CN103716982A - 高导热印刷电路板结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高导热印刷电路板结构，包含导热板、绝缘层、金属图案层，及线路图案层，绝缘层及金属图案层推迭形成在导热板的一表面上，且形成有导热孔以曝露出导热板的部份表面，线路图案层至少形成在导热孔的壁面及底部，及金属图案层的表面上，与金属图案层及导热板连接，藉由此结构的设计能将热源传导至大面积的导热板来进行散热，能提升线路板上元件之效能及使用寿命，适用于发光二极体及高功率半导体元件的使用，此外，运用陶瓷及导热玻璃时，不需运用昂贵且耗时的溅镀技术，同时也能够预先进行加工，同时节省了制作成本及制作时间。

Description

高导热印刷电路板结构

技术领域

本发明涉及一种高导热印刷电路板结构，利用导热孔方式有效地将热源导出，而提升印刷电路板上元件的效能及使用寿命，适用于发光二极体及高功率半导体元件的使用，同时具有节省制作成本及制作时间的效果。

背景技术

随着半导体晶片的设计，逐渐往高频的部份发展，以及发光二极体的功率提升，承载该些元件的印刷电路板，若是无法有良好的散热功能，则可能导致产品的效能下降、易故障，以及使用寿命缩短。

参阅图1A，为习用技术导热印刷电路板结构第一实施例的剖面示意图。习用技术第一实施例的导热印刷电路板结构包含由绝缘导热层111及金属核113、线路层120以及防焊层130，该金属核113贴附于该绝缘导热层111的下表面，线路层120形成于该绝缘导热层111的上表面，而防焊层130覆盖部分的线路层120及该绝缘导热层111。习用技术导热印刷电路板结构第一实施例主要是利用下方的金属核113来进行散热。此方式虽然制程简单，但是主要热的传导还是透过绝缘导热层111，由于绝缘材料的导热性质不佳，即在便绝缘导热层111中添加导热粒子，但是整体的散热效果与一般导热材料相比仍然不佳。

参阅图1B，为习用技术导热印刷电路板结构第二实施例的剖面示意图。习用技术第二实施例的导热印刷电路板结构包含由陶瓷板115、线路层120以及防焊层130所构成，利用陶瓷板115的高散热效率来取代第一实施例的形式。然而，在陶瓷板115上形成线路层120是这个结构制程的关键点，陶瓷板115难以直接电镀作成线路层120，目前的工法通常有：(1)在陶瓷板烧结前先涂抹铜粉，在烧结时使铜粉融入陶瓷板的表面，或者(2)在完成烧结后，以溅镀法在表面形成电镀种子层。然而，这些方法的成本上都较高、耗时较久，另外，在线路堆迭时，有时需要以雷射钻孔，陶瓷烧结后质脆，都可能因为这些制程而造成损伤。

因此，需要一种成本低廉、制作容易，且具有高导热效果的导热印刷电路板结构，以应用于高功率的发光二极体，或是半导体晶片，以维持产品的使用效能及延长使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高导热印刷电路板结构，该高导热印刷电路板结构包含导热板、绝缘层、金属图案层，以及线路图案层，该导热板可为金属板、石墨板、导热玻璃板，以及陶瓷板的其中之一，绝缘层形成在导热板的一表面上，金属图案层形成在绝缘层的部份表面上，金属图案层与该绝缘层具有重迭的开口图案，而形成导热孔，而曝露出该导热板的部份表面。线路图案层形成在导热孔的壁面及底部，或填满该导热孔，并形成在该金属图案层的表面上，同时与该金属图案层及该导热板连接。

当该导热板与线路图案层电性相通时，进一步包含至少一切割间隙，以将该导热板分割为复数个区块，以避免金属图案层及线路图案层短路，并在该切割间隙中填入绝缘胶，以维持该导热板的一体性及机械强度。更进一步还可以堆迭绝缘层及金属图案层、并开设导通孔，形成第二线路图案层来与线路图案层连接，而形成多层线路推迭的结构。

藉由大面积的导热板，能有效地将热源导出，而提升印刷电路板的效能及使用寿命，适用于发光二极体及高功率半导体元件的使用，另外，当运用陶瓷及导热玻璃时，不需运用昂贵且耗时的溅镀技术，同时也能够预先进行加工，再进行贴合，而达到高导热特性，同时具有节省制作成本及制作时间的效果。

一种高导热印刷电路板结构，包含：

一导热板；

一绝缘层，形成在该导热板的一表面上；

一金属图案层，形成在该绝缘层的部份表面上，且与该绝缘层具有重迭的开口图案，而形成至少一导热孔，以曝露出该导热板的部份表面；以及

一线路图案层，形成在该至少一导热孔的壁面及底部，或填满该至少一导热孔，及该金属图案层的表面上，与该金属图案层及该导热板连接。

该导热板为金属板、石墨板、导热玻璃板，以及陶瓷板的其中之一。

该金属图案层为铜或铝，该线路图案层为铜、镍、锌、铝、金、银的至少其中之一。

该导热板曝露于该等导热孔的表面，还包含一金属种子层，该金属种子层为铜或锌。

当该导热板与该金属种子层电性相通时，该导热板进一步包含至少一切割间隙，以将该导热板分割为复数个区块。

进一步在至少一该切割间隙中填入一绝缘胶。

进一步包含一防焊层，该防焊层部份覆盖该线路图案层。

进一步包含一第二绝缘层、一第二金属图案层及一第二线路图案层，该第二绝缘层覆盖该绝缘层、该金属图案层，以及该线路图案层，该第二金属图案层形成在该第二绝缘层的部分表面上，并与该第二绝缘层具有重迭的复数个开口图案，而形成复数个导通孔，该等导通孔曝露出部份的该线路图案层，该第二线路图案层形成在该第二金属图案层的表面，以及该等导通孔的底部及壁面，或填满该等导通孔，同时与部份该线路图案层连接。

进一步包含一防焊层，该防焊层部份覆盖该第二线路图案层。

附图说明

图1A为习用技术导热印刷电路板结构第一实施例的剖面示意图。

图1B为习用技术导热印刷电路板结构第二实施例的剖面示意图。

图2为本发明高导热印刷电路板结构第一实施例的剖面示意图。

图3为本发明高导热印刷电路板结构第二实施例的剖面示意图。

【符号说明】

1高导热印刷电路板结构

2高导热印刷电路板结构

10导热板

20绝缘层

22第二绝缘层

25导热孔

27导通孔

30金属图案层

32第二金属图案层

40线路图案层

42第二线路图案层

50绝缘胶

55金属种子层

60防焊层

111绝缘导热层

113金属核

115陶瓷板

120线路层

130防焊层

具体实施方式

以下配合图式及元件符号对本发明之实施方式做更详细的说明，俾使熟习该项技艺者在研读本说明书后能据以实施。

参阅图2，本发明高导热印刷电路板结构第一实施例的剖面示意图。如图2所示，本发明第一实施例的高导热印刷电路板结构1包含一导热板10、一绝缘层20、一金属图案层30，以及一线路图案层40，该导热板10为金属板、石墨板、导热玻璃板，以及陶瓷板的其中之一，绝缘层20形成在导热板10的一表面上，金属图案层30形成在绝缘层20的部份表面上，金属图案层30与该绝缘层20具有重迭的开口图案，而形成至少一导热孔25，而曝露出该导热板10的部份表面。线路图案层40形成在导热孔25的壁面及底部，或填满该导热孔25，并形成在该金属图案层30的((部份))表面上，同时与该金属图案层30及该导热板10连接，其中该金属图案层30为铜或铝，该线路图案层40为铜、镍、锌、铝、金、银的至少其中之一。

进一步地，在该导热板10曝露于该导热孔25的表面，还包含一金属种子层55，该金属种子层55为铜或锌。更进一步地，当该导热板10与该金属种子层55电性相通时，进一步包含至少一切割间隙，将该导热板10切割为复数个区块，并在该切割间隙中填入绝缘胶50，以避免金属图案层30及线路图案层40不当短路，并维持该导热板10的一体性及机械强度。此外，高导热印刷电路板结构1还包含一防焊层60，该防焊层60部份覆盖该线路图案层40，仅露出部份区域，以供后续连接元件之用。

参阅图3，本发明高导热印刷电路板结构第二实施例的剖面示意图。如图3所示，本发明第二实施例的高导热印刷电路板结构2基本上为第一实施例的增层结构，导热板10、绝缘层20、金属图案层30，以及线路图案层40实质上与第一实施例相同，在此不在赘述。第二实施例的高导热印刷电路板结构2还包含一第二绝缘层22、一第二金属图案层32及第二线路图案层42，该第二绝缘层22覆盖该绝缘层20、该金属图案层30，以及该线路图案层40，该第二金属图案层32形成在该第二绝缘层22的部份表面上，该二金属图案层32与该第二绝缘层22具有重迭的复数个开口图案，而形成复数个导通孔27。该等导通孔27曝露出部份的该线路图案层40。该第三线路图案层42至少形成在该导通孔27的底部及壁面，进一步填满该导通孔27，并形成在该第二金属图案层32的表面上，同时与第二金属图案层32及该线路图案层40连接。

进一步地，第二实施例的高导热印刷电路板结构2还包含一防焊层60，该防焊层60部份覆盖该第二线路图案层42，仅露出部份区域，以供后续连接元件之用。

本发明的技术特点在于，本发明高导热印刷电路板结构利用大面积的导热板，能有效地将热源导出，而提升印刷电路板上元件的效能及使用寿命，适用于发光二极体及高功率半导体元件的使用，另外，当运用陶瓷及导热玻璃时，不需运用昂贵且耗时的溅镀技术，同时也能够预先进行加工，再进行贴合，而达到高导热特性，同时具有节省制作成本及制作时间的效果。

以上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。

Claims (9)

1.一种高导热印刷电路板结构，其特征在于，包含：

一导热板；

一绝缘层，形成在该导热板的一表面上；

一金属图案层，形成在该绝缘层的部份表面上，且与该绝缘层具有重迭的开口图案，而形成至少一导热孔，以曝露出该导热板的部份表面；以及

一线路图案层，形成在该至少一导热孔的壁面及底部，或填满该至少一导热孔，及该金属图案层的表面上，与该金属图案层及该导热板连接。

2.如申请专利范围第1项所述的该高导热印刷电路板结构，其特征在于，该导热板为金属板、石墨板、导热玻璃板，以及陶瓷板的其中之一。

3.如申请专利范围第1项所述的该高导热印刷电路板结构，其特征在于，该金属图案层为铜或铝，该线路图案层为铜、镍、锌、铝、金、银的至少其中之一。

4.如申请专利范围第1项所述的该高导热印刷电路板结构，其特征在于，该导热板曝露于该等导热孔的表面，还包含一金属种子层，该金属种子层为铜或锌。

5.如申请专利范围第3项所述的该高导热印刷电路板结构，其特征在于，当该导热板与该金属种子层电性相通时，该导热板进一步包含至少一切割间隙，以将该导热板分割为复数个区块。

6.如申请专利范围第4项所述的该高导热印刷电路板结构，其特征在于，进一步在至少一该切割间隙中填入一绝缘胶。

7.如申请专利范围第1项所述的该高导热印刷电路板结构，其特征在于，进一步包含一防焊层，该防焊层部份覆盖该线路图案层。

8.如申请专利范围第1项所述的该高导热印刷电路板结构，其特征在于，进一步包含一第二绝缘层、一第二金属图案层及一第二线路图案层，该第二绝缘层覆盖该绝缘层、该金属图案层，以及该线路图案层，该第二金属图案层形成在该第二绝缘层的部分表面上，并与该第二绝缘层具有重迭的复数个开口图案，而形成复数个导通孔，该等导通孔曝露出部份的该线路图案层，该第二线路图案层形成在该第二金属图案层的表面，以及该等导通孔的底部及壁面，或填满该等导通孔，同时与部份该线路图案层连接。

9.如申请专利范围第7项所述的该高导热印刷电路板结构，其特征在于，进一步包含一防焊层，该防焊层部份覆盖该第二线路图案层。

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