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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(a) Umfeld der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein flexibles Substrat, das in elektronischen Hochfrequenzbauteilen zur Anwendung kommt und über Wärmeableitungs- und Leitfähigkeitseigenschaften verfügt. Insbesondere ist die zur Wärmeableitung leitfähige und flexible Platte mit hohen Wärmeableitungs- und Dünnheitseigenschaften versehen, wodurch die unlösbaren Probleme der Miniaturisierung oder Dünnheit von stark wärmeerzeugenden elektronischen Komponenten gelöst werden.
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(b) Beschreibung der bekannten Ausführungsart
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Heutige Elektronik- und Kommunikationsprodukte sind bereits zu Lebensnotwendigkeiten für die meisten Menschen geworden. Und unter den Bedingungen, die eine Hochgeschwindigkeitsübertragung, eine hohe Verarbeitungseffektivität und den Trend zur Dünnheit erfordern, werden biegsame, flexible Substrate bereits in einer Vielzahl von elektronischen Geräten stark genutzt. Allerdings ist der Wärmeableitungseffekt aktueller flexibler Platten minderwertig, und wenn die Platte mit stark wärmeerzeugenden elektronischen Komponenten verbunden ist, muss immer noch eine herkömmliche starre Keramikplatte oder eine starre Aluminiumplatte mit dem flexiblen Substrat verbunden werden, um das Problem der Wärmeableitung bei hohen Temperaturen zu lösen. Eine flexible Platte wird verwendet, um herkömmliche Chips mit geringer Wärmeentwicklung oder elektronische Komponenten mit geringer Wärmeentwicklung zu montieren; wenn jedoch eine starre Platte mit Chips oder elektronischen Komponenten mit hoher Wärmeentwicklung bestückt wird, werden diese in der Regel mit einem Anschlusspad für eine flexible Platte verbunden. Und derzeit werden herkömmliche flexible Substrate noch meist nur dort eingesetzt, wo elektrische Leitfähigkeit gefordert ist. Daher sind weitere Entwicklungsarbeiten erforderlich, wenn die Notwendigkeit besteht, Chips mit hoher Wärmeentwicklung oder elektronische Komponenten mit hoher Wärmeentwicklung zu montieren. Beim Betrieb von Chips oder elektronischen Komponenten entsteht Wärme und die Temperatur in den Chips oder elektronischen Komponenten steigt an, so dass die Verbindungsbereiche zwischen dem Anschlusspad der flexiblen Platte und den Chips oder elektronischen Komponenten aufgrund der hohen Temperatur leicht beschädigt werden, was leicht zu Betriebsstörungen führt. Darüber hinaus führt ein Temperaturanstieg auf der flexiblen Platte zu einer Verringerung des Wirkungsgrads der elektronischen Komponenten. Außerdem führt die hohe Temperatur, die durch die Millimeterwellen- und Hochfrequenzübertragung des kürzlich heiß diskutierten 5G-Kommunikationsprotokolls der nächsten Generation entsteht, dazu, dass die Chips eine hohe Temperatur von 200°C erreichen. Daher besteht ein großer Bedarf an Technologien, die die Hindernisse bei der Herstellung elektronischer Materialien überwinden, die solch hohen Temperaturen widerstehen können.
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Was die Forschung im Stand der Technik bezüglich einer flexiblen Plattenstruktur, die mit wärmeerzeugenden Komponenten bestückt ist, betrifft, so beschreibt das Patent Nr.
TW201927084A aus Taiwan eine flexible Plattenstruktur, die für die Montage von wärmeerzeugenden Komponenten geeignet ist und ein flexibles Substrat und mindestens ein Durchgangsloch für die Wärmeleitung umfasst. Das flexible Substrat besteht aus einer Isolierschicht, einer ersten gemusterten metallischen Folienschicht und einer zweiten gemusterten metallischen Folienschicht, wobei die erste gemusterte metallische Folienschicht und die zweite gemusterte metallische Folienschicht jeweils auf den beiden entsprechenden Oberflächen der Isolierschicht vorgesehen sind. Die wärmeerzeugenden Komponenten sind in geeigneter Weise auf der ersten gemusterten metallischen Folienschicht angebracht, wobei die Dicke der zweiten gemusterten metallischen Folienschicht größer ist als die Dicke der ersten gemusterten metallischen Folienschicht. Das Durchgangsloch für die Wärmeleitung durchdringt das flexible Substrat und koppelt die wärmeerzeugenden Komponenten thermisch.
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Was die Forschung im Stand der Technik in Bezug auf starre keramische Kupferfoliensubstrate betrifft, so beschreibt das Patent Nr.
TW201011936A aus Taiwan eine Leuchtdiode und deren Herstellungsverfahren, bei dem eine Hochtemperatur-Metalllaminierung und eine Gelblicht-Mikrolithographie-Technologie zur Herstellung eines keramischen Kupferfoliensubstrats verwendet werden. Eine Leuchtdiodenschaltung wird dann durch ein Die-Attachment- und Drahtbonding-Fertigungsverfahren oder Flip-Chip-Technologie gebildet. Schließlich wird Verkapselungsmaterial, wie z.B. ein Epoxid, ein Silikonharz oder ein Silikongel, verwendet, um die Leuchtdiode mittels Transfer-Molding- oder Spritzgießverfahren zu verkapseln.
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Weitere Recherchen im Stand der Technik zu flexiblen keramischen Substraten zeigt das Patent Nr.
TWI487073B aus Taiwan, das ein flexibles keramisches Substrat beschreibt, bei dem hauptsächlich ein flexibles Substrat aus einer keramischen Pulververbindung zur Anwendung kommt. Die Substratschichtdicke liegt zwischen Kupferfolien-Basismaterialien bestimmter Dicke, um als geätzte Platte für Schaltungen zu dienen. Auf der Oberfläche des Metallsubstrats ist eine keramische Verbundschicht vorgesehen, wobei die keramische Verbundschicht aus einem Gemisch eines bestimmten Gewichtsanteils eines Keramikpulvers und eines Klebstoffs besteht. Die keramische Verbundschicht verwendet den Klebstoff, um die Kristallzwischenräume in der keramischen Pulverschicht zu bedecken und dadurch das keramische Pulver zusammenzukleben, um die flexible keramische Verbundschicht mit vorbestimmter Dicke zu bilden und das keramische Pulver an das Metallsubstrat zu kleben, um die Montage von wärmeerzeugenden Komponenten zu ermöglichen sowie die von den wärmeerzeugenden Komponenten ausgehende Wärme zu leiten und abzuleiten.
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Weitere Recherchen im Stand der Technik bezüglich flexibler keramischer Wärmeableitungsplatten ergeben das Patent Nr.
TW201627255A aus Taiwan, das eine flexible keramische Wärmeableitungsplatte offenbart, die hauptsächlich dadurch hergestellt wird, dass zunächst ein hochreines Karborund-Pulver mit einem Niedertemperatur-Bindemittel gemischt wird, wonach ein Vorformling geformt und gebrannt wird, um ein Basissubstratmaterial zu bilden. Das erwähnte Niedertemperatur-Bindemittel ist ein Epoxidharz mit flexiblen und elastischen Eigenschaften, das dem Basissubstratmaterial eine Flexibilitätsfunktion und die Fähigkeit verleiht, leicht geschnitten und maschinell verarbeitet zu werden. Darüber hinaus wird mit der Zugabe des Niedrigtemperatur-Bindemittels die Harzhärtung verwendet, um die während des Hochtemperatur-Sinterprozesses entstandenen Reste oder Oxide effektiv zu entfernen, wodurch die flexible keramische Wärmeableitungsplatte der vorliegenden Erfindung mit dem bevorzugten Wärmeableitungseffekt hergestellt wird.
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Daher hat die umfassende Forschung an flexiblen keramischen Wärmeableitungsplatten des Standes der Technik gezeigt, dass sie kompliziert sind und die Probleme bei der Herstellung immer größerer Produkte nicht lösen können. Aus diesem Grund hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung die Patentanmeldung Nr.
TWM536989U aus Taiwan eingereicht, die eine großflächige keramische Substratstruktur offenbart, umfassend: eine Kupferfolienschicht, die in der Nähe von wärmeerzeugenden Komponenten angeordnet ist, eine Keramikschicht und eine wärmeableitende Schicht. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die hohe Wärmeleitfähigkeit und die hohen Isolationseigenschaften der Keramikschicht genutzt werden, um die Kupferfolienschicht von der wärmeableitenden Schicht zu trennen und dadurch den leitenden Stromkreis der Kupferfolienschicht zu schützen. Dabei wird weiterhin die hohe Wärmeleiteigenschaft der wärmeableitenden Schicht genutzt, um die Wärmeenergie gleichmäßig von den wärmeerzeugenden Komponenten abzuführen und somit eine überlegene Wärmeableitungsfunktion zu erreichen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat volles Verständnis für die Schwierigkeiten bei der Herstellung großflächiger Produkte aus den gegenwärtigen flexiblen Substraten, und das derzeitige Rolle-zu-Rolle-Verfahren ist immer noch nicht in der Lage, die Geschwindigkeit von großflächigen Produktionslinien zu erhöhen, erst recht nicht bei der Herstellung großflächiger wärmeableitender flexibler Substrate. Der Laminierungs- und Kontrapositionsherstellungsprozess von flexiblem Substratmaterial des Standes der Technik ist kompliziert und die Produktionsrate ist relativ langsam, wobei die Einführung von keramischem Wärmeableitungsmaterial in die Struktur leicht zu Rissen während der Produktion und im Gebrauch führt. Daher kann die derzeitige Technologie keinen Durchbruch bei den Problemen der unzureichenden Wärmeleitung und der leichten Frakturierung bieten. Die vorliegende Erfindung ist in der Lage, großflächige wärmeableitende, flexible Substratstrukturen zu schaffen, die mit einer einlagigen dünnen Platte und einer doppellagigen Schablone versehen sind, die eine standardisierte Basis haben und eine selektive Montage entsprechend den funktionalen Anforderungen ermöglichen. Im Hinblick auf die zunehmende Bedeutung der Entwicklung kleinvolumiger, variantenreicher Produkte bietet die vorliegende Erfindung einen höheren Freiheitsgrad und Materialkombination. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine zur Wärmeableitung leitfähige flexible Platte geschaffen, die einen Aufbau aufweist, der umfasst: mindestens eine einlagige dünne Platte, deren Struktur umfasst: eine erste leitende dünne Schicht, die eine Dicke aufweist, die zwischen 0,1 Mikrometer - 5 Millimeter liegt, und auf eine erste funktionale dünne Schicht laminiert ist, die ein keramisches Material, Graphenmaterial oder ein Klebstoffmaterial ist; und mindestens eine doppellagige dünne Platte, deren Struktur umfasst: eine zweite leitfähige dünne Schicht, die eine Dicke hat, die zwischen 0,1 Mikrometer - 5 Millimeter liegt, und zwischen einer zweiten funktionalen dünnen Schicht und einer dritten funktionalen dünnen Schicht laminiert ist. Die zweite funktionale dünne Schicht ist ein keramisches Material, Graphenmaterial oder ein Klebstoffmaterial; und die dritte funktionale dünne Schicht ist ein keramisches Material, Graphenmaterial oder ein Klebstoffmaterial. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Sprüh-, ein Beschichtungs- und ein Druckverfahren anwendet, um die einlagige dünne Platte und die doppellagige dünne Platte herzustellen, wonach die einlagige dünne Platte und die doppellagige dünne Platte aneinander laminiert werden, um die zur Wärmeableitung leitfähige flexible Platte mit einer mehrlagigen leitfähigen Struktur zu bilden. Die Materialien für die erste leitfähige dünne Schicht und die zweite leitfähige dünne Schicht sind mindestens Kupferfolie, Aluminiumfolie, Silberpaste, Kohlenstoff-Nanoröhrchen, elektrisch leitfähige Tinte, Zinnpaste oder Kupferpaste. Die erste leitende dünne Schicht und die zweite leitende dünne Schicht sind mit elektrisch leitenden Schaltungsmustern versehen, um eine elektrische Leitfähigkeit zu ermöglichen. Wenigstens die erste funktionale dünne Schicht, die zweite funktionale dünne Schicht oder die dritte funktionale dünne Schicht ist ein keramisches Material, dessen Dicke 0,1-100 Mikrometer beträgt. Wenigstens die erste funktionale dünne Schicht, die zweite funktionale dünne Schicht oder die dritte funktionale dünne Schicht ist ein Graphenmaterial, dessen Dicke 0,1-100 Mikrometer beträgt. Mindestens die erste funktionale dünne Schicht, die zweite funktionale dünne Schicht oder die dritte funktionale dünne Schicht ist ein Klebstoffmaterial, dessen Dicke 0,1-100 Mikrometer beträgt. Die einlagige dünne Platte und die doppellagige dünne Platte werden unter Verwendung einer großflächigen Rolle-zu-Rolle-Konfiguration oder Blatt-zu-Blatt-Konfiguration aneinander laminiert; außerdem ist die Breite des Rollenmaterials oder des Blattmaterials größer als oder gleich 125 Millimeter. Die Gesamtdicke der zur Wärmeableitung leitfähigen und flexiblen Platte ist größer oder gleich 25 Mikrometer. Die zur Wärmeableitung leitfähige und flexible Platte kann auch direkt geschnitten und als biegbare dreidimensionale Verbundkühlrippen aufgebracht werden, wobei die nicht funktionalen Kanten der biegbaren dreidimensionalen Verbundkühlrippen der äußeren Umgebung ausgesetzt sind, um die für die dreidimensionale Wärmeableitung erforderlichen Wärmeableitungsbereiche bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung ist mit den Merkmalen der Flexibilität, der beliebigen Kombinationsmöglichkeit und der Vereinfachung des Herstellungsverfahrens ausgestattet und unterscheidet sich dadurch vom Stand der Technik. Dementsprechend sind die Originalität, der Fortschritt und die praktische Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung unverkennbar.
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Für ein besseres Verständnis der Ziele, des Aufbaus, der Eigenschaften, der Effekte sowie der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Technologie und der Methoden und der erzielten Effekte folgt der nachstehend aufgeführten kurzen Beschreibung der beigelegten Zeichnungen eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Ansicht des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels einer einlagigen dünnen Platte einer zur Wärmeableitung leitfähigen und flexiblen Platte der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt eine Ansicht des Aufbaus eines weiteren Ausführungsbeispiels einer doppellagigen dünnen Platte der zur Wärmeableitung leitfähigen und flexiblen Platte der vorliegenden Erfindung.
- 3 zeigt eine Ansicht des Aufbaus eines weiteren Ausführungsbeispiels der zur Wärmeableitung leitfähigen und flexiblen Platte der vorliegenden Erfindung, wobei die einlagige dünne Platte an die doppellagige dünne Platte laminiert ist.
- 4 zeigt eine Ansicht des Aufbaus eines weiteren Ausführungsbeispiels der zur Wärmeableitung leitfähigen und flexiblen Platte der vorliegenden Erfindung, wobei zwei der einlagigen dünnen Platten an die doppellagige dünne Platte laminiert sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In der folgenden Beschreibung werden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand konkreter Beispiele beschrieben. Der Fachmann auf diesem Gebiet kann aus dem in der Beschreibung offenbarten Inhalt leicht weitere Vorteile und Wirkungen der vorliegenden Erfindung ableiten. Die vorliegende Erfindung kann auch andere konkrete Ausführungsbeispiele verwenden, um deren Leistung und Anwendungen zu verdeutlichen. Jedes in der Patentschrift beschriebene Detail kann auch auf einer anderen Perspektive und Anwendung beruhen, so dass verschiedene Arten von Modifikationen und Abänderungen durchgeführt werden können, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die 1 zeigt eine Ansicht des Aufbaus einer einlagigen dünnen Platte einer zur Wärmeableitung leitfähigen und flexiblen Platte der vorliegenden Erfindung, wobei die zur Wärmeableitung leitfähige und flexible Platte der vorliegenden Erfindung aus einem Aufbau besteht, der aus der folgenden Komponente besteht: mindestens eine einlagige dünne Schicht 101, deren Aufbau die folgende Komponente umfasst: eine erste leitfähige dünne Schicht 1011 mit einer Dicke zwischen 0,1 Mikrometer und ~ 5 Millimeter, die an eine erste funktionale dünne Schicht 1012 laminiert und mindestens ein keramisches Material, Graphenmaterial oder ein Klebstoffmaterial ist. Als Klebstoffmaterial wird aus Polymermaterialien ausgewählt, darunter mindestens Epoxid, Silikonharz oder Silikongel und Acryl.
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Die 2 zeigt eine Ansicht des Aufbaus der doppellagigen dünnen Schicht der zur Wärmeableitung leitfähigen und flexiblen Platte der vorliegenden Erfindung, die mindestens eine doppellagige dünne Platte 201 aufweist, deren Aufbau aus den folgenden Komponenten besteht: eine zweite leitfähige dünne Schicht 2011 mit einer Dicke zwischen 0,1 Mikrometer ~ 5 Millimeter und die zwischen einer zweiten funktionalen dünnen Schicht 2012 und einer dritten funktionalen dünnen Schicht 2013 laminiert ist. Die zweite funktionale dünne Schicht 2012 ist ein keramisches Material, Graphenmaterial oder ein Klebstoffmaterial, während die dritte funktionale dünne Schicht 2013 ein keramisches Material, Graphenmaterial oder ein Klebstoffmaterial ist. Als Klebstoffmaterial wird aus Polymermaterialien ausgewählt, darunter mindestens Epoxid, Silikonharz oder Silikongel und Acryl.
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Durch strukturelles Laminieren der einlagigen dünnen Platte 101 auf die in 1 und 2 gezeigte doppellagige dünne Platte 201 entsteht die zur Wärmeableitung leitfähige flexible Platte der vorliegenden Erfindung, wobei die einlagige dünne Platte 101 auf die doppellagige dünne Platte 201 laminiert ist, wie in dem in der 3 gezeigten Aufbau gezeigt ist. Zu den bestimmenden Merkmalen der vorliegenden Erfindung gehört die Anwendung mindestens eines Sprüh-, Beschichtungs- und Druckverfahrens zur Herstellung der einlagigen dünnen Platte 101 und der doppellagigen dünnen Platte 201, wonach die einlagige dünne Platte 101 und die doppellagige dünne Platte 201 aneinander laminiert werden, um die zur Wärmeableitung leitfähige flexible Platte mit einer mehrlagigen leitfähigen Struktur zu bilden. Die für die erste leitfähige dünne Schicht 1011 und die zweite leitfähige dünne Schicht 2011 verwendeten Materialien sind mindestens Kupferfolie, Aluminiumfolie, Silberpaste, Kohlenstoff-Nanoröhrchen, elektrisch leitfähige Tinte, Zinnpaste oder Kupferpaste. Die erste leitfähige dünne Schicht 1011 und die zweite leitfähige dünne Schicht 2011 sind mit elektrisch leitenden Schaltungsmustern versehen, um eine elektrische Leitfähigkeit zu ermöglichen. Mindestens die erste funktionale dünne Schicht 1012, die zweite funktionale dünne Schicht 2012 oder die dritte funktionale dünne Schicht 2013 ist ein keramisches Material, dessen Dicke 0,1-100 Mikrometer beträgt. Mindestens die erste funktionale dünne Schicht 1012, die zweite funktionale dünne Schicht 2012 oder die dritte funktionale dünne Schicht 2013 ist ein Graphenmaterial, dessen Dicke 0,1-150 Mikrometer beträgt. Mindestens die erste funktionale dünne Schicht 1012, die zweite funktionale dünne Schicht 2012 oder die dritte funktionale dünne Schicht 2013 ist ein Klebstoffmaterial, dessen Dicke 0,1-100 Mikrometer beträgt. Die einlagige dünne Platte 101 und die doppellagige dünne Platte 201 werden unter Verwendung einer großflächigen Rolle-zu-Rolle-Konfiguration oder einer Blatt-zu-Blatt-Konfiguration aneinander laminiert; außerdem ist die Breite des Rollenmaterials oder des Blattmaterials größer als oder gleich 125 Millimeter, wobei 125 Millimeter die Breitenmaße für die stabile Herstellung von Keramikplatten des Standes der Technik sind. Daher ist die vorliegende Erfindung in der Lage, die Breitenmaße von Keramiksubstraten des Standes der Technik abzudecken, und kann so eingestellt werden, dass sie Breitenmaße abdeckt, die größer sind als die von Keramiksubstraten des Standes der Technik. Die Gesamtdicke der zur Wärmeableitung leitfähigen flexiblen Platte ist größer oder gleich 25 Mikrometer. Der Aufbau und das Verfahren der vorliegenden Erfindung ermöglichen eine einfache und praktische Kombination von mehrlagigen Verbund-Wärmeableitungsplatten; darüber hinaus ermöglicht die Dicke von 5 Millimetern der ersten leitfähigen dünnen Schicht 1011 und der zweiten leitfähigen dünnen Schicht 2011 auch die Herstellung von relativ dicken und großen Verbundplatten für die Wärmeableitung.
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Damit der Prüfungsausschuss die praktischen Anwendungen der vorliegenden Erfindung besser verstehen kann, werden im Folgenden Beispiele für den Anwendungsbereich der mehrlagigen, wärmeableitenden, flexiblen Platte beschrieben. Die 4 zeigt eine Ansicht des Aufbaus der zur Wärmeableitung leitfähigen und flexiblen Platte der vorliegenden Erfindung, wobei zwei der einlagigen dünnen Platten 101 an die doppellagige dünne Platte 201 laminiert sind, um eine dreilagige leitfähige dünne Schicht zu bilden. Die zweite leitfähige dünne Schicht 2011 ist zwischen zwei der ersten leitfähigen dünnen Schichten 1011 eingeklemmt, um einen modularisierten Aufbau zu bilden. Die erste leitfähige dünne Schicht 1011 und die zweite leitfähige dünne Schicht 2011 sind Kupferfolien mit geätzten Schaltkreisen oder mindestens Aluminiumfolie, Silberpaste, Kohlenstoff-Nanoröhrchen, elektrisch leitfähige Tinte, Zinnpaste oder Kupferpaste mit geätzten Schaltkreisen. Und mit einem Sprüh- oder Druckverfahren werden auf den Oberflächen der ersten funktionalen dünnen Schicht 1012 und der zweiten funktionalen dünnen Schicht 2012 jeweils leitende Schaltungen befestigt. Die einlagige dünne Platte 101 und die doppellagige dünne Platte 201 sind dadurch gekennzeichnet, dass sie eine beliebige Montage ermöglichen. Die erste funktionale dünne Schicht 1012 ist ein keramisches Material oder Graphenmaterial, die eine hocheffiziente Wärmeableitungscharakteristik haben. Die zweite funktionale dünne Schicht 2012 und die dritte funktionale dünne Schicht 2013 sind Klebstoffmaterial, das das Verkleben der beiden einlagigen dünnen Platten 101 an die doppellagige dünne Platte 201 ermöglicht. Die vorliegende Erfindung wendet ein Rolle-zu-Rolle-Verfahren zur Herstellung der einlagigen dünnen Platte 101 und der doppellagigen dünnen Platte 201 mit großen Abmessungen an, die nur direkt miteinander verklebt werden müssen, um weitere Bohrungen zu ermöglichen, oder mittels Lasergravur zur Herstellung einer mehrlagigen, wärmeableitenden, flexiblen Platte. Bei der Montage der mehrlagigen, wärmeableitenden, flexiblen Platte kann eine beliebige Montage- oder Laminiermethode angewendet werden, was einen hochflexiblen Herstellungsprozess ermöglicht. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, mehrere Schichten der einlagigen dünnen Platte 101 und der doppellagigen dünnen Platte 201 zu kombinieren, und im Vergleich zu bestehenden flexiblen Substraten werden die daraus hergestellten Endprodukte mit einer erhöhten Dünnheitswirksamkeit versehen, wobei jede der funktionalen Schichten aus wärmeableitendem Material besteht, wodurch im Grunde die Notwendigkeit entfällt, allen wärmeerzeugenden elektronischen Komponenten zusätzliche Wärmeableitungsmodule hinzuzufügen, während die Wärmeenergie immer noch zwischen den Schichten abgeleitet werden kann. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung aufgrund ihrer flexiblen Eigenschaft zu einem aufgerollten Material aufgerollt werden, was das Aufrollen auf die gewünschte strukturelle Form eines Produkts ermöglicht. Da die Funktionsschichten aus keramischem Material bestehen, ist die wärmeableitende, flexible Platte der vorliegenden Erfindung ein zusammengesetztes, leitfähiges, flexibles Substrat, das einen hohen Spannungswiderstand aufweist, beliebig gebogen werden kann und der Hauptkörper einen hohen Wärmeableitungseffekt aufweist.
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Basierend auf den in 3 und 4 gezeigten Zeichnungen können Löcher in den gezeigten Konfigurationen weiter gebohrt werden, um das Einspritzen von leitenden Materialien in diese zu ermöglichen, wie z.B. mindestens Silberpaste, Kohlenstoff-Nanoröhrchen, elektrisch leitfähige Tinte, Zinnpaste oder Kupferpaste, wodurch jede der leitenden dünnen Schichten verbunden wird, indem die Leitung von elektrischem Strom dazwischen ermöglicht wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Herstellung von großflächigen, wärmeableitenden, flexiblen Platten, die nach einer Nachbearbeitung beliebig in kleinere, wärmeableitende, flexible Platten geschnitten werden können. Und aufgrund des vor der Fertigstellung der Herstellung der wärmeableitenden, flexiblen Platte vorgeätzten Schaltungslayouts und der Tatsache, dass jede der Funktionsschichten aus wärmeableitendem Material besteht, entfällt im Grunde die Notwendigkeit, alle wärmeerzeugenden elektronischen Komponenten mit zusätzlichen Wärmeableitungsmodulen zu versehen, was eine weitere Miniaturisierung der elektronischen Geräte ermöglicht. Daher hat die vorliegende Erfindung eine optimal durchführbare Anwendung in allen flexiblen Substraten in zukünftigen elektronischen 5G-, 6G-Hochfrequenz-Kommunikationsgeräten, elektronischen Fahrzeugkomponenten und Mikrowellensendern/Empfängern. Das Herstellungsverfahren umfasst eine funktionale Kombination aus einer Plasmamaschine, einer Spritzmaschine, einer Druckmaschine und einem Tunnelofen, wobei eine Kupferspule abgewickelt wird, um eine Oberflächenplasmabearbeitung durchzuführen, wonach das Aufspritzen einer ersten funktionalen dünnen Schicht, einer zweiten funktionalen dünnen Schicht oder einer dritten funktionalen dünnen Schicht erfolgt. Jede der funktionalen dünnen Schichten wird danach zum Aushärten in einen Tunnelofen gelegt und schließlich zu der einlagigen dünnen Platte 101 und der doppellagigen dünnen Platte 201 aufgewickelt. Der leitfähige Schaltungsentwurf kann ein Sprüh-, Beschichtungs- oder Druckverfahren verwenden, um die erste funktionale dünne Schicht, die zweite funktionale dünne Schicht oder die dritte funktionale dünne Schicht zu bilden; zusätzlich kann auch ein Trägerverfahren angewendet werden, um leitfähige Schaltungsmuster zu bilden. Im Vergleich zur Dicke herkömmlicher Glasfaserplatten und flexibler Polyimid-Substrate ist die Struktur der vorliegenden Erfindung relativ dünner und verfügt außerdem über Funktionsschichten zur Wärmeableitung sowie über die Eigenschaft einer hohen Spannungsfestigkeit, die nicht so leicht zusammenbricht. Dementsprechend entfällt bei der vorliegenden Erfindung die Notwendigkeit, zusätzlich Kühlrippen oder Graphitpapier vorzusehen, die sonst die Belastung der wärmeerzeugenden elektronischen Bauteile erhöhen würden. Die Spannungsfestigkeit der wärmeableitenden flexiblen Platte der vorliegenden Erfindung ist höher als der im Vergleich zu herkömmlichen Kupfersubstraten. Die Spannungsfestigkeit der ersten funktionalen dünnen Schicht 1012, der zweiten funktionalen dünnen Schicht 2012 und der dritten funktionalen dünnen Schicht 2013, die alle aus keramischem Material mit einer Dicke von 0,1-150 Mikrometern bestehen, wurde getestet und hatte eine Spannungsfestigkeit von 500V-20KV. Darüber hinaus kann die wärmeableitende flexible Platte direkt geschnitten und als Verbundkühlrippen aufgebracht werden, wobei die nicht funktionalen Kanten der Verbundkühlrippen der äußeren Umgebung ausgesetzt sind, um die für die Wärmeableitung erforderlichen Bereiche zu schaffen. Die wärmeableitende flexible Platte kann auch direkt geschnitten und als biegbare dreidimensionale Verbundkühlrippen aufgebracht werden, wobei die nicht funktionalen Kanten der biegbaren dreidimensionalen Verbundkühlrippen der äußeren Umgebung ausgesetzt sind, um die für die dreidimensionale Wärmeableitung erforderlichen Wärmeableitungsbereiche zu schaffen.
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Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Struktur und ein Verfahren zur Verfügung, das ein Rolle-zu-Rolle-Verfahren oder ein Blatt-zu-Blatt-Verfahren angewendet, um großflächige, wärmeableitende, flexible Platten herzustellen, was den komplizierten Herstellungsprozess des Standes der Technik, der das Laminieren und Kontrapositionieren von herkömmlichen flexiblen Polyimid-Substratmaterialien beinhaltet, löst und die Produktionsrate verbessert. Die einlagige dünne Platte 101 und die doppellagige dünne Platte 201 der vorliegenden Erfindung sind mit den Eigenschaften ausgestattet, die eine schnelle Anpassung und freie Kombinationslaminierung ermöglichen, was den industriellen Anforderungen an kleine Mengen und große Vielfalt entgegenkommt. Darüber hinaus wendet das Herstellungsverfahren mindestens ein Sprüh-, Beschichtungs- oder Druckverfahren an, um eine einlagige dünne Platte und eine doppellagige dünne Platte herzustellen, was den Vorteil hat, die Geschwindigkeit des Herstellungsverfahrens zu erhöhen und das Herstellungsverfahren zu vereinfachen, wodurch es sich vom Stand der Technik unterscheidet und abgrenzt. Dementsprechend sind die Originalität, der Fortschritt und die praktische Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung unverkennbar und ermöglichen eine wirksame Verbesserung der Mängel des Standes der Technik sowie eine erhebliche Praktikabilität bei der Anwendung.
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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die spezifischen Strukturen der in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Ausführungsbeispiele sicherlich die Eigenschaften haben, die es ermöglichen, die Grundlage für eine beliebige Laminierung der einlagigen dünnen Platte 101 auf die doppellagige dünne Platte 201 zu schaffen und die Herstellung großflächiger wärmeableitender flexibler Platten unter Verwendung eines Rolle-zu-Rolle-Produktionsverfahrens zu ermöglichen. Darüber hinaus ist die Gesamtstruktur der vorliegenden Erfindung nicht in ähnlichen Produkten gesehen worden und der Inhalt dieser Spezifikation wurde vor dieser Anmeldung nicht öffentlich bekannt gemacht. Die Durchführbarkeit und der Fortschritt der vorliegenden Erfindung erfüllen eindeutig die wesentlichen Elemente, wie sie für eine neue Patentanmeldung erforderlich sind, so dass hier dementsprechend eine neue Patentanmeldung vorgeschlagen wird.
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Es ist selbstverständlich, dass die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich die Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellen und dass der Fachmann auf diesem Gebiet zahlreiche Modifikationen vornehmen kann, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung wie in den nachfolgenden Schutzansprüchen dargelegt abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- TW 201927084 A [0003]
- TW 201011936 A [0004]
- TW I487073 B [0005]
- TW 201627255 A [0006]
- TW M536989 U [0007]
