TW201526719A - 高導熱印刷電路板結構 - Google Patents

Abstract

一種高導熱印刷電路板結構，包含導熱板、絕緣層、金屬圖案層，及線路圖案層，絕緣層及金屬圖案層推疊形成在導熱板的一表面上，且形成有導熱孔以曝露出導熱板的部份表面，線路圖案層至少形成在導熱孔的壁面及底部，及金屬圖案層的表面上，與金屬圖案層及導熱板連接，藉由此結構的設計能將熱源傳導至大面積的導熱板來進行散熱，能提升線路板上元件之效能及使用壽命，適用於發光二極體及高功率半導體元件的使用，此外，運用陶瓷及導熱玻璃時，不需運用昂貴且耗時的濺鍍技術，同時也能夠預先進行加工，同時節省了製作成本及製作時間。

Description

高導熱印刷電路板結構

本發明涉及一種高導熱印刷電路板結構，利用導熱孔方式有效地將熱源導出，而提升印刷電路板上元件的效能及使用壽命，適用於發光二極體及高功率半導體元件的使用，同時具有節省製作成本及製作時間的效果。

隨著半導體晶片的設計，逐漸往高頻的部份發展，以及發光二極體的功率提升，承載該些元件的印刷電路板，若是無法有良好的散熱功能，則可能導致產品的效能下降、易故障，以及使用壽命縮短。

參閱第一A圖，為習用技術導熱印刷電路板結構第一實施例的剖面示意圖。習用技術第一實施例的導熱印刷電路板結構包含由絕緣導熱層111及金屬核113、線路層120以及防焊層130，該金屬核113貼附於該絕緣導熱層111的下表面，線路層120形成於該絕緣導熱層111的上表面，而防焊層130覆蓋部分的線路層120及該絕緣導熱層111。習用技術導熱印刷電路板結構第一實施例主要是利用下方的金屬核113來進行散熱。此方式雖然製程簡單，但是主要熱的傳導還是透過絕緣導熱層111，由於絕緣材料的導熱性質不佳，即在便絕緣導熱層111中添加導熱粒子，但是整體的散熱效果與一般導熱材料相比仍然不佳。

參閱第一B圖，為習用技術導熱印刷電路板結構第二實施例的剖面示意圖。習用技術第二實施例的導熱印刷電路板結構包含由陶瓷板115、線路層120以及防焊層130所構 成，利用陶瓷板115的高散熱效率來取代第一實施例的形式。然而，在陶瓷板115上形成線路層120是這個結構製程的關鍵點，陶瓷板115難以直接電鍍作成線路層120，目前的工法通常有：(1)在陶瓷板燒結前先塗抹銅粉，在燒結時使銅粉融入陶瓷板的表面，或者(2)在完成燒結後，以濺鍍法在表面形成電鍍種子層。然而，這些方法的成本上都較高、耗時較久，另外，在線路堆疊時，有時需要以雷射鑽孔，陶瓷燒結後質脆，都可能因為這些製程而造成損傷。

因此，需要一種成本低廉、製作容易，且具有高導熱效果的導熱印刷電路板結構，以應用於高功率的發光二極體，或是半導體晶片，以維持產品的使用效能及延長使用壽命。

本發明的主要目的在於提供一種高導熱印刷電路板結構，該高導熱印刷電路板結構包含導熱板、絕緣層、金屬圖案層，以及線路圖案層，該導熱板可為金屬板、石墨板、導熱玻璃板，以及陶瓷板的其中之一，絕緣層形成在導熱板的一表面上，金屬圖案層形成在絕緣層的部份表面上，金屬圖案層與該絕緣層具有重疊的開口圖案，而形成導熱孔，而曝露出該導熱板的部份表面。線路圖案層形成在導熱孔的壁面及底部，或填滿該導熱孔，並形成在該金屬圖案層的表面上，同時與該金屬圖案層及該導熱板連接。

當該導熱板與線路圖案層電性相通時，進一步包含至少一切割間隙，以將該導熱板分割為複數個區塊，以避免金屬圖案層及線路圖案層短路，並在該切割間隙中填入絕緣膠，以維持該導熱板的一體性及機械強度。更進一步還可以堆疊絕緣層及金屬圖案層、並開設導通孔，形成第二線路圖案層來與線路圖案層連接，而形成多層線路推疊的結構。

藉由大面積的導熱板，能有效地將熱源導出，而提升印刷 電路板的效能及使用壽命，適用於發光二極體及高功率半導體元件的使用，另外，當運用陶瓷及導熱玻璃時，不需運用昂貴且耗時的濺鍍技術，同時也能夠預先進行加工，再進行貼合，而達到高導熱特性，同時具有節省製作成本及製作時間的效果。

1‧‧‧高導熱印刷電路板結構

2‧‧‧高導熱印刷電路板結構

10‧‧‧導熱板

20‧‧‧絕緣層

22‧‧‧第二絕緣層

25‧‧‧導熱孔

27‧‧‧導通孔

30‧‧‧金屬圖案層

32‧‧‧第二金屬圖案層

40‧‧‧線路圖案層

42‧‧‧第二線路圖案層

50‧‧‧絕緣膠

55‧‧‧金屬種子層

60‧‧‧防焊層

111‧‧‧絕緣導熱層

113‧‧‧金屬核

115‧‧‧陶瓷板

120‧‧‧線路層

130‧‧‧防焊層

第一A圖為習用技術導熱印刷電路板結構第一實施例的剖面示意圖。

第一B圖為習用技術導熱印刷電路板結構第二實施例的剖面示意圖。

第二圖為本發明高導熱印刷電路板結構第一實施例的剖面示意圖。

第三圖為本發明高導熱印刷電路板結構第二實施例的剖面示意圖。

以下配合圖式及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

參閱第二圖，本發明高導熱印刷電路板結構第一實施例的剖面示意圖。如第二圖所示，本發明第一實施例的高導熱印刷電路板結構1包含一導熱板10、一絕緣層20、一金屬圖案層30，以及一線路圖案層40，該導熱板10為金屬板、石墨板、導熱玻璃板，以及陶瓷板的其中之一，絕緣層20形成在導熱板10的一表面上，金屬圖案層30形成在絕緣層20的部份表面上，金屬圖案層30與該絕緣層20具有重疊的開口圖案，而形成至少一導熱孔25，而曝露出該導熱板10的部份表面。線路圖案層40形成在導熱孔25的壁面及底部，或填滿該導熱孔25，並形成在該金屬圖案層30的((部份))表面上，同時與該金屬圖案層30及該導熱板10連接，其中該金屬圖案層30為銅或鋁，該線路圖案層40 為銅、鎳、鋅、鋁、金、銀的至少其中之一。

進一步地，在該導熱板10曝露於該導熱孔25的表面，還包含一金屬種子層55，該金屬種子層55為銅或鋅。更進一步地，當該導熱板10與該金屬種子層55電性相通時，進一步包含至少一切割間隙，將該導熱板10切割為複數個區塊，並在該切割間隙中填入絕緣膠50，以避免金屬圖案層30及線路圖案層40不當短路，並維持該導熱板10的一體性及機械強度。此外，高導熱印刷電路板結構1還包含一防焊層60，該防焊層60部份覆蓋該線路圖案層40，僅露出部份區域，以供後續連接元件之用。

參閱第三圖，本發明高導熱印刷電路板結構第二實施例的剖面示意圖。如第三圖所示，本發明第二實施例的高導熱印刷電路板結構2基本上為第一實施例的增層結構，導熱板10、絕緣層20、金屬圖案層30，以及線路圖案層40實質上與第一實施例相同，在此不在贅述。第二實施例的高導熱印刷電路板結構2還包含一第二絕緣層22、一第二金屬圖案層32及第二線路圖案層42，該第二絕緣層22覆蓋該絕緣層20、該金屬圖案層30，以及該線路圖案層40，該第二金屬圖案層32形成在該第二絕緣層22的部份表面上，該二金屬圖案層32與該第二絕緣層22具有重疊的複數個開口圖案，而形成複數個導通孔27。該等導通孔27曝露出部份的該線路圖案層40。該第三線路圖案層42至少形成在該導通孔27的底部及壁面，進一步填滿該導通孔27，並形成在該第二金屬圖案層32的表面上，同時與第二金屬圖案層32及該線路圖案層40連接。

進一步地，第二實施例的高導熱印刷電路板結構2還包含一防焊層60，該防焊層60部份覆蓋該第二線路圖案層42，僅露出部份區域，以供後續連接元件之用。

本發明的技術特點在於，本發明高導熱印刷電路板結構利 用大面積的導熱板，能有效地將熱源導出，而提升印刷電路板上元件的效能及使用壽命，適用於發光二極體及高功率半導體元件的使用，另外，當運用陶瓷及導熱玻璃時，不需運用昂貴且耗時的濺鍍技術，同時也能夠預先進行加工，再進行貼合，而達到高導熱特性，同時具有節省製作成本及製作時間的效果。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

1‧‧‧高導熱印刷電路板結構

10‧‧‧導熱板

20‧‧‧絕緣層

25‧‧‧導熱孔

30‧‧‧金屬圖案層

40‧‧‧線路圖案層

50‧‧‧絕緣膠

55‧‧‧金屬種子層

60‧‧‧防焊層

Claims (9)

1. 一種高導熱印刷電路板結構，包含：一導熱板；一絕緣層，形成在該導熱板的一表面上；一金屬圖案層，形成在該絕緣層的部份表面上，且與該絕緣層具有重疊的開口圖案，而形成至少一導熱孔，以曝露出該導熱板的部份表面；以及一線路圖案層，形成在該至少一導熱孔的壁面及底部，或填滿該至少一導熱孔，及該金屬圖案層的表面上，與該金屬圖案層及該導熱板連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高導熱印刷電路板結構，其中該導熱板為金屬板、石墨板、導熱玻璃板，以及陶瓷板的其中之一。
3. 如申請專利範圍第1項所述之高導熱印刷電路板結構，其中該金屬圖案層為銅或鋁，該線路圖案層為銅、鎳、鋅、鋁、金、銀的至少其中之一。
4. 如申請專利範圍第1項所述之高導熱印刷電路板結構，其中該導熱板曝露於該等導熱孔的表面，還包含一金屬種子層，該金屬種子層為銅或鋅。
5. 如申請專利範圍第4項所述之高導熱印刷電路板結構，當該導熱板與該金屬種子層電性相通時，該導熱板進一步包含至少一切割間隙，以將該導熱板分割為複數個區塊。
6. 如申請專利範圍第5項所述之高導熱印刷電路板結構，進一步在至少一 該切割間隙中填入一絕緣膠。
7. 如申請專利範圍第1項所述之高導熱印刷電路板結構，進一步包含一防焊層，該防焊層部份覆蓋該線路圖案層。
8. 如申請專利範圍第1項所述之高導熱印刷電路板結構，進一步包含一第二絕緣層、一第二金屬圖案層及一第二線路圖案層，該第二絕緣層覆蓋該絕緣層、該金屬圖案層，以及該線路圖案層，該第二金屬圖案層形成在該第二絕緣層的部分表面上，並與該第二絕緣層具有重疊的複數個開口圖案，而形成複數個導通孔，該等導通孔曝露出部份的該線路圖案層，該第二線路圖案層形成在該第二金屬圖案層的表面，以及該等導通孔的底部及壁面，或填滿該等導通孔，同時與部份該線路圖案層連接。
9. 如申請專利範圍第8項所述之高導熱印刷電路板結構，進一步包含一防焊層，該防焊層部份覆蓋該第二線路圖案層。