末各组分按照质量分数计包含：钛31％、镍15％、钴6％、锰2％、钒1.3％、硅0.9％、钇0.03％、余量为铁；
步骤1.2：以步骤1.1配制的金属粉末为打印原料，采用电子束选区熔化打印工艺制备钛基合金棒材；
步骤1.3：采用等离子旋转电极法以步骤1.2制备的钛基合金棒材为电极，制备钛基合金粉末；制得的钛基合金粉末平均粒径为30～50微米；
步骤1.4：将步骤1.3制备的钛基合金粉末在真空环境下烘干，烘干温度为80～120摄氏度，烘干时间为60～80分钟，优选为，烘干温度为100摄氏度，烘干时间为70分钟，以烘干后的钛基合金粉末为打印原料，采用电子束选区熔化打印工艺制备导热部件；具体的，电子束选区熔化打印在真空氛围下进行，打印时铺粉层厚度为50微米，加速电压为60千伏，扫描电流为18毫安，扫描速率为1200毫米/秒，扫描间距为0.1毫米，底板及粉末层的预热温度为800摄氏度，打印室水和氧气体积分数不大于5*10-5。
优选的，所述导热部件内设有冷却液通道，可与相变散热功能区联合作用加强散热，可以进一步提高散热效率。优选为，导热部件的底部边缘设置冷却液循环通道，其形状、包围区域以及截面形状均可根据实际情况进行改变。
优选的，所述导热部件的空腔处设有冷却回流弧面，可供气态相变材料在该处凝结和回流，优选为“鹅颈”式冷却回流弧面。
优选的，所述冷却回流弧面上还设有向空腔一侧凸起的导流环。
导热部件的空腔处设置的“鹅颈”式冷却回流弧面和导流环的几何参数可根据吸液芯的不同尺寸进行实际调整，还可以根据需要调整不同“鹅颈”以及导流环的曲率和尺寸。
步骤2：吸液芯的制备，采用光固化打印工艺制备具有吸水功能的吸液芯，所述吸液芯上设有若干孔状结构；具体包括以下步骤：
步骤2.1：预处理无机非金属粉末，将无机非金属粉末在钛酸酯偶联剂的水溶液中浸泡处理，之后通过离心过滤处理后得到的粉末经烘干、研磨分散后待用；所述无机非金属粉末优选为烧制后具有微观多孔结构的粉末，可以实现吸水效果的，优选为，钠质蒙脱石粉、钙基膨润土粉、氧化铝粉、氧化锆粉、硅酸盐粉中的一种或多种以任意比例混合，硅酸盐粉可以为二氧化硅粉；所述钛酸酯偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物，钛酸酯偶联剂水溶液中钛酸酯偶联剂的质量分数为0.5％～1％，无机非金属粉末浸泡处理时间优选为1～2小时，优选的，过滤处理后得到的粉末烘干温度为40～80摄氏度，烘干时间为24～36小时，再优选的，50摄氏度下烘干时间24小时；
步骤2.2：按照比例配制光敏树脂，所述光敏树脂按照质量份数计包含：二官能度纯丙烯酸酯16～20份、六官能度聚氨酯丙烯酸酯18～22份、季戊四醇三丙烯酸酯1～1.4份、三乙二醇二丙烯酸酯0.4～0.8份、六偏磷酸钠0.1～0.3份、二苯基氧化膦2～2.4份、二甲基乙醇胺0.3～0.6份、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.2～0.4份、环聚二甲基硅氧烷0.03～0.06份、硅藻土粉3～6份；
优选的，所述光敏树脂按照质量份数计包含：二官能度纯丙烯酸酯18份、六官能度聚氨酯丙烯酸酯20份、季戊四醇三丙烯酸酯1.2份、三乙二醇二丙烯酸酯0.6份、六偏磷酸钠0.2份、二苯基氧化膦2.2份、二甲基乙醇胺0.5份、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.25份、环聚二甲基硅氧烷0.05份、硅藻土粉5份；
步骤2.3：将步骤2.1预处理后的无机非金属粉末加入步骤2.2所配制的光敏树脂中，搅拌得到复合光敏树脂；无机非金属粉末按照质量份数计为40～60份，优选为52份；搅拌条件优选为，在遮光的真空负压条件下进行磁力搅拌3～6小时，优选4小时，得到均匀混合且无气泡的复合光敏树脂；
步骤2.4：将复合光敏树脂采用光固化打印工艺制备具有吸水功能的吸液芯，所述吸液芯为圆台型结构；圆台型结构由下至上直径逐渐减小，具体的，可以使用DLP光固化打印机进行逐层打印，优选的，打印层厚为0.05毫米，曝光时间15～20秒；优选的，打印的吸液芯的高度在5～15毫米，吸液芯内部具有的孔状结构从下至上尺寸逐渐增大，到上层时在表面形成开放型散热孔洞，孔状结构的形状、分布方式以及大小可根据实际规格进行调整；所述吸液芯上的孔状结构可以为球型、椭球型、多边体型中的一种或多种，优选的，吸液芯内部具有的孔状结构优选椭球型小孔，有助于改善烧结和后续服役期间的应力集中；吸液芯上的孔状结构的铺设层数也可根据实际尺寸进行调整。
步骤2.5：打印完成后的吸液芯进行清洗、固化、烧结、冷却后即得成品吸液芯；使用乙醇进行清洗多余树脂，清洗后将整个吸液芯置于紫外线固化箱中进行固化1～3小时，优选为，固化2小时，温度为30～50摄氏度，固化处理后在真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为优选为400～500摄氏度，优选为450摄氏度，烧结时间4～6小时，并随炉冷却，得到最终的成品吸液芯。
步骤3：端盖的制备，制备与导热部件相配合的端盖，所述端盖上设有气孔；端盖可以采用机械加工方式制备，优选的，使用步骤1.2制备的钛基合金棒材进行加工，可以在其边缘预先机加工外螺纹，也可以在导热部件的空腔内设置相适应的内螺纹(可以是电子束选区熔化打印一体成型，也可以是后期机加工)，以便于端盖与导热部件的装配。
步骤4：吸液芯、端盖与导热部件的组装，将制备好的吸液芯、端盖依次装配入导热部件底部设置的空腔内，得到导热部件装配体；所述吸液芯与导热部件之间要有间隙，优选为，吸液芯侧边与导热部件空腔之间具有间隙。
步骤5：导热部件装配体的预处理，使其表面得到一层10～50微米厚度的多孔陶瓷层；多孔陶瓷层的微孔直径范围在5～10微米之间。具体包括以下步骤：
步骤5.1：导热部件装配体的微弧氧化处理，所述微弧氧化的电解质溶液按照浓度计包括以下组分：乙二胺四乙酸二钠1.2～1.6克/升、碳酸钙1.5～2.1克/升、磷酸一氢钠10～16克/升、氟化钠5.8～6.5克/升、硅酸钾4.2～5.2克/升、硼酸钠5.8～6.5克/升、丙三醇0.4～0.8克/升、氢氧化钠4.8～5.6克/升，溶剂为去离子水；所述电解质溶液各组分的添加顺序为乙二胺四乙酸二钠、碳酸钙、磷酸一氢钠、氟化钠、硅酸钾、硼酸钠、丙三醇、氢氧化钠；由于不同的溶质在已含有其他不同成分溶质的溶剂中的溶解度不同，以及个别溶质添加后因放热带来的溶液温度变化并最终导致其他溶质出现的溶解度变化问题，如果添加顺序不合适，可能会造成溶液中形成絮状物沉淀，影响后续微弧氧化的表面质量，因此采用上述顺序依次添加，可以最大程度避免絮状物沉淀生成，保证微弧氧化质量；
优选的，所述微弧氧化的电解质溶液按照浓度计包括以下组分：乙二胺四乙酸二钠1.4g克/升、碳酸钙1.8克/升、磷酸一氢钠14克/升、氟化钠6.2克/升、硅酸钾4.5克/升、硼酸钠6.2克/升、丙三醇0.6克/升、氢氧化钠5.2克/升，溶剂为去离子水；微弧氧化时，将钛基合金导线与导热部件装配体相连做微弧氧化反应中的阳极，石墨板或不锈钢板作为阴极，采用的电压为350V，正向占空比为20％，微弧氧化总时长为20～35分钟，微弧氧化时，电解质溶液需进行磁力搅拌；
步骤5.2：将微弧氧化处理后的导热部件装配体浸入十六烷基三甲氧基硅烷溶液中浸泡2～3小时，溶液温度为60～70摄氏度，所述十六烷基三甲氧基硅烷溶液的质量分数为1.5％-3％，溶剂为丙酮；浸泡完成后，在50～70摄氏度下进行热风烘干3～4小时，完成预处理，使导热部件装配体的表面得到一层10～50微米厚度的多孔陶瓷层，优选的，多孔陶瓷层的微孔径直径范围应在5～10微米之间。导热部件装配体的预处理可以提高后续导热部件装配体与外包复合陶瓷膏体烧结成型时的界面结合强度。需要注意的是在微弧氧化处理和浸泡过程中，导热部件装配体的端盖上的气孔需要用石蜡进行密封。
步骤6：外包复合陶瓷膏体的制备；所述外包复合陶瓷膏体的成分按照质量分数计包含以下原料：主体陶瓷72～75％、氧化钇1.8～2.4％、氟化钇1.0～1.5％、氟化镁0.8～1.2％、碳纳米管0.1～0.3％、纳米碳化钛0.1～0.3％、聚乙烯醇聚丁醛3.2～3.5％、邻苯二甲酸二丁酯2.2～2.5％、磷酸三乙酯0.5～0.8％，余量为无水乙醇；其中氧化钇、氟化钇、氟化镁作为烧结助剂，碳纳米管起增韧剂、导热剂的作用，纳米碳化钛作为增强相、导热剂，聚乙烯醇聚丁醛起粘接剂作用，邻苯二甲酸二丁酯作为增塑剂，磷酸三乙酯作为分散剂，无水乙醇为有机溶剂，在制备外包复合陶瓷膏体时，首先将分散剂磷酸三乙酯、主体陶瓷、碳纳米管、纳米碳化钛和无水乙醇进行混合并施加电磁搅拌，搅拌时间不低于4小时，优选为4～6小时，随后加入粘接剂聚乙烯醇聚丁醛和增塑剂邻苯二甲酸二丁酯继续搅拌，搅拌时间不低于3小时，优选为3～5小时，最后加入烧结助剂氧化钇、氟化钇、氟化镁，再搅拌1～3小时，得到外包复合陶瓷膏体；
优选的，所述外包复合陶瓷膏体的成分按照质量分数计包含以下原料：主体陶瓷73％、氧化钇2％、氟化钇1.2％、氟化镁1％、碳纳米管0.2％、纳米碳化钛0.2％、聚乙烯醇聚丁醛3.4％、邻苯二甲酸二丁酯2.3％、磷酸三乙酯0.6％，余量为无水乙醇。
优选的，主体陶瓷可以是纳米α相氮化硅、氧化铝、碳化硅、氮化铝、氧化铍中的一种或多种，
优选的，所述纳米α相氮化硅的粒径为100～150纳米，所述纳米碳化钛的粒径为100～150纳米。
步骤7：烧结成型，在导热部件上设置网格结构并铺设导热粉后，导热部件装配体与外包复合陶瓷膏体烧结成型；具体包括以下步骤，
步骤7.1：陶瓷网格打印成型，以导热部件顶部的凹槽为打印工作面，以陶瓷材料为原料，采用挤出式直写打印工艺在凹槽内打印出所需形状的陶瓷网格；陶瓷材料优选为外包复合陶瓷膏体，采用陶瓷材料打印有助于降低后续所埋设的导热粉之间的互相热影响，网格大小由后续封装时需要布设的电子元件形状和散热要求确定；
步骤7.2：待陶瓷网格风干固化后，在陶瓷网格内部铺设所需的导热粉；所述导热粉为导热性能良好的金属粉末或其他耐高温导热材料，如铜粉、铝粉、不锈钢粉、钛合金粉、金刚石粉等，不同网格里可以根据需要铺设不同的导热粉，以实现不同区域的不同导热效果，实现同一封装基板上不同的电子元件有不同的散热效率，以实现电子元件的精准化散热，并大幅降低电子元件之间的热失配；
步骤7.3：导热粉铺设完毕后，用钨棒将导热部件上预留的冷却液通道以及端盖上的气孔堵上，将铺设导热粉后的导热部件装配体与步骤6所制得的外包复合陶瓷膏体一起放置于模具中热压烧结，烧结气氛为氮气保护，烧结温度为1300～1500摄氏度，烧结时间5～7小时，优选的，烧结温度为1350摄氏度，烧结时间5小时，烧结后去除钨棒，即得本发明产品自散热基板。
吸液芯与导热部件之间形成的间隙，作为相变散热功能区，起到相变散热的作用，对于吸液芯内相变冷却液的注入，可以使用注射器从端盖上预留的气孔注入氢氟醚相变冷却液(还可根据实际使用环境选择冷却液的沸点，本发明采用的冷却液沸点约为60摄氏度)，冷却液在封闭后的中空结构内体积占比为35～44％，注入相变冷却液后，从气孔对中空结构抽真空后同样采用合金棒材和陶瓷将小孔封闭，得到本发明的最终用于使用的产品。
对比现有技术，本发明有益效果在于：
1、本发明的优点在于可以利用相变散热进行高效散热，且对于预设冷却液通道的本发明，更可以利用相变散热和对流散热原理进行双重高效散热。
2、本发明的优点还在于利用金属导热结构上表面的陶瓷网格中铺设不同的导热粉实现同一封装结构中不同电子元件的不同散热速率，达到精准化散热的目的，并大幅降低电子元件之间的热失配。
3、本发明的优点还在于基于电子束选区熔化打印工艺技术制备的导热部件，其带导流环的“鹅颈”式冷却弧面能够很大程度上改善相变冷却液的蒸发-凝结效果，提高散热效率。
4、本发明的优点还在于利用微弧氧化技术和陶瓷增韧增强技术提高了金属/陶瓷界面的结合强度以及陶瓷外包体本身的强度和韧性。
附图说明
附图1是导热部件的结构示意图。
附图2是导热部件的剖视结构示意图。
附图3是吸液芯的结构示意图。
附图4是吸液芯的剖视结构示意图。
附图5是吸液芯装配入导热部件内的结构示意图。
附图6是吸液芯、端盖装配入导热部件内的结构示意图。
附图7是本发明的剖视结构示意图。
附图8是本发明的网格结构示意图。
附图中标号：1、导热部件；2、凹槽；3、网格结构；4、导热粉；5、冷却液通道；6、空腔；7、吸液芯；8、端盖；9、孔状结构；10、气孔；11、陶瓷层；12、“鹅颈”式冷却回流弧面；13、导流环；14、多孔陶瓷层。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围内。
实施例1
一种自散热基板，包括导热部件1，所述导热部件1的顶部设有凹槽2，所述凹槽2内设置网格结构3，所述网格结构3内设置导热粉4，所述导热部件1的底部设置空腔6，所述空腔6内由内至外依次设置吸液芯7和端盖8，所述吸液芯7具有吸水功能，所述吸液芯7上设有若干孔状结构9，所述吸液芯7为圆台状结构，所述吸液芯7上的孔状结构9为球型、椭球型、多边体型中的一种或多种，所述吸液芯7与导热部件1之间设有间隙，所述端盖8上设有气孔10，所述导热部件1外部包覆陶瓷层11。所述导热部件的空腔6处设有冷却回流弧面。凹槽2内设置的网格结构3可以根据需要设计为不同的形状，网格结构3内可根据后续封装结构中不同电子元件的导热需求埋设导热效率不同的导热粉4(如铜粉、铝粉等)，以实现同一封装基板上不同的电子元件有不同的散热效率，以实现电子元件的精准化散热，并大幅降低电子元件之间的热失配；冷却回流弧面可供气态相变材料在该处凝结和回流，优选为，在所述导热部件1底侧设有冷却液通道5，可与相变散热功能区联合作用加强散热，进一步提高散热效率。
实施例2
一种自散热基板的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：导热部件1的制备，以钛基合金粉末为原料，采用电子束选区熔化打印工艺制备导热部件1，所述导热部件1的顶部设有凹槽2，所述导热部件1的底部设置空腔6，；具体包括以下步骤：
步骤1.1：按照比例配制金属粉末，各组分按照质量分数计包含：钛30.5％～32.5％、镍14.2～16.2％、钴5.6～6.4％、锰1.8～2.5％、钒1.2～1.5％、硅0.6％～1.2％、钇0.02％～0.05％、余量为铁；
步骤1.2：以步骤1.1配制的金属粉末为打印原料，采用电子束选区熔化打印工艺制备钛基合金棒材；具体的，电子束选区熔化打印在真空氛围下进行，打印时铺粉层厚度为50微米，加速电压为60千伏，扫描电流为18毫安，扫描速率为1200毫米/秒，扫描间距为0.1毫米，底板及粉末层的预热温度为800摄氏度，打印室水和氧气体积分数不大于5*10-5。
步骤1.3：采用等离子旋转电极法以步骤1.2制备的钛基合金棒材为电极，制备钛基合金粉末；制得的钛基合金粉末平均粒径优选为30～50微米；
步骤1.4：将步骤1.3制备的钛基合金粉末在真空环境下烘干，烘干温度100摄氏度，烘干时间为1小时，以烘干后的钛基合金粉末为打印原料，采用电子束选区熔化打印工艺制备导热部件1；具体的，电子束选区熔化打印在真空氛围下进行，打印时铺粉层厚度为50微米，加速电压为60千伏，扫描电流为18毫安，扫描速率为1200毫米/秒，扫描间距为0.1毫米，底板及粉末层的预热温度为800摄氏度，打印室水和氧气体积分数不大于5*10-5。
步骤2：吸液芯7的制备，采用光固化打印工艺制备具有吸水功能的吸液芯7，所述吸液芯7上设有若干孔状结构9；具体包括以下步骤：
步骤2.1：预处理无机非金属粉末，将无机非金属粉末在钛酸酯偶联剂的水溶液中浸泡处理，所述无机非金属粉末为钠质蒙脱石粉、钙基膨润土粉、氧化铝粉、氧化锆粉、硅酸盐粉中的一种或多种以任意比例混合；所述钛酸酯偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物，钛酸酯偶联剂水溶液中钛酸酯偶联剂的质量分数为0.5％～1％，无机非金属粉末浸泡处理时间优选为1～2小时，之后通过离心过滤处理后得到的粉末经烘干、研磨分散后待用，烘干温度优选为50摄氏度下烘干时间24小时。
步骤2.2：按照比例配制光敏树脂，所述光敏树脂按照质量份数计包含：二官能度纯丙烯酸酯18份、六官能度聚氨酯丙烯酸酯20份、季戊四醇三丙烯酸酯1.2份、三乙二醇二丙烯酸酯0.6份、六偏磷酸钠0.2份、二苯基氧化膦2.2份、二甲基乙醇胺0.5份、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.25份、环聚二甲基硅氧烷0.05份、硅藻土粉5份；
步骤2.3：将步骤2.1预处理后的无机非金属粉末加入步骤2.2所配制的光敏树脂中，无机非金属粉末按照质量份数计为52份，在遮光的真空负压条件下进行磁力搅拌4小时，得到复合光敏树脂；
步骤2.4：将复合光敏树脂采用光固化打印工艺制备具有吸水功能的吸液芯7，所述吸液芯7为圆台型结构；圆台型结构由下至上直径逐渐减小，具体的，可以使用DLP光固化打印机进行逐层打印，优选的，打印层厚为0.05毫米，曝光时间15～20秒；优选的，打印的吸液芯7的高度在5～15毫米，吸液芯7内部具有的孔状结构9从下至上尺寸逐渐增大，到上层时在表面形成开放型散热孔洞，孔状结构9为球型、椭球型、多边体型中的一种或多种；
步骤2.5：打印完成后的吸液芯7进行清洗、固化、烧结、冷却后即得成品吸液芯7；使用乙醇进行清洗多余树脂，清洗后将整个吸液芯7置于紫外线固化箱中进行固化2小时，温度为30～50摄氏度，固化处理后在真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为优选为450摄氏度，烧结时间4～6小时，并随炉冷却，得到最终的成品吸液芯7。
步骤3：端盖8的制备，制备与导热部件1相配合的端盖8，所述端盖8上设有气孔10；端盖8可以采用机械加工方式制备，优选的，使用步骤1.2制备的钛基合金棒材进行加工，可以在其边缘预先机加工外螺纹，也可以在导热部件1的空腔6内预设相适应的内螺纹，采用电子束选区熔化打印一体成型，以便于端盖8与导热部件1的装配。
步骤4：吸液芯7、端盖8与导热部件1的组装，将制备好的吸液芯7、端盖8依次装配入导热部件1底部设置的空腔6内，得到导热部件装配体；所述吸液芯7与导热部件1之间要有间隙，优选为，吸液芯7侧边与导热部件1空腔6之间具有间隙。
步骤5：导热部件装配体的预处理，使其表面得到一层10～50微米厚度的多孔陶瓷层14；多孔陶瓷层的微孔直径范围在5～10微米之间。具体包括以下步骤：
步骤5.1：导热部件装配体的微弧氧化处理，将钛铝合金导线与导热部件装配体相连做微弧氧化反应中的阳极，不锈钢电解槽作为阴极，所述微弧氧化的电解质溶液按照浓度计包括以下组分：乙二胺四乙酸二钠1.4g克/升、碳酸钙1.8克/升、磷酸一氢钠14克/升、氟化钠6.2克/升、硅酸钾4.5克/升、硼酸钠6.2克/升、丙三醇0.6克/升、氢氧化钠5.2克/升，溶剂为去离子水；所述电解质溶液各组分的添加顺序为乙二胺四乙酸二钠、碳酸钙、磷酸一氢钠、氟化钠、硅酸钾、硼酸钠、丙三醇、氢氧化钠；微弧氧化时采用的电压为350V，正向占空比为20％，微弧氧化总时长为20～35分钟，微弧氧化时，电解质溶液需进行磁力搅拌；
步骤5.2：将微弧氧化处理后的导热部件装配体浸入十六烷基三甲氧基硅烷溶液中浸泡2～3小时，溶液温度为60～70摄氏度，所述十六烷基三甲氧基硅烷溶液的质量分数为1.5％-3％，溶剂为丙酮；浸泡完成后，在50摄氏度下进行热风烘干3～4小时，完成预处理。在步骤5.1微弧氧化和步骤5.2的浸泡过程中，导热部件装配体的端盖8上的气孔10需要用石蜡进行密封。
步骤6：外包复合陶瓷膏体的制备；所述外包复合陶瓷膏体成分按照质量分数计包含以下原料：纳米α相氮化硅72～75％、氧化钇1.8～2.4％、氟化钇1.0～1.5％、氟化镁0.8～1.2％、碳纳米管0.1～0.3％、纳米碳化钛0.1～0.3％、聚乙烯醇聚丁醛3.2～3.5％、邻苯二甲酸二丁酯2.2～2.5％、磷酸三乙酯0.5～0.8％，余量为无水乙醇；制备外包复合陶瓷膏体时，首先将分散剂磷酸三乙酯、纳米α相氮化硅、碳纳米管、纳米碳化钛和无水乙醇进行混合并施加电磁搅拌，搅拌时间不低于4小时，随后加入粘接剂聚乙烯醇聚丁醛和增塑剂邻苯二甲酸二丁酯继续搅拌，搅拌时间不低于3小时，最后加入烧结助剂氧化钇、氟化钇、氟化镁，再搅拌1小时，得到外包复合陶瓷膏体。所述主体陶瓷的粒径为100～150纳米，所述纳米碳化钛的粒径为100～150纳米。
步骤7：烧结成型，在导热部件1上设置网格结构3并铺设导热粉4后，导热部件装配体与外包复合陶瓷膏体烧结成型；具体包括以下步骤，
步骤7.1：陶瓷网格打印成型，以导热部件1顶部的凹槽2为打印工作面，以外包复合陶瓷膏体为原料，采用挤出式直写打印工艺在凹槽2内打印出所需形状的陶瓷网格；采用陶瓷材料打印有助于降低后续所埋设的导热粉之间的互相热影响，网格结构大小、形状、布局由后续封装时需要布设的电子元件形状和散热要求确定；
步骤7.2：待陶瓷网格风干固化后，在陶瓷网格内部铺设所需的导热粉4；所述导热粉4为导热性能良好的金属粉末或其他耐高温导热材料，如铜粉、铝粉、金刚石粉等，不同网格里可以根据需要铺设不同的导热粉4，以实现不同区域的不同导热效果，实现同一封装基板上不同的电子元件有不同的散热效率，以实现电子元件的精准化散热，并大幅降低电子元件之间的热失配；
步骤7.3：导热粉4铺设完毕后，用钨棒将导热部件1上预留的冷却液通道5以及端盖8上的气孔10堵上，将铺设导热粉4后的导热部件装配体与步骤6所制得的外包复合陶瓷膏体一起放置于模具中热压烧结，烧结气氛为氮气保护，烧结温度为1350摄氏度，烧结时间5小时，烧结后去除钨棒，即得本发明产品自散热基板。
实施例3
如图7所示，一种自散热基板，包括导热部件1，所述导热部件1的顶部设有凹槽2，所述凹槽2内设置网格结构3，所述网格结构3内设置导热粉4，所述导热部件1内设有冷却液通道5，所述导热部件1的底部设置空腔6，所述空腔6内由内至外依次设置吸液芯7和端盖8，所述吸液芯7具有吸水功能，所述吸液芯7上设有若干孔状结构9，所述吸液芯7为圆台状结构，所述吸液芯7上的孔状结构9为椭球型，所述吸液芯7与导热部件1之间设有间隙，所述端盖8上设有气孔10，所述导热部件1外部包覆陶瓷层11。所述导热部件的空腔6处设有冷却回流弧面，为“鹅颈”式冷却回流弧面12，所述冷却回流弧面上还设有向空腔6一侧凸起的导流环13。本实施例自散热基板的尺寸具体如下，凹槽2的深度为1毫米，吸液芯7的高度为8毫米，吸液芯7的顶部距离凹槽2的底部的高度为1.5毫米，端盖的高度为4.5毫米，导热部件1上侧的陶瓷层11厚度为2毫米，下测的陶瓷层11厚度为3毫米，整体的本实施例3自散热基板的高度为2厘米，冷却液通道5处整体长度为6厘米，冷却液通道5的内径高度为1毫米，冷却液通道5外部的导热部件的高度为2.5毫米，气孔10的内径为1.5毫米。
其制备方法包括以下步骤：
步骤1：导热部件1的制备，以钛基合金粉末为原料，采用电子束选区熔化打印工艺制备导热部件1，所述导热部件1的顶部设有凹槽2，所述导热部件1内设有冷却液通道5，所述导热部件1的底部设置空腔6，所述导热部件的空腔6处设有冷却回流弧面，为“鹅颈”式冷却回流弧面12，所述冷却回流弧面上还设有向空腔6一侧凸起的导流环13；具体包括以下步骤：
步骤1.1：按照比例配制金属粉末，各组分按照质量分数计包含：钛31％、镍15％、钴6％、锰2％、钒1.3％、硅0.9％、钇0.04％、余量为铁；
步骤1.2：以步骤1.1配制的金属粉末为打印原料，采用电子束选区熔化打印工艺制备钛基合金棒材；具体的，电子束选区熔化打印在真空氛围下进行，打印时铺粉层厚度为50微米，加速电压为60千伏，扫描电流为18毫安，扫描速率为1200毫米/秒，扫描间距为0.1毫米，底板及粉末层的预热温度为800摄氏度，打印室水和氧气体积分数不大于5*10-5；
步骤1.3：采用等离子旋转电极法以步骤1.2制备的钛基合金棒材为电极，制备钛基合金粉末；制得的钛基合金粉末平均粒径优选为30～50微米；
步骤1.4：将步骤1.3制备的钛基合金粉末在真空环境下烘干，烘干温度100摄氏度，烘干时间为1小时，以烘干后的钛基合金粉末为打印原料，采用电子束选区熔化打印工艺制备导热部件1；具体的，电子束选区熔化打印在真空氛围下进行，打印时铺粉层厚度为50微米，加速电压为60千伏，扫描电流为18毫安，扫描速率为1200毫米/秒，扫描间距为0.1毫米，底板及粉末层的预热温度为800摄氏度，打印室水和氧气体积分数不大于5*10-5。
步骤2：吸液芯7的制备，采用光固化打印工艺制备具有吸水功能的吸液芯7，所述吸液芯7上设有若干孔状结构9；具体包括以下步骤：
步骤2.1：预处理无机非金属粉末，将无机非金属粉末在钛酸酯偶联剂的水溶液中浸泡处理，所述无机非金属粉末为钠质蒙脱石粉，所述钛酸酯偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物，钛酸酯偶联剂水溶液中钛酸酯偶联剂的质量分数为0.7％，无机非金属粉末浸泡处理时间优选为2小时，之后通过离心过滤处理后得到的粉末经烘干、研磨分散后待用，烘干温度优选为50摄氏度下烘干时间24小时；
步骤2.2：按照比例配制光敏树脂，所述光敏树脂按照质量份数计包含：二官能度纯丙烯酸酯18份、六官能度聚氨酯丙烯酸酯20份、季戊四醇三丙烯酸酯1.2份、三乙二醇二丙烯酸酯0.6份、六偏磷酸钠0.2份、二苯基氧化膦2.2份、二甲基乙醇胺0.5份、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.25份、环聚二甲基硅氧烷0.05份、硅藻土粉5份；
步骤2.3：将步骤2.1预处理后的无机非金属粉末加入步骤2.2所配制的光敏树脂中，无机非金属粉末按照质量份数计为52份，在遮光的真空负压条件下进行磁力搅拌4小时，得到复合光敏树脂；
步骤2.4：将复合光敏树脂采用光固化打印工艺制备具有吸水功能的吸液芯7，所述吸液芯7为圆台型结构；圆台型结构由下至上直径逐渐减小，具体的，可以使用DLP光固化打印机进行逐层打印，优选的，打印层厚为0.05毫米，曝光时间1秒；优选的，打印的吸液芯7的高度在8毫米，吸液芯7内部具有的孔状结构9从下至上尺寸逐渐增大，到上层时在表面形成开放型散热孔洞，孔状结构9为椭球型；
步骤2.5：打印完成后的吸液芯7进行清洗、固化、烧结、冷却后即得成品吸液芯7；使用乙醇进行清洗多余树脂，清洗后将整个吸液芯7置于紫外线固化箱中进行固化2小时，温度为40摄氏度，固化处理后在真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为优选为450摄氏度，烧结时间5小时，并随炉冷却，得到最终的成品吸液芯7。
步骤3：端盖8的制备，制备与导热部件1相配合的端盖8，所述端盖8上设有气孔10；端盖8可以采用机械加工方式制备，优选的，使用步骤1.2制备的钛基合金棒材进行加工，可以在其边缘预先机加工外螺纹，采用电子束选区熔化打印一体成型在导热部件1的空腔6内预设相适应的内螺纹，以便于端盖8与导热部件1的装配。
步骤4：吸液芯7、端盖8与导热部件1的组装，将制备好的吸液芯7、端盖8依次装配入导热部件1底部设置的空腔6内，得到导热部件装配体；所述吸液芯7侧边与导热部件1之间要有间隙。
步骤5：导热部件装配体的预处理，使其表面得到一层25微米左右厚度的多孔陶瓷层14；多孔陶瓷层的微孔直径范围在5～10微米之间。具体包括以下步骤：
步骤5.1：导热部件装配体的微弧氧化处理，将钛铝合金导线与导热部件装配体相连做微弧氧化反应中的阳极，不锈钢电解槽作为阴极，所述微弧氧化的电解质溶液按照浓度计包括以下组分：乙二胺四乙酸二钠1.4g克/升、碳酸钙1.8克/升、磷酸一氢钠14克/升、氟化钠6.2克/升、硅酸钾4.5克/升、硼酸钠6.2克/升、丙三醇0.6克/升、氢氧化钠5.2克/升，溶剂为去离子水；所述电解质溶液各组分的添加顺序为乙二胺四乙酸二钠、碳酸钙、磷酸一氢钠、氟化钠、硅酸钾、硼酸钠、丙三醇、氢氧化钠；微弧氧化时采用的电压为350V，正向占空比为20％，微弧氧化总时长为30分钟，微弧氧化时，电解质溶液需进行磁力搅拌；
步骤5.2：将微弧氧化处理后的导热部件装配体浸入十六烷基三甲氧基硅烷溶液中浸泡3小时，溶液温度为65摄氏度，所述十六烷基三甲氧基硅烷溶液的质量分数为2％，溶剂为丙酮；浸泡完成后，在50摄氏度下进行热风烘干3小时，完成预处理。在步骤5.1微弧氧化和步骤5.2的浸泡过程中，导热部件装配体的端盖8上的气孔10需要用石蜡进行密封。
步骤6：外包复合陶瓷膏体的制备；所述外包复合陶瓷膏体成分按照质量分数计包含以下原料：纳米α相氮化硅73％、氧化钇2％、氟化钇1.2％、氟化镁1％、碳纳米管0.2％、纳米碳化钛0.2％、聚乙烯醇聚丁醛3.4％、邻苯二甲酸二丁酯2.3％、磷酸三乙酯0.6％，余量为无水乙醇；制备外包复合陶瓷膏体时，首先将分散剂磷酸三乙酯、纳米α相氮化硅、碳纳米管、纳米碳化钛和无水乙醇进行混合并施加电磁搅拌，搅拌时间不低于4小时，随后加入粘接剂聚乙烯醇聚丁醛和增塑剂邻苯二甲酸二丁酯继续搅拌，搅拌时间不低于4小时，最后加入烧结助剂氧化钇、氟化钇、氟化镁，再搅拌1小时，得到外包复合陶瓷膏体。所述纳米α相氮化硅的粒径为100～150纳米，所述纳米碳化钛的粒径为100～150纳米。
步骤7：烧结成型，在导热部件1上设置网格结构3并铺设导热粉4后，导热部件装配体与外包复合陶瓷膏体烧结成型；具体包括以下步骤，
步骤7.1：陶瓷网格打印成型，以导热部件1顶部的凹槽2为打印工作面，以外包复合陶瓷膏体为原料，采用挤出式直写打印工艺在凹槽2内打印出所需形状的陶瓷网格；
步骤7.2：待陶瓷网格风干固化后，在陶瓷网格内部铺设所需的导热粉4；所述导热粉4为铜/人造金刚石粉复合导热粉；
步骤7.3：导热粉4铺设完毕后，用钨棒将导热部件1上预留的冷却液通道5以及端盖8上的气孔10堵上，将铺设导热粉4后的导热部件装配体与步骤6所制得的外包复合陶瓷膏体一起放置于模具中热压烧结，烧结气氛为氮气保护，烧结温度为1350摄氏度，烧结时间5小时，烧结后去除钨棒，即得本发明产品自散热基板。
对比例1
静压烧结氮化硅陶瓷板，采用本发明所述的外包复合陶瓷膏体成分为原料进行静压烧结成型，烧结形状为正方体形，其尺寸为长6厘米、宽6厘米、厚度2厘米，本对比例1的原料按照质量分数计包含以下成分：纳米α相氮化硅73％、氧化钇2％、氟化钇1.2％、氟化镁1％、碳纳米管0.2％、纳米碳化钛0.2％、聚乙烯醇聚丁醛3.4％、邻苯二甲酸二丁酯2.3％、磷酸三乙酯0.6％，余量为无水乙醇。
对比例2
静压烧结氮化铝陶瓷板，采用本发明所述的外包复合陶瓷膏体成分为原料进行静压烧结成型，烧结形状为正方体形，其尺寸为长6厘米、宽6厘米、厚度2厘米，本对比例1的原料按照质量分数计包含以下成分：氮化铝73％、氧化钇2％、氟化钇1.2％、氟化镁1％、碳纳米管0.2％、纳米碳化钛0.2％、聚乙烯醇聚丁醛3.4％、邻苯二甲酸二丁酯2.3％、磷酸三乙酯0.6％，余量为无水乙醇。
对比例3
静压烧结氧化铝陶瓷板，采用本发明所述的外包复合陶瓷膏体成分为原料进行静压烧结成型，烧结形状为正方体形，其尺寸为长6厘米、宽6厘米、厚度2厘米，本对比例3的原料按照质量分数计包含以下成分：氧化铝73％、氧化钇2％、氟化钇1.2％、氟化镁1％、碳纳米管0.2％、纳米碳化钛0.2％、聚乙烯醇聚丁醛3.4％、邻苯二甲酸二丁酯2.3％、磷酸三乙酯0.6％，余量为无水乙醇。
为测试本发明自散热基板的导热效果，对本发明实施例3与对比例1～3进行热导率测试，对实施例3的测试分通冷却水和不同冷却水两种情况，通冷却水时，冷却水流速为2.8毫升/秒，测试采用非稳态激光闪射法，设备为耐驰LFA-457激光导热仪，依据标准为GB/T22588-2008，测试时，在氩气氛围下，由室温以10℃/分钟的升温速率加热到600℃，每隔100℃设置一个温度点，重复进行10次测，测试的导热率取平均值，热导率结果如表1所示，热导率单位为瓦每米开尔文[W/(m·k)]。
表1实施例3与对比例1～3的导热率
Figure BDA0003617044690000221
由表1的数据可以发现，本发明所制备的自基板散热效率远高于传统的氧化铝、氮化铝和氮化硅基板，比现有散热效率较好的氮化铝基板也要提高约30％，另外，本发明在通冷却水的条件下，散热效率可再提高约6.2％。

Claims (10)

1.一种自散热基板，其特征在于，包括导热部件，所述导热部件的顶部设有凹槽，所述凹槽内设置网格结构，所述网格结构内设置导热粉，所述导热部件的底部设置空腔，所述空腔内由内至外依次设置吸液芯和端盖，所述吸液芯具有吸水功能，所述吸液芯上设有若干孔状结构，所述吸液芯与导热部件之间设有间隙，所述端盖上设有气孔，所述导热部件外部包覆陶瓷层。
2.根据权利要求1所述的一种自散热基板，其特征在于，所述吸液芯为圆台状结构，所述吸液芯上的孔状结构为球型、椭球型、多边体型中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种自散热基板，其特征在于，所述导热部件内设有冷却液通道。
4.根据权利要求1所述的一种自散热基板，其特征在于，所述导热部件的空腔处设有冷却回流弧面。
5.一种自散热基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：导热部件的制备，以钛基合金粉末为原料，采用电子束选区熔化打印工艺制备导热部件，所述导热部件的顶部设有凹槽，所述导热部件的底部设置空腔；
步骤2：吸液芯的制备，采用光固化打印工艺制备具有吸水功能的吸液芯，所述吸液芯上设有若干孔状结构；
步骤3：端盖的制备，制备与导热部件相配合的端盖，所述端盖上设有气孔；
步骤4：吸液芯、端盖与导热部件的组装，将制备好的吸液芯、端盖依次装配入导热部件底部设置的空腔内，得到导热部件装配体；
步骤5：导热部件装配体的预处理，使其表面得到一层10～50微米厚度的多孔陶瓷层；
步骤6：外包复合陶瓷膏体的制备；所述外包复合陶瓷膏体的成分按照质量分数计包含以下原料：主体陶瓷72～75％、氧化钇1.8～2.4％、氟化钇1.0～1.5％、氟化镁0.8～1.2％、碳纳米管0.1～0.3％、纳米碳化钛0.1～0.3％、聚乙烯醇聚丁醛3.2～3.5％、邻苯二甲酸二丁酯2.2～2.5％、磷酸三乙酯0.5～0.8％，余量为无水乙醇；制备外包复合陶瓷膏体时，首先将磷酸三乙酯、主体陶瓷、碳纳米管、纳米碳化钛和无水乙醇进行混合并搅拌，随后加入聚乙烯醇聚丁醛和邻苯二甲酸二丁酯继续搅拌，最后加入氧化钇、氟化钇、氟化镁，再搅拌，得到外包复合陶瓷膏体；
步骤7：烧结成型，在导热部件上设置网格结构并铺设导热粉后，导热部件装配体与外包复合陶瓷膏体烧结成型。
6.根据权利要求5所述的一种自散热基板的制备方法，其特征在于，导热部件的制备具体包括以下步骤：
步骤1.1：按照比例配制金属粉末，各组分按照质量分数计包含：钛30.5％～32.5％、镍14.2～16.2％、钴5.6～6.4％、锰1.8～2.5％、钒1.2～1.5％、硅0.6％～1.2％、钇0.02％～0.05％、余量为铁；
步骤1.2：以步骤1.1配制的金属粉末为打印原料，采用电子束选区熔化打印工艺制备钛基合金棒材；
步骤1.3：采用等离子旋转电极法以步骤1.2制备的钛基合金棒材为电极，制备钛基合金粉末；
步骤1.4：将步骤1.3制备的钛基合金粉末在真空环境下烘干，以烘干后的钛基合金粉末为打印原料，采用电子束选区熔化打印工艺制备导热部件。
7.根据权利要求5所述的一种自散热基板的制备方法，其特征在于，吸液芯的制备具体包括以下步骤：
步骤2.1：预处理无机非金属粉末，将无机非金属粉末在钛酸酯偶联剂的水溶液中浸泡处理，之后通过过滤处理后得到的粉末经烘干、研磨分散后待用；
步骤2.2：按照比例配制光敏树脂，所述光敏树脂按照质量份数计包含：二官能度纯丙烯酸酯16～20份、六官能度聚氨酯丙烯酸酯18～22份、季戊四醇三丙烯酸酯1～1.4份、三乙二醇二丙烯酸酯0.4～0.8份、六偏磷酸钠0.1～0.3份、二苯基氧化膦2～2.4份、二甲基乙醇胺0.3～0.6份、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.2～0.4份、环聚二甲基硅氧烷0.03～0.06份、硅藻土粉3～6份；
步骤2.3：将步骤2.1预处理后的无机非金属粉末加入步骤2.2所配制的光敏树脂中，搅拌得到复合光敏树脂；
步骤2.4：将复合光敏树脂采用光固化打印工艺制备具有吸水功能的吸液芯，所述吸液芯为圆台型结构；
步骤2.5：打印完成后的吸液芯进行清洗、固化、烧结、冷却后即得成品吸液芯。
8.根据权利要求5所述的一种自散热基板的制备方法，其特征在于，导热部件装配体的预处理具体包括以下步骤：
步骤5.1：导热部件装配体的微弧氧化处理，所述微弧氧化的电解质溶液按照浓度计包括以下组分：乙二胺四乙酸二钠1.2～1.6克/升、碳酸钙1.5～2.1克/升、磷酸一氢钠10～16克/升、氟化钠5.8～6.5克/升、硅酸钾4.2～5.2克/升、硼酸钠5.8～6.5克/升、丙三醇0.4～0.8克/升、氢氧化钠4.8～5.6克/升，溶剂为去离子水；所述电解质溶液各组分的添加顺序为乙二胺四乙酸二钠、碳酸钙、磷酸一氢钠、氟化钠、硅酸钾、硼酸钠、丙三醇、氢氧化钠；
步骤5.2：将微弧氧化处理后的导热部件装配体浸入十六烷基三甲氧基硅烷溶液中浸泡2～3小时，溶液温度为60～70摄氏度，浸泡完成后进行烘干处理。
9.根据权利要求5所述的一种自散热基板的制备方法，其特征在于，烧结成型，在导热部件上设置网格结构并铺设导热粉后，导热部件装配体与外包复合陶瓷膏体烧结成型，具体包括以下步骤：
步骤7.1：陶瓷网格打印成型，以导热部件顶部的凹槽为打印工作面，以陶瓷材料为原料，采用挤出式直写打印工艺在凹槽内打印陶瓷网格；
步骤7.2：待陶瓷网格固化后，在陶瓷网格内部铺设所需的导热粉；
步骤7.3：导热粉铺设完毕后，将铺设导热粉后的导热部件装配体与步骤6所制得的外包复合陶瓷膏体一起放置于模具中热压烧结，即得本发明产品自散热基板。
10.根据权利要求7所述的一种自散热基板的制备方法，其特征在于，所述无机非金属粉末为钠质蒙脱石粉、钙基膨润土粉、氧化铝粉、氧化锆粉、硅酸盐粉中的一种或多种以任意比例混合；所述钛酸酯偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物。
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