TWI462658B - 電子元件及其製作方法 - Google Patents

Description

電子元件及其製作方法

本發明係指一種電子元件及其製作方法，尤指一種可同時滿足不同設計需求之電子元件及其製作方法。

電子裝置或元件依其功能的不同，有不同的設計限制或需求。舉例來說，天線可發射或接收無線電波，以傳遞或交換無線電訊號，進而存取無線網路，因而為無線通訊裝置中不可或缺的電子元件。然而，受限於電磁感應的基本要求，天線的尺寸或形狀必需能提供足夠的電流路徑，以發射或感應特定波長的無線訊號。在此情形下，如何在許可範圍內儘可能地增加天線頻寬，同時減小尺寸，也就成為天線的設計需求。

此外，散熱效果或熱穩定性也是許多電子元件的設計要求，例如發光二極體的驅動電路在運作時會產生高熱，可能因此造成電路板變形或燈具的損壞。在此情形下，提升發光二極體驅動電路的散熱效果或熱穩定性也就成為其設計需求。

由於不同電子裝置或元件有著不同的設計限制或需求，若要針對各別需求進行改善勢必需要極高的成本。因此，如何同時滿足不 同電子元件的設計需求也就成為業界的努力目標之一。

因此，本發明主要提供一種電子元件及其製作方法，可同時滿足不同設計需求。

本發明揭露一種製作一電子元件的方法，包含以佔有30至60重量份之熱塑性塑膠、佔有10至70重量份之陶瓷性粉末及佔有0.1至30重量份之金屬氧化物添加物形成一基板；以及於該基板上，形成一金屬層；其中，該基板之一介電常數係4至20。

本發明另揭露一種電子元件，包含有一基板，以佔有30至60重量份之熱塑性塑膠、佔有10至70重量份之陶瓷性粉末及佔有0.1至30重量份之金屬氧化物添加物所製成；以及一金屬層，形成於該基板上；其中，該基板之一介電常數係4至20。

為了達成降低天線尺寸、提高散熱效果及熱穩定性的目的，本發明係透過改善電路板之介電常數、散熱性及熱穩定性，更精確來說係於熱塑性塑膠中均勻混合陶瓷性粉末及金屬氧化物添加物，以形成基板，再於基板上形成金屬層以完成電子元件之部分或全部。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例製作一電子元件的一流 程10之示意圖。該電子元件可以是一天線、一發光二極體驅動電路或一射頻電路的部分或全部。流程10包含以下步驟：步驟100：開始。

步驟102：以佔有30至60重量份之熱塑性塑膠、佔有10至70重量份之陶瓷性粉末及佔有0.1至30重量份之金屬氧化物添加物形成一基板。

步驟104：於該基板上，形成一金屬層。

步驟106：結束。

根據流程10，本發明係以30至60重量份之熱塑性塑膠、佔有10至70重量份之陶瓷性粉末及佔有0.1至30重量份之金屬氧化物添加物形成基板，再於基板上，形成電子元件之電路、走線等結構之金屬層。藉此，基板之介電常數可介於4至20，而陶瓷性粉末亦可提升基板的熱穩定性及散熱效果。

詳細來說，熱塑性塑膠係由聚碳酸酯(Polycarbonate)及熱塑性合成塑脂所製成，而熱塑性合成塑脂係選自聚丙烯腈(ABS)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、液晶高分子聚合物(LCP)、聚醯胺(Polyamide)、聚對苯二甲乙二酯(PET)或其組合，且不限於此。而陶瓷性粉末係選自鈦酸鈣(CaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)、鈦酸鋇(BaTiO₃)或其組合所製成之粉末，且不限於此。接著，將熱塑性塑膠、金屬氧化物添加物及陶瓷性粉末均勻混合後，利用模具或壓模方式製成基板。最後，可透過雷射直接成型(Laser Direct Structuring)等方式，於基板上形成金屬層，以完成電子元件之製作。其中，金屬氧化物添加物可選自銅、鎳、銀、鈀、鈷、鋁等之氧化物或其組合，且不限於此。

另外，本發明實施例主要將特定比例之熱塑性塑膠、陶瓷性粉末及金屬氧化物添加物均勻混合，以同時提高介電常數、熱穩定性及散熱效果。需注意的是，陶瓷性粉末所佔的比例相關於基板介電常數之值，其大致有表1之關係。

藉此，本領域具通常知識者當可據以調整陶瓷性粉末所佔之重量比，而得所需的介電常數。

此外，需注意的是，藉由增加陶瓷性粉末，本發明可同時提升基板的介電常數、熱穩定性及散熱效果，因此可滿足不同電子元件的設計需求，如天線、發光二極體驅動電路、射頻電路等。以天線為例，請參考第2圖，第2圖為一平板天線20之示意圖。平板天線20為常見之平板天線形式，其可操作於2.4GHz附近。就結構而言，平板天線20係由一基板200及設置於基板200上之一金屬層圖樣202所組成，其中並定義了兩長度L1、L2。L1表示低頻輻射件之 長度，而L2則表示包含輻射件及接地部的總高度。當基板200係以傳統方式製成時，為了維持正常運作，則L1大致等於18mm，而L2大致等於27mm。相較之下，當基板200係以表1中第一組方式製成時，則L1可縮減至14.5mm左右，而L2可縮減至24mm左右；若基板200係表1中第二組方式製成時，則L1可進一步縮減至10.5mm左右，而L2則維持24mm左右。由此可知，相較於傳統方式製作基板200，當以表1中第一組方式及表1中第二組方式製作基板200時，長度L1、L2可有效縮減，因而可降低平板天線20所需空間。至於輻射能力與效率方面，請繼續參考第3圖及第4圖，第3圖及第4圖分別為以傳統方式、表1中第一組方式及表1中第二組方式製作基板200時之電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio，VSWR)示意圖及輻射效率示意圖。在第3圖及第4圖中，皆以實線表示以傳統方式製作基板200時之天線參數，以虛線表示以表1中第一組方式製作基板200時之天線參數，以及以點線表示以表1中第二組方式製作基板200時之天線參數。由第3圖及第4圖可知，以表1中第一組或第二組方式製作基板200時，不僅可降低平板天線20所需空間，同時可大致維持相關天線參數，以確保正常運作。

除了應用於天線以降低所需空間外，其它如發光二極體之驅動電路、射頻電路、運算晶片等需良好散熱性及熱穩定性之電子元件皆適用於本發明以熱塑性塑膠與陶瓷性粉末均勻混合所製成之基板。

在習知技術中，不同電子裝置或元件有著不同的設計限制或需求，若要針對個別需求進行改善勢必需要極高的成本。相較之下，本發明係利用均勻混合之熱塑性塑膠及陶瓷性粉末，製成具有優良介電常數、熱穩定性及散熱效果的基板，並可利用雷射直接成型等方式，於基板上形成不同電路或進一步承載晶片等，以製成電子元件之部分或全部。其中，當以流程10製作天線時，將可有效降低天線所需空間，並維持天線特性。

綜上所述，本發明係將特定比例之熱塑性塑膠及陶瓷性粉末均勻混合後，製成具有優良介電常數、熱穩定性及散熱效果的基板，且於基板上可形成不同電路或進一步承載晶片，以同時滿足不同的設計限制或需求。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10‧‧‧流程

100、102、104、106‧‧‧步驟

20‧‧‧平板天線

200‧‧‧基板

202‧‧‧金屬層圖樣

L1、L2‧‧‧長度

第1圖為本發明實施例製作一電子元件的一流程之示意圖。

第2圖為一平板天線之示意圖。

第3圖為以傳統方式及第1圖之流程製作一基板時之電壓駐波比比較示意圖。

第4圖為以傳統方式及第1圖之流程製作一基板時之輻射效率 比較示意圖。

10‧‧‧流程

100、102、104、106‧‧‧步驟

Claims (12)

1. 一種製作一電子元件的方法，包含有：以佔有30至60重量份之熱塑性塑膠、佔有10至70重量份之陶瓷性粉末及佔有0.1至30重量份之金屬氧化物添加物形成一基板；以及於該基板上，形成一金屬層；其中，該基板之一介電常數係4至20。
2. 如請求項1所述之方法，其中該熱塑性塑膠係由聚碳酸酯(Polycarbonate)及熱塑性合成塑脂所製成，該熱塑性合成塑脂係選自聚丙烯腈(ABS)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、液晶高分子聚合物(LCP)、聚醯胺(Polyamide)、聚對苯二甲乙二酯(PET)或其組合。
3. 如請求項1所述之方法，其中該陶瓷性粉末係選自鈦酸鈣(CaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)、鈦酸鋇(BaTiO₃)或其組合所製成之粉末。
4. 如請求項1所述之方法，其中該金屬氧化物添加物係選自銅、鎳、銀、鈀、鈷、鋁之氧化物或其組合。
5. 如請求項1所述之方法，其中形成該金屬層之步驟，係以一雷射直接成型(Laser Direct Structuring)方式於該基板上形成該 金屬層。
6. 如請求項1所述之方法，其中該電子元件係一天線、一發光二極體驅動電路或一射頻電路。
7. 一種電子元件，包含有：一基板，以佔有30至60重量份之熱塑性塑膠、佔有10至70重量份之陶瓷性粉末及佔有0.1至30重量份之金屬氧化物添加物所製成；以及一金屬層，形成於該基板上；其中，該基板之一介電常數係4至20。
8. 如請求項7所述之電子元件，其中該熱塑性塑膠係由聚碳酸酯(Polycarbonate)及熱塑性合成塑脂所製成，該熱塑性合成塑脂係選自聚丙烯腈(ABS)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、液晶高分子聚合物(LCP)、聚醯胺(Polyamide)、聚對苯二甲乙二酯(PET)或其組合。
9. 如請求項7所述之電子元件，其中該陶瓷性粉末係選自鈦酸鈣(CaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)、鈦酸鋇(BaTiO₃)或其組合所製成之粉末。
10. 如請求項7所述之電子元件，其中該金屬氧化物添加物係選自 銅、鎳、銀、鈀、鈷、鋁之氧化物或其組合。
11. 如請求項7所述之電子元件，其中該金屬層係一雷射直接成型(Laser Direct Structuring)方式，形成於該基板上。
12. 如請求項7所述之電子元件，其係一天線、一發光二極體驅動電路或一射頻電路。