CN103079359A - 快速元件附着方法 - Google Patents

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Abstract

一种快速元件附着方法，包括下列步骤：a、利用印刷、喷涂、转印方式于散热基材表面形成可焊锡性金属胶层；b、透过烧烤、固化可焊锡性金属胶层使散热基材表面形成所需电路；c、于所需电路上涂布锡膏与放置相关SMD表面黏着元件；d、将表面放置有相关SMD表面黏着元件的散热基材置于内装有液态金属的加热炉中，令散热基材局部浸泡于液态金属中，借散热基材将液态金属的热能传导至锡膏上，利用传导热的温度令锡膏熔解，使相关SMD表面黏着元件结合于电路；以及e、将结合有相关SMD表面黏着元件的散热基材移经数道冷却炉中降温；借上述步骤，以得到快速将电路印制于陶瓷散热体表面且同步结合电子元件的工法。

Description

快速元件附着方法
技术领域
本发明有关于一种将电子元件结合于陶瓷散热体的快速元件附着方法，尤指一种适于应用在将作动时易产生热能的电子元件如LED芯片或类似结构结合于陶瓷散热体的快速元件附着方法。
背景技术
一般印刷电路板生产工艺所用的回焊炉是采用多个温区的加热系统，所有贴片元件安装完成后，将进入回焊炉。回焊炉是采用分为多个温区的加热系统，由于焊锡膏以多种材质构成，温度的不同将引起锡膏状态的改变。在高温区时焊锡膏变成液化状态，贴片式元件容易与电路板焊接结合；进入较冷温区后，焊锡膏变成固体状态，将元件引脚和电路板牢牢连接来。回焊炉的种类大致上区分为热风式回焊炉、氮气回焊炉、激光(laser)回焊炉与红外线回焊炉等。
以红外线回焊炉为例说明，辐射体温度约600～2200℃，一般锡膏的熔点在200～250℃，因此回焊炉加温都采用辐射及对流加温方式以避免碰触到电路板与贴片式元件，回焊炉虽然方便将贴片式元件焊合于电路板上，但如果本身电路基材是具有热传功能的散热体，那么本身就要求具备快速散热能力，因此会造成回焊炉无法运用辐射及对流的加热方式让锡膏温度的快速升降的矛盾现象，也就是需要长时间才能让温度升到锡膏熔解温度更无法在锡膏熔解后利用冷空气快速降温。
由于一般贴片式元件无法承受长时间的高温环境，如图7所示：
图7表示一般LED贴片式元件的回焊要求条件，说明回焊炉(Pre-heating)预热温度建议180～200℃，最长时间为120秒，而且超过220℃时的最长时间不得超过60秒，如果不能配合贴片式元件的加工要求条件，将会破坏元件功能甚至烧毁。
发明内容
本发明人有鉴于上述的缺失，期能提供一种将电子元件结合于陶瓷散热体表面的快速元件附着方法，乃潜心研思、设计组制，以提供消费大众使用，为本发明所欲研创的创作动机。
本发明的主要目的，在提供一种将电子元件结合于散热基材表面的快速元件附着方法。
本发明的次要目的，在提供一种于结合过程不会破坏电子元件的快速元件附着方法。
为达成上述目的，本发明快速元件附着方法，包括下列步骤：
a、利用印刷、喷涂、转印方式于散热基材表面形成可焊锡性金属胶层；
b、透过烧烤、固化可焊锡性金属胶层使散热基材表面形成所需电路；
c、于所需电路上涂布锡膏与放置相关SMD表面黏着元件；
d、将表面放置有相关SMD表面黏着元件的散热基材置于内装有液态金属的加热炉中，令散热基材局部浸泡于液态金属中，借散热基材将液态金属的热能传导至锡膏上，利用传导热的温度令锡膏熔解，使相关SMD表面黏着元件结合于电路；以及
e、将结合有相关SMD表面黏着元件的散热基材移经数道冷却炉中降温。
如上所述的快速元件附着方法，步骤a散热基材为以电气绝缘的陶瓷基材或涂布有绝缘模层的金属散热基材。
如上所述的快速元件附着方法，陶瓷基材为导热陶瓷、多孔陶瓷或石墨陶瓷其中任一种。
如上所述的快速元件附着方法，步骤a可焊锡性金属胶层为可焊锡性铜膏(浆)或可焊锡性银膏(浆)。
如上所述的快速元件附着方法，步骤a印刷方式为网板印刷或钢板印刷。
如上所述的快速元件附着方法，步骤c相关SMD表面黏着元件为LED芯片、功率晶体管或IC集成电路其中任一种。
如上所述的快速元件附着方法，步骤e数道冷却炉为由高温冷却、高中温冷却、中温冷却至低温冷却呈渐减温度冷却，其中，高温为摄氏230度～350度，中温为摄氏90度～100度，低温为摄氏20度～30度。
本发明相较于现有技术突出的优点是：
1、直接于陶瓷散热体表面形成所需电路，无需另外结合电路板，有效防止电路板与其上电子元件受高温损坏。
2、利用陶瓷散热体快速导热、散热等优点，将陶瓷散热体局部浸泡于锡炉中，进一步将锡炉中的热能传导至陶瓷散热体表面，令电子元件透过此热能而结合于陶瓷散热体表面的电路。
3、陶瓷散热体完成电子元件结合后，进行多阶段的冷却作业，防止陶瓷散热体因急速冷却而损毁。
附图说明
图1本发明的制造流程方块图。
图2本发明陶瓷散热体的俯视图，显示顶面形成电路。
图3本发明陶瓷散热体的俯视图，显示顶面电路结合发光元件。
图4本发明实施例的制作流程图，显示陶瓷散热体完成电子元件的结合后，进行多阶段冷却。
图5本发明实施例的立体外观图。
图6本发明实施例的元件分解图。
图7为一般LED贴片式元件的回焊要求条件图。
【主要元件符号说明】
a、利用印刷、喷涂、转印等方式于散热基材表面形成可焊锡性金属胶层。
b、透过烧烤、固化可焊锡性金属胶层使散热基材表面形成所需电路。
c、于所需电路上涂布锡膏与放置相关SMD表面黏着元件。
d、将表面放置有相关SMD表面黏着元件的散热基材置于内装有液态金属的加热炉中，令散热基材局部浸泡于液态金属中，借散热基材将液态金属的热能传导至锡膏上，利用传导热的温度令锡膏熔解，使相关SMD表面黏着元件结合于电路。
e、将结合有相关SMD表面黏着元件的散热基材移经数道冷却炉中降温。
11、散热基材
12、电路
13、加热炉
131、液态金属
14、发光二极管
15、高温冷却炉
16、高中温冷却炉
17、中温冷却炉
18、低温冷却炉
19、透光盖
20、灯座接头
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步描述：
请参照图1，本发明快速元件附着方法，包含下列步骤：
a、利用印刷、喷涂、转印方式于散热基材表面形成可焊锡性金属胶层；
b、透过烧烤、固化可焊锡性金属胶层使散热基材表面形成所需电路；
c、于所需电路上涂布锡膏与放置相关SMD表面黏着元件；
d、将表面放置有相关SMD表面黏着元件的散热基材置于内装有液态金属的加热炉中，令散热基材局部浸泡于液态金属中，借散热基材将液态金属的热能传导至锡膏上，利用传导热的温度令锡膏熔解，使相关SMD表面黏着元件结合于电路；以及
e、将结合有相关SMD表面黏着元件的散热基材移经数道冷却炉中降温。
步骤a散热基材为以电气绝缘的陶瓷基材，或涂布有绝缘模层的金属散热基材，陶瓷基材为导热陶瓷、多孔陶瓷或石墨陶瓷其中任一种；可焊锡性金属胶层为可焊锡性铜膏(浆)或可焊锡性银膏(浆)；印刷的方式为网板印刷、钢板印刷、喷涂或转印其中任一种方式。
请参照图2，透过印刷、喷涂或转印将可焊锡性金属胶层形成于散热基材11顶面，以100至300度的温度烧烤、固化形成电路12，再于电路12上涂布锡膏与放置相关SMD表面黏着元件，本实施例的相关SMD表面黏着元件以发光二极管14为例说明，后将顶面放置有发光二极管14的散热基材11置于内部具有液态金属131的加热炉13中，使散热基材11局部浸泡于液态金属131中，透过散热基材11以将液态金属131的热能传导至顶面的电路12，此时，发光二极管14则可透过焊锡结合于电路12，如图3所示。
当散热基材11完成结合发光二极管14后，将散热基材11移出加热炉13并移至高温冷却炉15，冷却一段时间后再移至高中温冷却炉16，冷却一段时间后再移至中温冷却炉17，冷却一段时间后再移至低温冷却炉18，请参照图4所示，以循序渐进的方式冷却散热基材11，使散热基材11不致因急速冷却而淬化、损坏。
请同时参照图5、6，经上述缓降温冷却的散热基材11顶面的电路12另透过二导线拉设于散热基材11的内部，散热基材11的底部再与灯座接头20结合，二导线并与灯座接头20连接；然后，散热基材11顶面的电路12并结合一透光罩19，借此当灯座接头20与灯座结合，发光二极管14接收电力发光时，发光二极管14所生的热能则经由散热基材11所逸散者。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例方式，并非用以限制本发明的权利范围，任何本领域的通常知识者，在参酌本发明如上揭露的技术说明后，所进行不背离本发明技术精神的改写、修饰，或举凡依本发明申请专利范围所做的均等设计变化，均应为本案的技术所涵盖。

Claims (7)

1.一种快速元件附着方法，其特征在于，包括下列步骤：
a、利用印刷、喷涂或转印方式于散热基材表面形成可焊锡性金属胶层；
b、透过烧烤固化可焊锡性金属胶层使散热基材表面形成所需电路；
c、于所需电路上涂布锡膏并放置SMD表面黏着元件；
d、将表面放置有SMD表面黏着元件的散热基材置于内装有液态金属的加热炉中，令散热基材局部浸泡于液态金属中，借助散热基材将液态金属的热能传导至锡膏上，并利用传导热的温度令锡膏熔解，使SMD表面黏着元件结合于电路；以及
e、将结合有相关SMD表面黏着元件的散热基材移经数道冷却炉中降温。
2.如权利要求1所述的快速元件附着方法，其特征在于，步骤a中的散热基材为呈电气绝缘的陶瓷基材或涂布有绝缘模层的金属散热基材。
3.如权利要求2所述的快速元件附着方法，其特征在于，陶瓷基材为导热陶瓷、多孔陶瓷或石墨陶瓷中的任意一种。
4.如权利要求1所述的快速元件附着方法，其特征在于，步骤a中的可焊锡性金属胶层为可焊锡性铜膏、可焊锡性铜浆、可焊锡性银膏或可焊锡性银浆中的任意一种。
5.如权利要求1所述的快速元件附着方法，其特征在于，步骤a中的印刷方式为网板印刷方式或钢板印刷方式。
6.如权利要求1所述的快速元件附着方法，其特征在于，步骤c中的SMD表面黏着元件为LED芯片、功率晶体管或IC集成电路中的任意一种。
7.如权利要求1所述的快速元件附着方法，其特征在于，步骤e中的数道冷却炉为由高温冷却、高中温冷却、中温冷却至低温冷却呈渐减温度冷却炉，其中，高温为摄氏230度～350度，中温为摄氏90度～100度，低温为摄氏20度～30度。
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