TW201344852A - 軟性陶瓷基板 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關一種軟性陶瓷基板，其主要係使用陶瓷粉末組合物之軟性基板，該基板係由一層厚度介於一定厚度之銅箔基材，作為蝕刻電路板線路使用，金屬基板之表面設置有一陶瓷粉與一定重量比之膠混合成之陶瓷組合物層，該層陶瓷組合物層，係利用膠包覆該層陶瓷粉末組成物之晶體間隙，使陶瓷粉末間相互黏接，形成一特定厚度之軟性陶瓷組合物層，並使陶瓷粉末與金屬基板黏接，以支撐發熱元件，並引導、散發由發熱元件所發出之熱度。

Description

軟性陶瓷基板
本發明係有關於一種軟性陶瓷基板，特別是關於一種利用膠來包覆陶瓷粉，而形成一特定厚度之軟性陶瓷基板結構。
由於時代的進步，使得各項電子產品越發小巧輕盈，且造型多變，但產品內做功的電子元件，功率效能卻不斷提昇，發出的工作熱也越多越快，使得將電子元件之電路基板順應電子產品模組內部空間佈局方式與發熱電子元件的散熱問題解決，目前業界使用最多之鋁基板結構係以一層銅箔、一層PI(或導熱膠)及一層鋁金屬板製成，而使用PI或導熱膠，其散熱效果並不明顯，且基板鋁材之材質的導散熱效果不彰，此外，鋁材基版可塑性低，無法用於曲面產品。故，傳統的律基板已面臨無法饒折配合電子產品模組多變內部空間的問題，另一業界普遍使用之軟性印刷電路板(FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD；(FPCB))亦面臨散熱嚴重不足的嚴重挑戰，由於更小、更多變造型之電子產品需求，以及更高的熱密集度使得操作溫度上升，造成元件、基板壽命及可靠度下降，產品特性低落。影響電子產品發展得更輕薄短小，難以呼應時代潮流。
有鑑於習見鋁基板及軟性印刷電路板，有上述無法順應在多變、狹小空間順應產品外型饒折、及軟性印刷電路板散熱嚴重不足的缺失，本發明人乃積極研究改進之道，經過一番艱辛的發明過程，終於有本發明產生，既可解決鋁基板饒折性不佳及軟性印刷電路板散熱不足之缺失，使使用陶瓷粉末組合物之軟性基板成為解決上述問題之最佳解決方案。
本發明之主要目的係提供一種軟性陶瓷基板，其主要係利用膠來包覆陶瓷粉，而形成一特定厚度之軟性陶瓷基板，以克服傳統硬式鋁基板無法順應產品外型饒折之缺點，並超越硬式鋁基板之散熱效能，並大大改善傳統軟性印刷電路板散熱不良之缺陷。
為了達成上述目的，本發明之軟性陶瓷基板包含：一金屬基板，該金屬基板係為具有一定厚度之銅箔基材，係作為蝕刻電路板線路所使用；以及一陶瓷組合物層，係由一定範圍之重量比、粒徑之陶瓷粉，與一定重量比之膠混合而成，藉由膠包覆該層陶瓷粉末組成物之晶體間隙，使陶瓷粉末間相互黏接，形成一特定厚度之軟性陶瓷組合物層，該陶瓷組合物層係與金屬基板黏接，並支撐發熱元件，同時引導、散發由發熱元件所發出之熱能，以改善傳統硬式鋁基板無法順應產品外型饒折之缺點，並超越硬式鋁基板之散熱效能者。
本發明較佳實施例，乃在提供一種軟性陶瓷基板，主要係於陶瓷組合物層，未與金屬基板之黏接之面，塗佈具有散熱效果之背膠，而使本發明之軟性陶瓷基板具有更加隨意吸附及脫離工件之特性。
為使　貴審查員能更易於了解本發明之結構及所能達成之功效，茲配合圖式說明如後：首先，請參閱圖一所示，圖一揭示本發明較佳實施例之軟性陶瓷基板剖面示意圖。本發明之軟性陶瓷基板1，包含有一金屬基板11及一陶瓷組合物層12，該金屬基板11係為具有一定厚度之銅箔基材，該銅箔基材係作為蝕刻電路板線路所使用；該陶瓷組合物層12係由重量比介於22%~95%、粒徑介於0.5μm~30μm之陶瓷粉末121，與重量比介於5%~78%之膠122混合而成，其中，該陶瓷粉末121於實施時，係為氮化鋁(AlN)粉末、碳化矽(SiC)粉末、氧化鋅(ZnO)粉末及氧化鋁(Al2O3)粉末等具有絕緣效果之粉末，而膠122則可為PU壓克力膠、矽膠、橡膠或各膠混合而成，該層陶瓷組合物層12，係利用膠122包覆該層陶瓷粉末121組成物之晶體間隙，使陶瓷粉末121間相互黏接，形成一厚度超過0.2mm之軟性陶瓷組合物層，而該陶瓷組合物層12可利用膠122之黏性與本體1之銅箔基材黏結。其中，該陶瓷組合物層12之組成比例如下表所示：
次請參閱圖二所示，圖二揭示本發明另一實施例之軟性陶瓷基板剖面示意圖。主要係於陶瓷組合物層，未與銅箔基材黏接之面，塗佈一層具有散熱效果之背膠2，該背膠2於實施時，係可為矽膠，藉由該層背膠2，可令本發明之軟性陶瓷基板1具有隨意吸附及脫離表面呈圓弧、非平整之工件上的功效。
再請參閱圖三所示，圖三為本發明固含量與導熱率之實測結果曲線圖。習用鋁基板熱傳導約為3W/m‧K，故電路基板材料要達此一業界常規標準，則應有3W/mK以上，才具市場經濟價值，圖三是本發明實測結果所做曲線圖，由曲線圖可知，本發明之碳化矽(SiC)固含量大於26w%以上、氮化鋁(AlN)固含量大於22w%以上、氧化鋅(ZnO)固含量大於50w%以上及氧化鋁(Al2O3)固含量大於59w%以上時，即可超越習用鋁基板熱傳導3W/m‧K之標準。且由圖三可看出，隨著固含量越高，相對缺陷與強度越多，會導致導熱效果下降，當超過95w%以上時，散熱效果會急速下降，且難以製造、良率不佳。
又請參閱圖四、五所示，為本發明陶瓷組合物層中陶瓷粉末對於粒度粗細之影響的示意圖，本發明陶瓷粉末之顆粒粒徑之最小值須為0.5μm以上，方可製作出完整之陶瓷組合物層，而當陶瓷粉末之顆粒粒徑之最小值須小於0.5μm時，以下容易因分散不均造成氣孔顆粒甚至表面凹凸不平。而由圖六可看出，當瓷粉末之顆粒粒徑之最大值超過30μm以上，並在製作基板厚度T=0.1mm時，則容易產生剝落之現象，因此，本發明陶瓷粉末之粒徑以介於0.5μm~30μm之間為最佳。
請再參閱圖七所示，係為本發明軟性陶瓷基板厚度與絕緣效果之比較示意圖，由於基板主要是承載電路，所以絕緣是很重要的功能，由圖七可看出本發明之軟性陶瓷基板製作成0.06mm之厚度時，造成缺陷而絕緣功能不穩定，但本發明產品厚度超過0.08mm時，即可達到頗佳之絕緣效果。
本發明之功效在於，藉由將具有絕緣效果且重量比介於22%~95%、粒徑介於0.5μm~30μm之陶瓷粉末121，與重量比介於5%~78%之膠122混合而成一陶瓷組合物層12，再將該陶瓷組合物層12利用膠122之黏性黏著於金屬基板11上，藉此該軟性基板1能達到順應產品外型饒折，同時能提升電路板散熱效能之功效。
綜上所述，本發明軟性陶瓷基板，可有效解決習知鋁基板及軟性印刷電路板，有上述無法順應在多變、狹小空間順應產品外型饒折、及軟性印刷電路板散熱嚴重不足的缺失，因此具有高度產業實用價值，並具備新穎性及進步性之要件，並為已知製品所無法達成，爰依法提出發明專利之申請，懇請　貴審查委員能准予專利權，至感得便。
惟以上所述之具體實施例，僅係用以例釋本發明之特點及功效，而非用以限定本發明之可實施範疇，在未脫離本發明上揭之精神與技術範疇下，任何運用或引用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。
1．．．軟性陶瓷基板
11．．．金屬基板
12．．．陶瓷組合物層
121．．．陶瓷粉末
122．．．膠
2．．．背膠
圖一係本發明較佳實施例之軟性陶瓷基板剖面示意圖。
圖二係本發明另一實施例之軟性陶瓷基板剖面示意圖。
圖三係本發明實測結果之曲線圖。
圖四、五、六係本發明本發明陶瓷組合物層中陶瓷粉末對於粒度粗細之影響的示意圖。
圖七係本發明軟性陶瓷基板厚度與絕緣效果之比較示意圖。
1．．．軟性陶瓷基板
11．．．金屬基板
12．．．陶瓷組合物層
121．．．陶瓷粉末
122．．．膠

Claims (8)

  1. 一種軟性陶瓷基板，包含有：一金屬基板，該金屬基板係為具有一定厚度之銅箔基材；以及一陶瓷組合物層，係由重量比佔22%~95%、粒徑介於0.5μm~30μm之陶瓷粉末，與重量比佔78%~5%膠混合成，藉由膠包覆該層陶瓷粉末組成物之晶體間隙，使陶瓷粉末間相互黏接，該陶瓷組合物層係與金屬基板黏接，且厚度超過0.08mm者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之軟性陶瓷基板，其中，該陶瓷組合物層係為一層以重量比佔22%~95%、粒徑介於0.5μm~30μm氮化鋁粉末，與重量比佔78%~5%膠所混合而成者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之軟性陶瓷基板，其中，該陶瓷組合物層係為一層以重量比佔26%~95%、粒徑介於0.5μm~30μm碳化矽粉末，與重量比佔74%~5%膠所混合成者。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之軟性陶瓷基板，其中，該陶瓷組合物層係為一層以重量比佔50%~95%、粒徑介於0.5μm~30μm氧化鋅粉末，與重量比佔50%~5%膠所混合而成者。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之軟性陶瓷基板，其中，該陶瓷組合物層係為一層以重量比佔59%~95%、粒徑介於0.5μm~30μm氧化鋁粉末，與重量比佔41%~5%膠所混合而成者。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之軟性陶瓷基板，其中，該膠係為PU壓克力膠、矽膠、橡膠或各膠混合而成者。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之軟性陶瓷基板，其中，該陶瓷組合物層，未與金屬基板之黏接之面，係塗佈有背膠者。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之軟性陶瓷基板，其中，該背膠係為矽膠者。
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