CN110582157A - 电路板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电路板及其制作方法，所述电路板包含基板、多个绝缘材料层、第一导热绝缘层、第二导热绝缘层、多个弹性垫以及导线层。基板具有多个通孔。绝缘材料层分别配置于各通孔的侧壁上。第一导热绝缘层配置于基板的上表面。第二导热绝缘层配置于基板相对于上表面的下表面上，其中第一导热绝缘层及第二导热绝缘层接触绝缘材料层。弹性垫配置于第一导热绝缘层上。导线层配置于第一导热绝缘层上、第二导热绝缘层上及各通孔内，并覆盖弹性垫。此电路板具有高散热效率的性质。

Description

电路板及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种电路板及其制作方法，特别是涉及一种具备高效散热机制的电路板及其制作方法。

背景技术

近年来，随着电子装置体积愈趋缩小，元件的密度更为集中，其中显示设备发光会伴随着产生热能，因此装置的散热效率为目前重要的议题之一。

尤其是最近发展的微型发光二极管，由于其发热特性，更需要配置于具有良好的散热性质的电路板，以延长微型发光二极管的使用寿命。因此，亟需一种能够提升散热效率的解决方案。

发明内容

综上所述，为了符合产业上的要求，本发明提供一种防水装置及其导电方法以解决上述无法克服的问题，以达成产业所需的目的。

本发明的一个目的在于提供一种电路板。电路板包含基板、多个绝缘材料层、第一导热绝缘层、第二导热绝缘层、多个弹性垫以及导线层。基板具有多个通孔。绝缘材料层分别配置于各通孔的侧壁上。第一导热绝缘层配置于基板的上表面。第二导热绝缘层配置于基板相对于上表面的下表面上，其中第一导热绝缘层及第二导热绝缘层接触绝缘材料层。弹性垫配置于第一导热绝缘层上。导线层配置于第一导热绝缘层上、第二导热绝缘层上及各通孔内，并覆盖弹性垫。

根据本发明一或多个实施方式，导线层自基板的上表面沿着各通孔的侧壁延伸至基板的下表面。

根据本发明一或多个实施方式，基板包含多个热缓冲材料层及金属基板，各热缓冲材料层配置于各绝缘材料层与金属基板之间。

根据本发明一或多个实施方式，各通孔的深宽比小于10:1。

根据本发明一或多个实施方式，电路板更包含阻光层，阻光层配置于第一导热绝缘层上。

根据本发明一或多个实施方式，阻光层的一部分配置于各通孔内。

根据本发明一或多个实施方式，电路板更包含防焊层，防焊层配置于第二导热绝缘层上。

根据本发明一或多个实施方式，防焊层的一部分配置于各通孔内。

本发明的另一目的在于提供一种电路板的制作方法，包含：提供基板，基板具有多个第一通孔；在第一通孔中填充绝缘材料，以在第一通孔中形成多个绝缘材料栓；在基板的上表面及下表面分别形成第一导热绝缘层及第二导热绝缘层，并覆盖绝缘材料栓；在第一导热绝缘层上形成多个感光弹性垫；移除部分的第一导热绝缘层、部分的第二导热绝缘层及部分的绝缘材料栓，以形成多个第二通孔，其中第二通孔贯穿第一导热绝缘层、第二导热绝缘层及绝缘材料栓；以及在第一导热绝缘层、各第二通孔的侧壁及第二导热绝缘层上形成导线层，并覆盖感光弹性垫。

根据本发明一或多个实施方式，导线层自基板的上表面沿着各第二通孔的侧壁延伸至基板的下表面。

根据本发明一或多个实施方式，电路板的制作方法更包含在第一通孔中填充绝缘材料之前，在各第一通孔的侧壁上形成热缓冲材料层。

根据本发明一或多个实施方式，电路板的制作方法更包含在第一导热绝缘层上形成阻光层。

根据本发明一或多个实施方式，电路板的制作方法更包含在第二导热绝缘层上形成防焊层。

本发明提供一种电路板，此电路板具有高散热效率的性质，并可以应用于高亮度、高对比度的微显示设备。

附图说明

图1为本发明实施例的电路板100的剖面图；

图2A-图2I为本发明实施例的电路板200在各制作阶段的剖面图；

【主要元件符号说明】

100：电路板、110：基板、111：上表面、112：下表面、113：金属基板、115：通孔、120：绝缘材料层、125：热缓冲层、130：第一导热绝缘层、140：第二导热绝缘层、150：弹性垫、160：导线层、170：阻光层、180：防焊层、185：空隙、190：显示元件、191：电极接点、192：介电层、193：微透镜、200：电路板、210：基板、211：上表面、215：第一通孔、216：第二通孔、217：侧壁、220：绝缘材料栓、221：上表面、225：热缓冲层、230：第一导热绝缘层、240：第二导热绝缘层、250：感光弹性垫、260：导线层、270：阻光层、280：防焊层、285：空隙、290：显示元件、291：电极接点、292：异向导电胶层、293：微透镜

具体实施方式

以下揭露提供许多不同实施例，或示例，以建置所提供的目标物的不同特征。以下叙述的成份和排列方式的特定示例是为了简化本公开。这些当然仅是做为示例，其目的不在构成限制。举例而言，元件的尺寸不被揭露的范围或数值所限制，但可以取决于元件的工艺条件与/或所需的特性。此外，第一特征形成在第二特征之上或上方的描述包含第一特征和第二特征有直接接触的实施例，也包含有其他特征形成在第一特征和第二特征之间，以致第一特征和第二特征没有直接接触的实施例。为了简单与清晰起见，不同特征可以任意地绘示成不同大小。

再者，空间相对性用语，例如「下方(beneath)」、「在…之下(below)」、「低于(lower)」、「在…之上(above)」、「高于(upper)」等，是为了易于描述图式中所绘示的元素或特征和其他元素或特征的关系。空间相对性用语除了图式中所描绘的方向外，还包含元件在使用或操作时的不同方向。仪器可以其他方式定向(旋转90度或在其他方向)，而本文所用的空间相对性描述也可以如此解读。

本发明提供一种电路板，具有高散热效率的性质，并可以应用于高亮度、高对比度的微显示设备。

请参考图1，其绘示电路板100的剖面图。电路板100包含基板110、绝缘材料层120、第一导热绝缘层130、第二导热绝缘层140、弹性垫150及导线层160。

基板110包含金属基板113，金属基板113例如可为铜、铝或其他高导热金属合金。基板110具有多个通孔115。

在一些实施例中，基板110更包含热缓冲层125。热缓冲层125配置于绝缘材料层120与金属基板113之间。值得注意的是，热缓冲层125为选择性的结构，在某些实施例中，基板110不包含热缓冲层125。在基板110不包含热缓冲层125的实施例中，绝缘材料层120直接与金属基板113接触。在另外一些实施例中，绝缘材料层120与热缓冲层125接触。当基板110的热膨胀系数与绝缘材料层120的热膨胀系数不同，热缓冲层125可以缓冲两者的膨胀差异，避免电路板100因为膨胀差异导致破损等可靠性问题。绝缘材料层120配置于各个通孔115的侧壁上。

第一导热绝缘层130配置于基板110的上表面111上，而第二导热绝缘层140配置于基板110的下表面112上。在某些实施例中，第一导热绝缘层130及第二导热绝缘层140接触绝缘材料层120。在一些实施例中，绝缘材料层120、第一导热绝缘层130及第二导热绝缘层140完整包围基板110，使得基板110与电路板100的其他元件电性绝缘。第一导热绝缘层130以及第二导热绝缘层140的材料例如可为高分子聚合物。在一些实施例中，高分子聚合物可以为环氧树脂。在另一些实施例中，第一导热绝缘层130以及第二导热绝缘层140可以添加有机添加物或无机添加物，有机添加物例如碳系导热材料，而无机添加物例如陶瓷粉末、玻璃纤维或其复合材料。

弹性垫150配置于第一导热绝缘层130上，弹性垫150是用作为电极的承接垫。弹性垫150的材料为具有弹性的感光材料，可以借由一般的图案化方式制作。在某些实施例中，弹性垫150的原始材料可包含甲基丙烯酸(MAA)、苯乙烯(styrene)单体、光起始剂、硬化剂及其他添加剂，经曝光、显影及烘烤等制程而形成弹性垫150。

导线层160配置于绝缘材料层120、第一导热绝缘层130、第二导热绝缘层140及弹性垫150上。更详细说明，导线层160覆盖弹性垫150，并延伸穿过通孔115。换句话说，导线层160由第一导热绝缘层130上经由通孔115延伸至第二导热绝缘层140上。详细的说，第一导热绝缘层130及第二导热绝缘层140也是绝缘的，因此当导线层160配置于上述两者之上时，导线层160与基板110是电性绝缘的。

在一些实施例中，电路板100更包含阻光层170。阻光层170配置于第一导热绝缘层130上。在一些实施例中，部分的阻光层170配置于通孔115内。当电路板100用于显示元件时，阻光层170可以有效的提升显示效果，避免其余元件反射的光线造成干扰。阻光层170为低反射率的材料，能够吸收大部分的光线，使得配置于阻光层170周围的发光元件不会互相干涉。

在一些实施例中，电路板100更包含防焊层180。防焊层180配置于第二导热绝缘层140上，并覆盖部分的导线层160。部分的防焊层180配置于通孔115中。在一些实施例中，防焊层180的材料可以为树脂。防焊层180可以保护其覆盖的金属不被氧化，也可以防止焊接时误焊而导致短路。

值得注意的是，在一些实施例中，在通孔115中的阻光层170与防焊层180之间具有空隙185，空隙185可以为任何合适的大小。在另一些实施中，阻光层170及防焊层180可以填满通孔115，因而使电路板100不包含空隙185。阻光层170及防焊层180填满通孔115可以避免在不同温度下，由于通孔115中的空隙185膨胀幅度较大，而导致电路板100破裂。

在一些实施例中，电路板100更包含显示元件190。显示元件190具有电极接点191，电极接点191配置于对应弹性垫150上的导线层160，并与导线层160电性连接。在某些实施例中，电路板100更包含介电层192，介电层192配置于导线层160及阻光层170上，并环绕电极接点191。在一些实施例中，显示元件190可以为微型发光二极管(micro LED)。

需注意的是，由于第一导热绝缘层130及第二导热绝缘层140使用高导热材料制作，且基板110包含导热性极佳的金属基板，因此在纵向热传导上，显示元件190产生的热能可以从第一导热绝缘层130、基板110快速传导至第二导热绝缘层140。再者，显示元件190产生的热能也可以借由导线层160传递。热能自电极接点191借由导线层160经过通孔115传递至基板110的下表面112，以帮助显示元件190散热，维持显示元件190的正常运作。因此，电路板100可以有效的将显示元件190的产热传递至外界，而不会累积在显示元件190附近，造成显示元件190失效。

在某些实施例中，电路板100亦包含微透镜193。微透镜193覆盖显示元件190。微透镜193的材料可以为硅氧树脂或其他相关衍生化合物。

本发明还提供一种制造上述电路板100的方法。

请参考图2A，提供一个基板210。基板210的材料类似于图1的金属基板113，在此不再赘述。

请参考图2B，在图2B示出的步骤中，形成多个第一通孔215在基板210中，此些第一通孔215贯穿基板210，可以使用任何合适的贯孔方法形成第一通孔215。举例来说，形成第一通孔215的方法可以为机器钻孔(machine drilling)或冲孔。

请参考图2C，在某些实施例中，形成多个热缓冲层225在第一通孔215的侧壁上。值得注意的是，热缓冲层225为选择性的结构，在某些实施例中，可以不执行形成热缓冲层225的工艺步骤。

请参考图2D，填充绝缘材料在第一通孔215中，并填满第一通孔215，以形成多个绝缘材料栓220。在一些实施例中，绝缘材料栓220的上表面221与基板210的上表面211共平面。绝缘材料栓220用于提供基板210与后续形成的导电元件之间的电性隔离。在形成绝缘材料栓220之后，可以执行平坦化工艺，使得绝缘材料栓220的上表面221与基板210的上表面211共平面。平坦化工艺例如可为刷磨或化学机械研磨。由于基板210的热膨胀系数与绝缘材料栓220的热膨胀系数可能不同，热缓冲层225可以缓冲两者的膨胀差异，避免电路板200因为膨胀差异导致破损等可靠性问题。在不执行形成热缓冲层225的工艺步骤的实施例中，绝缘材料栓220直接接触基板210。在另外一些实施例中，热缓冲层225配置于基板210与绝缘材料栓220之间。

请参考图2E，形成第一导热绝缘层230在基板210的上表面211上，以及形成第二导热绝缘层240在基板210的下表面212上。在一些实施例中，形成第一导热绝缘层230及第二导热绝缘层240的方法可以使用贴合工艺，贴合工艺例如可为真空压膜或滚轮压膜。

请参考图2F，形成感光弹性垫250于第一导热绝缘层230上。感光弹性垫250是具有弹性的结构，在后续步骤中，若设置在感光弹性垫250上的其他元件有不平整的情形，亦不会影响这些元件之间的堆栈紧密度，因此能够容许更大的工艺误差。此外，感光弹性垫250是由感光材料形成，可以先涂布感光材料覆盖第一导热绝缘层230，再对感光材料图案化，而形成感光弹性垫250。在一些实施例中，感光弹性垫250作为电极的承接垫。

请参考图2G，形成第二通孔216贯穿绝缘材料栓220，之后形成导线层260。第二通孔216除了贯穿绝缘材料栓220，也贯穿第一导热绝缘层230及第二导热绝缘层240。导线层260配置于第一导热绝缘层230上及第二导热绝缘层240上，导线层260自第一导热绝缘层230沿着第二通孔216的侧壁217延伸至第二导热绝缘层240上。在一些实施例中，形成第二通孔216更包含孔内清洁及表面粗化。表面粗化可以使后续形成的导线层260不容易脱落或剥离。另外，导线层260可以使用电镀形成，而考虑到电镀的质量，第二通孔216的深宽比可以小于或等于10:1。

请参考图2H，形成阻光层270及防焊层280，其中阻光层270覆盖第一导热绝缘层230以及部分的导线层260，而防焊层280覆盖第二导热绝缘层240以及部分的导线层260。值得注意的是，部分的阻光层270配置于第二通孔216中，部分的防焊层280亦配置于第二通孔216中。在一些实施例中，第二通孔216中的阻光层270与防焊层280之间具有空隙285，空隙285为空气。在另外一些实施例中，阻光层270及防焊层280填满第二通孔216。

之后，请参考图2I，将显示元件290设置于感光弹性垫250上。显示元件290具有电极接点291，电极接点291配置于对应感光弹性垫250上的导线层260之上，并与导线层260电性连接。在某些实施例中，显示元件290利用异向导电胶层292接合于导线层260上，异向导电胶层292配置于导线层260及阻光层270上，并环绕电极接点291。在一些实施例中，贴合显示元件290的方法可以使用热压或紫外线固化的方式。

此外，在某些实施例中，在贴合显示元件290之后，可以形成微透镜293覆盖显示元件290。

本发明提供具有良好导热效率的电路板以及其制作方法。在包含高密度发热元件的装置中，本发明的电路板可以有效的散热，以延长装置运作的寿命。上述的装置可以例如为微型发光二极管。

本发明实施方式已经详细地描述某些实施方式，但其他的实施方式也是可能的。因此，所附权利要求的精神和范畴不应限于本文所描述的实施方式。

虽然本发明实施方式已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明内容，任何熟习此技术者，在不脱离本揭露内容的精神与范围内，当可作各种更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (13)

1.一种电路板，其特征在于，包含：

基板，具有多个通孔；

多个绝缘材料层，分别配置于各所述通孔的侧壁上；

第一导热绝缘层，配置于所述基板的上表面；

第二导热绝缘层，配置于所述基板相对于所述上表面的下表面上，其中所述第一导热绝缘层及所述第二导热绝缘层接触所述绝缘材料层；

多个弹性垫，配置于所述第一导热绝缘层上；以及

导线层，配置于所述第一导热绝缘层上、所述第二导热绝缘层上及各所述通孔内，并覆盖所述弹性垫。

2.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述导线层自所述基板的所述上表面沿着各所述通孔的所述侧壁延伸至所述基板的所述下表面。

3.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述基板包含多个热缓冲材料层及金属基板，各所述热缓冲材料层配置于各所述绝缘材料层与所述金属基板之间。

4.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，各所述通孔的深宽比小于10:1。

5.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，更包含阻光层，所述阻光层配置于所述第一导热绝缘层上。

6.根据权利要求5所述的电路板，其特征在于，所述阻光层的一部分配置于各所述通孔内。

7.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，更包含防焊层，所述防焊层配置于所述第二导热绝缘层上。

8.根据权利要求7所述的电路板，其特征在于，所述防焊层的一部分配置于各所述通孔内。

9.一种电路板的制作方法，其特征在于，包含：

提供基板，所述基板具有多个第一通孔；

在所述第一通孔中填充绝缘材料，以在所述第一通孔中形成多个绝缘材料栓；

在所述基板的上表面及下表面分别形成第一导热绝缘层及第二导热绝缘层，并覆盖所述绝缘材料栓；

在所述第一导热绝缘层上形成多个感光弹性垫；

移除部分的所述第一导热绝缘层、部分的所述第二导热绝缘层及部分的所述绝缘材料栓，以形成多个第二通孔，其中所述第二通孔贯穿所述第一导热绝缘层、所述第二导热绝缘层及所述绝缘材料栓；以及

在所述第一导热绝缘层、各所述第二通孔的侧壁及所述第二导热绝缘层上形成导线层，并覆盖所述感光弹性垫。

10.根据权利要求9所述的电路板的制作方法，其特征在于，所述导线层自所述基板的所述上表面沿着各所述第二通孔的所述侧壁延伸至所述基板的所述下表面。

11.根据权利要求9所述的电路板的制作方法，其特征在于，更包含在所述第一通孔中填充绝缘材料之前，在各所述第一通孔的侧壁上形成热缓冲材料层。

12.根据权利要求9所述的电路板的制作方法，其特征在于，更包含在所述第一导热绝缘层上形成阻光层。

13.根据权利要求9所述的电路板的制作方法，其特征在于，更包含在所述第二导热绝缘层上形成防焊层。