TW201524326A - 散熱裝置、其製作方法及具有散熱裝置的柔性電路板 - Google Patents
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Abstract
一種散熱裝置，包括第一銅箔、第二銅箔、黏著劑層及工作流體。該第一銅箔具有第一表面，該第一表面上開設有複數第一槽體。該第二銅箔具有第二表面，該第二表面上開設有複數與該複數第一槽體一一對應的第二槽體，該第二銅箔與該第一銅箔通過該黏著劑層相黏接，且該複數第一槽體分別與對應的第二槽體相正對並相連通，並由該黏著劑層封閉後形成複數密閉的收容腔，每個收容腔內均收容有工作流體。
Description
本發明涉及電路板散熱技術，尤其涉及一種具有用於柔性電路板的散熱裝置及其製作方法及一種柔性電路板。
隨著電子產業的飛速發展，作為電子產品基本構件的柔性電路板也得到了越來越廣泛的應用。由於導電線路的越來越密集，柔性電路板的散熱問題也成為各個柔性電路板廠商爭相研究的重點。目前在手機等小型電子產品領域，通常採用在柔性電路板上貼附鋼片來對柔性電路板進行散熱。然而，鋼的比熱容一般較小，當柔性電路板的發熱量較大時，有時熱量無法及時散發出去而造成電子產品的死機（停止運行）甚至損壞。
有鑒於此，有必要提供一種散熱性能較好的柔性電路板、一種散熱裝置及其製作方法。
一種用於柔性電路板的散熱裝置，包括第一銅箔、第二銅箔、黏著劑層及工作流體。該第一銅箔具有第一表面，該第一表面上開設有複數第一槽體。該第二銅箔具有第二表面，該第二表面上開設有複數與該複數第一槽體一一對應的第二槽體，該第二銅箔與該第一銅箔通過該黏著劑層相黏接，且該複數第一槽體分別與對應的第二槽體相正對並相連通，並由該黏著劑層封閉後形成複數密閉的收容腔，每個收容腔內均收容有工作流體。
一種散熱裝置的製作方法，包括步驟：提供一第一銅箔，並在該第一銅箔的一表面開設複數第一槽體；在該第一銅箔的第一表面上設置黏著劑層，並暴露該複數第一槽體；在該複數第一槽體內分別填充工作流體；及提供第二銅箔，在該第二銅箔的一表面上開設複數與該第一槽體一一對應的第二槽體，並將該第二銅箔壓合於該黏著劑層上並固化該黏著劑層，使該複數第二槽體分別與對應的第一槽體相連通，形成長條形的密閉收容腔，從而形成散熱裝置。
一種柔性電路板，包括層疊設置的電路板本體及如上所述的散熱裝置，該電路板本體包括基底層，設置於基底層一側的第一導電線路層及形成於該第一導電線路層上的第一覆蓋層，該第一覆蓋層具有一第一開口，露出部分該第一導電線路層，該電子元件以錫焊球電連接於第一導電線路層的露出部分，該散熱裝置貼附於該電子元件。
相對於先前技術，所述的散熱裝置中，由於採用了銅箔比鋼板具有更好的散熱能力，以銅箔作為散熱媒介，可以取得更好的散熱效果。另外，在銅箔中開設有一槽體，且在槽體中填充有工作流體，當柔性電路板的發熱量較大時，由於工作流體的比熱容遠遠大於固體金屬層的比熱容，可以更為快速的吸收熱量並儲存熱量，避免因為過熱而導致產品受損。另外，本發明的散熱裝置和柔性電路板還可應用於剛撓結合板。
圖1係本發明第一實施例提供的形成有第一槽體的第一銅箔的剖面示意圖。
圖2係圖1中的第一銅箔的俯視圖。
圖3係在圖1的第一銅箔表面設置黏著劑層後的剖面示意圖。
圖4係在圖3中的第一槽體內填充工作流體後的剖面示意圖。
圖5係在圖4的黏接劑層上黏接具有第二槽體的第二銅箔的形成的散熱裝置的剖面示意圖。
圖6係將圖5的散熱裝置應用於一柔性電路板的剖面示意圖。
下面將結合附圖及實施例對本技術方案提供的散熱裝置及其製作方法作進一步的詳細說明。
請參閱圖1-5，本發明實施例提供一種用於柔性電路板的散熱裝置的製作方法，包括以下步驟：
步驟1：請參閱圖1和圖2，提供第一銅箔10，並在該第一銅箔10的其中一第一表面101上開設複數第一槽體102。
該第一銅箔10的厚度範圍可以為0.1毫米(mm)至1mm，優選為厚度為4OZ厚度的銅箔，即厚度為140微米（μm）的銅箔。該複數第一槽體102均為長條形槽體，且每個第一槽體102的深度小於該第一銅箔10的厚度。該複數第一槽體102的橫截面的長度和寬度可隨機設置，也可按照一預定排列規則進行設置。優選地，該複數第一槽體102的橫截面輪廓為拱形弧線。本實施例中，該複數第一槽體102在該第一銅箔10的第一表面101隨機分佈。如圖2所示，該複數第一槽體102分別在該第一銅箔10的表面具有第一開口103，優選地，該複數第一開口103的表面積和大於該第一表面101的周長輪廓所限定的區域的面積的40%~70%，以增加散熱面積。本實施例中，該複數第一槽體102可採用蝕刻的方法形成，也可採用鐳射蝕孔工藝形成。
步驟2：請參閱圖3，在該第一銅箔10的第一表面101上設置黏著劑層20。
本實施例中，該黏著劑層20可採用錫膏，優選低溫錫膏，即熔點為139度或低於139度的錫膏。本實施例中，該低溫錫膏包括如表1所示的組分：表1
該低溫錫膏還包括餘量的添加劑。該黏著劑層20可採用印刷工藝形成於該第一表面101，具體如下：提供具有預定圖案的鋼板，該預定圖案遮擋該複數第一槽體102的第一開口103，而暴露該第一表面101，然後採用刮板將錫膏轉印至該第一表面101。
步驟3：請參閱圖4，在該複數第一槽體102內分別填充工作流體30。該工作流體30可以採用熱管領域的工作流體，如水。一般地，現有技術中的鋼片的比熱容為450J/（kg·℃），而工作流體30如水的比熱容4200J/（kg·℃）則遠遠大於現有技術中的鋼片的比熱容。
步驟4：請參閱圖5，提供一第二銅箔40，在該第二銅箔40的其中一第二表面401上開設複數第二槽體402，並將該第二銅箔40壓合於該黏著劑層20上並固化該黏著劑層20，使該複數第二槽體402分別與該複數第一槽體102相連通形成密閉的長條形收容腔404，從而形成散熱裝置100。
該第二銅箔40的厚度範圍可以為0.1毫米(mm)至1mm，優選為厚度為4OZ厚度的銅箔，優選該第二銅箔40的厚度與該第一銅箔10的厚度相等。該第二槽體402均為長條形槽體，且每個第二槽體402的深度小於該第二銅箔40的厚度。該複數第二槽體402的數量及位置分別與該複數第一槽體102一一對應，該複數第二槽體402分別在該第二銅箔40的第二表面401具有第二開口403，每個第二槽體402的第二開口403與對應第一槽體102的第一開口103形狀與大小均對應相同，從而使該第二銅箔40壓合於該黏著劑層20時，每個第二開口403均與對應的第一開口103相正對並使每個第二槽體402與對應的第一槽體102相連通，形成密閉的收容腔404。固化該黏著劑層20的方法可以為：將壓合好的第一銅箔10、黏著劑層20及第二銅箔40所形成的結構一起通過回焊爐，使該黏著劑層20的錫膏熔融並冷卻，實現該黏著劑層20的固化。
本實施例中，在預定溫度和壓力下將該第二銅箔40壓合於該黏著劑層20上，該預定溫度大於該黏著劑層20的熔點，從而使該黏著劑層20在固化後牢固黏著該第二銅箔40和第一銅箔10。
優選地，在形成該第一槽體102和第二槽體402後，可進一步在第一槽體102和第二槽體402的內壁形成吸液芯結構。
本實施例的散熱裝置100包括第一銅箔10、第二銅箔40、黏著劑層20及工作流體30。該第一銅箔10的第一表面101上開設有複數長條形的第一槽體102，該第一槽體102的深度小於該第一銅箔10的厚度，該複數第一槽體102分別在該第一銅箔10的表面具有第一開口103。該第二銅箔40的第二表面401開設有與該複數第一槽體102一一對應的第二槽體402，每個第二槽體402的深度小於該第二銅箔40的厚度，該複數第二槽體402分別在該第二銅箔40的第二表面401具有第二開口403，每個第二槽體402的第二開口403與對應第一槽體102的第一開口103形狀與大小均對應相同。該第二銅箔40與該第一銅箔10層疊設置，且每個第二開口403均與對應的第一開口103相正對並使每個第二槽體402與對應的第一槽體102相連通，該第二銅箔40與該第一銅箔10之間通過黏著劑層20相黏接，並使每個第二開口403與對應的第一開口103形成密閉的收容腔404。該工作流體30收容於該收容腔404內。
本實施例中，以該第一銅箔10為用於與發熱源（如圖6中所示的電路板本體50）相接觸的吸熱銅箔，本實施例的散熱裝置100的工作原理如下：發熱源發出熱量並傳遞至該第一銅箔10，該第一銅箔10通過其第一槽體102底部的部分迅速將熱量傳遞給第一槽體102內的工作流體30，該工作流體30吸收熱量後蒸發，並在該第二槽體402受冷並放出熱量後凝結為液態流體，並沿第二槽體402的內壁流回至該第一槽體102內，再次受熱後蒸發。如此往復，則熱量可通過第二銅箔40散發至外界。與此同時，熱量還可通過第一銅箔10、黏著劑層20及第二銅箔40依次形成的散熱通道進行散熱。
請參閱圖6，本發明第二實施例提供一種柔性電路板200，該柔性電路板200包括電子元件56、電路板本體50及第一實施例中所述的散熱裝置100。該電路板本體50包括基底層51、設置於基底層相對兩側的第一導電線路層52和第二導電線路層53、及分別設置於該第一導電線路層52及第二導電線路層53上的第一覆蓋層54和第二覆蓋層55。該基底層51可以為絕緣層或包括多層交替層疊設置的絕緣層和導電線路層。第一覆蓋層54具有一開口，露出部分該第一導電線路層52，該電子元件56以錫焊球57電連接於第一導電線路層52的露出部分，該散熱裝置100貼附於該電子元件56。該散熱裝置100貼附於該電子元件56，且該電子元件56的表面與該第一銅箔10相鄰。該散熱裝置100可以很快地將該電子元件56工作時發出的熱量散發出去。
相對於先前技術，本實施例的散熱裝置100中，由於採用了工作流體30作為散熱媒介，工作流體30的比熱容遠遠大於固體金屬層的比熱容，因此可以將熱更快地散發出去。另外，本實施例的散熱裝置100和柔性電路板200還可應用於剛撓結合板。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
10‧‧‧第一銅箔
101‧‧‧第一表面
102‧‧‧第一槽體
103‧‧‧第一開口
20‧‧‧黏著劑層
30‧‧‧工作流體
40‧‧‧第二銅箔
401‧‧‧第二表面
402‧‧‧第二槽體
403‧‧‧第二開口
404‧‧‧收容腔
100‧‧‧散熱裝置
200‧‧‧柔性電路板
50‧‧‧電路板本體
51‧‧‧基底層
52‧‧‧第一導電線路層
53‧‧‧第二導電線路層
54‧‧‧第一覆蓋層
55‧‧‧第二覆蓋層
56‧‧‧電子元件
57‧‧‧錫焊球
無
10‧‧‧第一銅箔
30‧‧‧工作流體
40‧‧‧第二銅箔
401‧‧‧第二表面
402‧‧‧第二槽體
404‧‧‧收容腔
100‧‧‧散熱裝置
Claims (10)
- 一種散熱裝置，用於柔性電路板，包括：
第一銅箔，具有第一表面，該第一表面上開設有複數第一槽體；及
第二銅箔，該第二銅箔具有第二表面，該第二表面上開設有複數與該第一槽體一一對應的第二槽體，該第二銅箔與該第一銅箔通過一黏著劑層相黏接，且該複數第一槽體分別與對應的第二槽體相正對並相連通，並由該黏著劑層封閉後形成複數密閉的收容腔，每個收容腔內均收容有工作流體。 - 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該第一槽體和該第二槽體均為長條狀槽體。
- 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該第一銅箔和該第二銅箔的厚度範圍均為0.1毫米至1毫米。
- 如請求項1所述之散熱裝置，其中，該黏著劑層的材料為錫膏。
- 如請求項4所述之散熱裝置，其中，該錫膏包括重量百分含量為37.38%– 37.80%的錫，重量百分含量為51.62%–52.2%的鉍，重量百分含量為4.0%–5.8% C19H29COOH，重量百分含量為1.0%– 3.0%的C10H20O3，重量百分含量為0.1%–0.3%的C4H6O4，重量百分含量為0.05%–0.06%的C7H7N3，以及餘量的添加劑。
- 如請求項1所述之散熱裝置，其中，每個該第一槽體在該第一表面均具有第一開口，該複數第一開口的表面積和大於該第一表面的輪廓所限定的區域的面積的40%~70%。
- 一種散熱裝置的製作方法，包括步驟：
提供一第一銅箔，並在該第一銅箔的第一表面開設複數第一槽體；
在該第一表面上設置黏著劑層，並暴露該複數第一槽體；
在該複數第一槽體內分別填充工作流體；及
提供第二銅箔，在該第二銅箔的第二表面上開設複數與該第一槽體一一對應的第二槽體，並將該第二銅箔壓合於該黏著劑層上並固化該黏著劑層，使該複數第二槽體分別與對應的第一槽體相連通，形成複數密閉的收容腔，從而形成散熱裝置。 - 如請求項7所述之散熱裝置的製作方法，其中，該複數第一槽體採用蝕刻該第一銅箔的方法形成，該複數第二槽體採用蝕刻該第二銅箔的方法形成。
- 如請求項7所述之散熱裝置的製作方法，其中，該黏著劑層的材料為錫膏，固化該黏著劑層的方法為：將壓合好的該第一銅箔、該黏著劑層及該第二銅箔所形成的結構一起通過回焊爐，使該黏著劑層的錫膏熔融並冷卻，從而實現該黏著劑層的固化。
- 一種柔性電路板，包括電子元件、層疊設置的電路板本體及如請求項1至6任一項所述的散熱裝置，該電路板本體包括基底層，設置於該基底層一側的第一導電線路層及形成於該第一導電線路層上的第一覆蓋層，該第一覆蓋層具有一第一開口，露出部分該第一導電線路層，該電子元件電連接於該第一導電線路層的露出部分，該散熱裝置貼附於該電子元件。
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