TWI422078B - 熱輻射結構以及製造其之方法 - Google Patents

Description

熱輻射結構以及製造其之方法

本發明是有關於一種熱輻射結構，且特別是有關於一種具有改善熱輻射效率之熱輻射結構及製造其之方法。

一般來說，發光裝置封裝體藉由封裝例如是發光二極體(Light Emitting Diode，LED)與發光雷射之發光裝置來製成，以提供發光裝置於家庭應用、遠端控制、電子顯示、指示器、自動設備、發光設備等等。近期，因為發光裝置應用於各種領域，所以，需要可在發光裝置的操作期間內能有效處理發光裝置產生的熱之封裝技術。尤其，在高輸出之LED應用於發光設備的情況下，高輸出之LED因為功率消耗之增加而產生高溫之熱，因此發光裝置的熱輻射效率必須改善。目前，發光二極體的熱輻射處理方法係將發光二極體產生的熱經由用來安裝發光二極體的陶瓷基板傳到外部去。然而，於此情況中，發光元件封裝體的成本係因為昂貴的陶瓷基板而上升。更進一步來說，陶瓷基板還有相對低的耐熱性與耐磨性之問題。

本發明係提出以解決上述之問題，因此本發明係提供一種能改善熱輻射效率之熱輻射結構。

更進一步來說，本發明係提供一種製造能改善熱輻射效率之熱輻射結構之方法。

根據本發明之一方面，提供一種熱輻射結構，包括一金屬基板、一氧化圖案膜、一黏合膜及一金屬圖案。其中，金屬基板具有一前表面、一後表面及數個側表面，前表面係面對一發光裝置，後表面係相對於前表面，此些側表面係連接於前表面與後表面。氧化圖案膜覆蓋金屬基板之前表面。而黏合膜覆蓋氧化圖案膜。金屬圖案配置於黏合膜上。

根據本發明之一實施例，金屬基板可由一鋁材料製成，且氧化圖案膜可包括一氧化鋁膜。

根據本發明之一實施例，金屬圖案可由一銅(Cu)材料製成，且可包括電性連接於發光裝置之電路線。

根據本發明之一實施例，氧化圖案膜可藉由陽極處理(anodizing)金屬基板來形成。

根據本發明之另一方面，提供一種製造熱輻射裝置之方法，包括以下之步驟：準備一金屬基板，金屬基板具有一前表面、一後表面及數個側表面，前表面係面對一發光裝置，後表面相對於前表面，且此些側表面係連接前表面與後表面。形成一金屬氧化膜，金屬氧化膜覆蓋金屬基板之前表面、後表面以及側表面。形成一黏合膜覆蓋金屬氧化膜，此金屬氧化膜在前表面上形成。形成金屬圖案於黏合膜上，以及移除在後表面與側表面上形成之金屬氧化膜。

根據本發明之一實施例，準備金屬基板之步驟可包括準備一鋁板之步驟，且形成金屬氧化膜之步驟可包括陽極處理(anodizing)鋁板之步驟。

根據本發明之一實施例，移除形成於後表面與側表面上之金屬氧化膜的步驟包括在形成有金屬氧化膜之一結果結構上執行一脫層製程(delamination process)的步驟。

根據本發明之一實施例，其中形成金屬圖案之步驟包括：層疊一銅箔於黏合膜上；以及在移除金屬氧化膜之步驟前，於銅箔上執行一蝕刻製程。

為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

為讓本發明之優點與特性及達到其之方法能更明顯易懂，以下之實施例係配合圖式作詳細說明。然而，本發明未限制於以下之實施例，且可以其他的形式體現。提供此些實施例係為了完整地揭露本發明，且使此領域之具有通常知識者可完整的了解本發明。於本說明書中，相同的參考數字係用以指稱相同的元件。

本說明書中所使用之詞彙僅用來說明實施例而非用來限制本發明。在本說明書中，只要未以其他相關的敘述說明，單數形式包括複數形式。詞彙包括(comprise與/或comprising)未排除一或更多不一樣的成分、步驟、操作、與/或元件之存在與增加。

以下，根據本發明之一實施例之熱輻射結構將參照圖式詳細說明。

第1圖繪示根據本發明一實施例之熱輻射結構之示意圖。請參照第1圖，根據本發明一實施例之熱輻射結構110包括一金屬基板112、一黏合膜114、以及一金屬圖案116a。金屬基板112具有一前表面112a、一後表面112b及數個側表面112c。後表面112b係相對於前表面112a，此些側表面112c係連接於前表面112a與後表面112b。在熱輻射結構110耦合發光裝置結構(未繪示)的情況中，前表面112a係面對發光裝置結構。金屬基板112係由具有高熱傳導係數之金屬材料製成的板子。就一例子來說，金屬基板112可為一鋁板。更進一步來說，金屬基板112包括一氧化圖案膜113a。氧化圖案膜113a僅形成在金屬基板112之前表面112a上。氧化圖案膜113a經由陽極處理(anodizing)金屬基板112來形成。因此，如果金屬基板112係鋁板，則氧化圖案膜113a可能為氧化鋁(Al₂ O₃ )膜。

黏合膜114置於金屬基板112與金屬圖案116a之間。黏合膜114係由預定之絕緣黏合材料製成，且較佳地具有高熱傳導係數。黏合膜114係固定金屬圖案116a於金屬基板112上，且有效率地從金屬圖案116a傳導熱到金屬基板112。同時，可進一步於黏合膜114中提供預浸層(pre-preg layer)。

金屬圖案116a係形成以覆蓋黏合膜114。金屬圖案116a係由具有高熱傳導係數之金屬材料製成。就一例子來說，金屬圖案116a可由銅(Cu)製成。金屬圖案116a用以當成一熱傳導體以有效地將從一發光裝置輻射出來的熱傳導到金屬基板112，且當成一電性連接於發光裝置之電路線。

同時，雖然在本實施例說明之例子中，氧化圖案膜113a僅形成於金屬基板112之前表面112a上，但是欲形成有氧化圖案膜113a之金屬基板112的部份可有不同的變化與修改。例如，金屬基板112的氧化圖案膜113a可形成來覆蓋前表面112a，以及後表面112b與側表面112c中至少一者。

第2圖係繪示根據本發明一實施例之製造熱輻射結構之方法的流程圖，且第3A圖到第3D圖係繪示根據本發明一實施例之熱輻射結構之製造程序之示意圖。

請參照第2圖與第3A圖，準備一金屬基板112(S110)。例如，準備金屬基板112之步驟可包括準備一鋁板之步驟。鋁板具有一前表面112a、一後表面112b及數個側表面112c。後表面112b係相對於前表面112a，此些側表面112c係連接於前表面112a與後表面112b。

形成金屬氧化膜113以覆蓋金屬基板112之所有的表面112a、112b及112c(S120)。例如，形成金屬氧化膜113之方法可藉由陽極處理(anodizing)金屬基板112來實現。陽極處理係電化學金屬氧化方法其中一種，陽極處理可在金屬基板112之表面上形成穩定的氧化膜。在金屬基板112係為鋁板的情況下，藉由陽極處理而形成之金屬氧化膜113為氧化鋁膜，用以覆蓋在金屬基板112之前表面112a、後表面112b與此些側表面112c。金屬氧化膜113可避免金屬基板112生鏽，並改善金屬基板112的耐磨性、耐熱性與附著性。

請參照第2圖與第3B圖，依序形成一黏合膜114與一金屬膜116於金屬基板112上(S130)。例如，具有高熱傳導係數之黏合膜114形成於金屬基板112之前表面112a上。氟樹脂黏合劑可作為黏合膜114，例如鐵氟龍(Teflon)。然後，形成金屬膜116於黏合膜114上。例如，形成金屬膜116之步驟可藉由層疊包含銅之銅箔於黏合膜114上來實現。在把金屬膜116附於黏合膜114的程序中，可施加一預定的壓力以避免金屬膜116與黏合膜114分離。

請參照第2圖與第3C圖，形成金屬圖案116a於金屬基板上(S140)。例如，形成金屬圖案116a之步驟可藉由執行一預定的蝕刻製程於第3B圖的金屬膜116上來達成。就一例子而言，蝕刻製程可包括光阻蝕刻製程。就另一例子而言，蝕刻製程可包括利用雷射或鑽機來處理金屬膜116之程序。由如上方法製造之金屬圖案116a可當成電路線來傳輸電子信號至發光裝置(未繪示)，並可當成熱傳導體來傳導發光裝置產生的熱到金屬基板112。

同時，在一形成金屬圖案116a之製程中，金屬氧化膜113避免金屬基板112受到損傷。更明確來說，當藉由例如是光阻蝕刻製程之方法形成金屬圖案116a時，因為金屬基板112會受到蝕刻製程的影響，所以例如是腐蝕以及多餘的蝕刻會發生在金屬基板112上造成損壞。為了避免此類狀況發生，金屬氧化膜113覆蓋在金屬基板112之後表面112b、側表面112c以及前表面112a，以使金屬基板112與蝕刻製程環境隔離開來防止金屬基板112在蝕刻製程中損傷。

請參照第2圖與第3D圖，除了位於金屬基板112之前表面112a上之金屬氧化膜113外，第3C圖中之位於表面112b及112c上之金屬氧化膜113係被移除(S150)。例如，移除金屬氧化膜113之步驟係藉由一預定的脫層製程(delamination process)執行於形成有金屬圖案116a之結果結構上。此時，黏合膜114與金屬圖案116a可避免讓形成於金屬基板112之前表面112a上的金屬氧化膜113脫層。因此，脫層製程係選擇性地使形成於金屬基板112之後表面112b與側表面112c上之金屬氧化膜113脫層。如此一來，藉由脫層製程，僅覆蓋於前表面112a的氧化圖案膜113a係形成在金屬基板112上。

同時，雖然在本實施例說明之一例子中，覆蓋於金屬基板112之後表面112b與側表面112c之金屬氧化膜113係被移除，但是金屬氧化膜113之被移除的部份可有不同的變化與修改。更進一步來說，製造如第1圖所示之熱輻射結構110可在沒有移除金屬氧化膜113之製程下完成。在此例子中，最終的熱輻射結構110具有覆蓋金屬基板112之所有前表面112a、後表面112b以及側表面112c之金屬氧化膜113。

根據本發明上述之實施例，熱輻射結構110具有依序疊設之高熱傳導係數之金屬基板112、氧化圖案膜113a與金屬圖案116a的結構。由於此結構之熱輻射結構110係改善從金屬圖案116a到金屬基板112之熱傳輸效率，所以熱輻射結構110之熱輻射效率係可改善。

更進一步來說，根據本發明之一實施例，因為用來在金屬基板112上形成金屬圖案116a之蝕刻製程係被執行在一狀態下，此狀態為金屬基板112上所有表面112a、112b與112c具有金屬氧化膜113，所以當形成金屬圖案116a時，金屬基板112可被保護免於接觸蝕刻製程環境。因此，根據本發明之實施例的熱輻射結構製造方法，可避免金屬基板112於形成金屬圖案116a之程序中損傷。

根據本發明如上所述之實施例，下文將說明一發光裝置封裝體100之例子，發光裝置封裝體100具有根據本發明上述之實施例之熱輻射結構110。此處將省略或簡化上述之熱輻射結構110之重複說明。

第4圖係繪示根據本發明一實施例之具有熱輻射結構的發光裝置封裝體之示意圖。請參照第4圖，發光裝置封裝體100係藉由耦合如第1圖所示之熱輻射結構110至預定之發光裝置結構120來製成。此處之發光裝置結構120係耦合於位在金屬基板112之前表面112a上之金屬圖案116a上。發光裝置結構120包括發光裝置122、導線架124、以及封膠膜126。發光裝置122係至少為一發光二極體或一雷射二極體。就一例子來說，發光裝置122可為發光二極體。導線架124係電性連接於發光裝置122與金屬圖案116a。導線架124在發光裝置122與金屬圖案116a之間傳輸電子信號。以及，封膠膜126覆蓋發光裝置122以保護發光裝置122受到外部環境之影響。

發光裝置封裝體100具有一結構，此結構係經由熱輻射結構110之金屬圖案116a傳導發光裝置122所產生的熱H到金屬基板112，然後熱H從金屬基板112輻射到外部。因此，根據本發明之一實施例，具有熱輻射結構110之發光裝置封裝體100可改善熱輻射效率。

根據本發明之實施例，熱輻射結構包括金屬基板及依序疊設於金屬基板之前表面上具有高熱傳導係數之氧化圖案膜、黏合膜與金屬圖案。當此結構之熱輻射結構耦合於發光裝置結構，熱輻射結構有效地輻射出由發光裝置結構所產生的熱，使得熱輻射效率改善。

根據本發明之實施例，製造熱輻射結構之方法所製成之熱輻射結構係包括金屬基板及依序疊設於金屬基板之前表面上的具有高熱傳導係數之氧化圖案膜、黏合膜以及金屬圖案。當此結構之熱輻射結構耦合於發光裝置結構，熱輻射結構有效地輻射由發光裝置結構所產出之熱。因此，根據本發明之實施例提出的製造熱輻射結構之方法，所製造之熱輻射結構之熱輻射效率將得到改善。

本發明實施例提出的製造熱輻射結構之方法，係藉由金屬基板在金屬氧化膜保護的狀態下形成金屬圖案在金屬基板上時，讓金屬基板在形成金屬圖案之程序中免於損傷。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．發光裝置封裝體

110．．．熱輻射結構

112．．．金屬基板

112a．．．前表面

112b．．．後表面

112c．．．側表面

113．．．金屬氧化膜

113a．．．氧化圖案膜

114．．．黏合膜

116．．．金屬膜

116a．．．金屬圖案

120．．．發光裝置結構

122．．．發光裝置

124．．．引線框架

126．．．封膠膜

H．．．熱

第1圖係繪示根據本發明一實施例之熱輻射結構之示意圖；

第2圖係繪示根據本發明一實施例之製造熱輻射結構方法之流程圖；

第3A圖到第3D圖係繪示根據本發明一實施例之熱輻射結構的製造程序之示意圖；以及

第4圖係繪示根據本發明一實施例之具有熱輻射結構之發光裝置封裝體之示意圖。

110．．．熱輻射結構

112．．．金屬基板

112a．．．前表面

112b．．．後表面

112c．．．側表面

113a．．．氧化圖案膜

114．．．黏合膜

116a．．．金屬圖案

Claims (3)

1. 一種製造熱輻射結構之方法，該熱輻射結構用以輻射自一發光裝置產生的熱，該方法包括：準備一金屬基板，該金屬基板具有一前表面、一後表面及複數個側表面，該前表面係面對該發光裝置，該後表面相對於該前表面，且該些側表面係連接該前表面與該後表面；形成一金屬氧化膜，以覆蓋在該金屬基板之該前表面、該後表面與該些側表面；形成一黏合膜，以覆蓋形成於該前表面上之該金屬氧化膜；形成一金屬圖案於該黏合膜上；以及藉由在形成有該金屬氧化膜之一結果結構上執行一脫層製程(delamination process)移除形成於該後表面與該些側表面上之該金屬氧化膜。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中準備該金屬基板之該步驟包括準備一鋁板之步驟，且形成該金屬氧化膜之該步驟包括陽極處理(anodizing)該鋁板之步驟。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該金屬圖案之該步驟包括：層疊一銅箔於該黏合膜上；以及在移除該金屬氧化膜之該步驟前，於該銅箔上執行一蝕刻製程。