TWI538574B - 具散熱功能之電子元件基座及其製作方法 - Google Patents
具散熱功能之電子元件基座及其製作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI538574B TWI538574B TW103121575A TW103121575A TWI538574B TW I538574 B TWI538574 B TW I538574B TW 103121575 A TW103121575 A TW 103121575A TW 103121575 A TW103121575 A TW 103121575A TW I538574 B TWI538574 B TW I538574B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- layer
- electronic component
- active material
- circuit pattern
- insulating layer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0058—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates
- H05K3/0061—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates onto a metallic substrate, e.g. a heat sink
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
- H05K1/0203—Cooling of mounted components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0284—Details of three-dimensional rigid printed circuit boards
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/09—Shape and layout
- H05K2201/09009—Substrate related
- H05K2201/09018—Rigid curved substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10007—Types of components
- H05K2201/10106—Light emitting diode [LED]
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10007—Types of components
- H05K2201/10113—Lamp
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/07—Treatments involving liquids, e.g. plating, rinsing
- H05K2203/0703—Plating
- H05K2203/0709—Catalytic ink or adhesive for electroless plating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/18—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
- H05K3/181—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating
- H05K3/182—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating characterised by the patterning method
- H05K3/185—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating characterised by the patterning method by making a catalytic pattern by photo-imaging
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
- Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base
- Y10T29/49156—Manufacturing circuit on or in base with selective destruction of conductive paths
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
本發明是有關於一種電子元件基座及其製作方法,特別是指一種具散熱功能之電子元件基座及其製作方法。
圖1與圖2所示為一種現有的具散熱功能之發光二極體基座1的製作方法。
如圖1所示,步驟(a)是在一鋁基板11的表面上形成一絕緣層12。步驟(b)是在絕緣層12的一電路設置面121上形成一厚銅層13以構成一半成品10。步驟(c)是以一散熱膏14將步驟(b)所完成之半成品10膠合於一鋁擠型散熱鰭片(heat dissipating fin)15上。
再參圖2,步驟(d)是對厚銅層13施予多道的微影(photolithography)製程及蝕刻(etching)製程,從而使厚銅層13成為一電路圖案層131,且電路圖案層131的多個預定區域133各形成一對焊墊(bonding pad)132。步驟(e)是在完成電路圖案131後,於電路圖案層131上形成一局部裸露出電路圖案層131之各對焊墊132的防焊漆134。步驟(f)
則是以表面著裝技術(surface mounting technology,SMT)將多個發光二極體晶粒(chip)17對應接合(bonding)至各對焊墊132,並從而製得具散熱功能之發光二極體基座1。
在上述具散熱功能之發光二極體基座1中,自各發光二極體晶粒17所產生的高熱是藉由鋁基板11、散熱膏14與鋁擠型散熱鰭片15等細部元件作為其散熱途徑,且各發光二極體晶粒17的電性導通主要是藉由電路圖案層131作為其導通途徑。為使得發光二極體晶粒17可同時取得散熱與電性導通等效果,此技術領域的相關技術人員通常必須透過多道步驟來完成該具散熱功能之發光二極體基座1,不僅因所使用的細部元件多(如,該鋁基板11甚或是該散熱膏14)而造成製作程序繁瑣,更增加了製程工時與人工組裝等成本。
經上述說明可知,簡化具散熱功能之發光二極體基座的製作程序與所需的細部元件,以減輕製作工時與製程成本,是此技術領域的相關技術人員所待突破的難題。
因此,本發明之目的,即在提供一種具散熱功能之電子元件基座的製作方法。
本發明之另一目的,即在提供一種具散熱功能之電子元件基座。
於是,本發明具散熱功能之電子元件基座的製作方法,包含以下步驟:一絕緣層形成步驟、一活性材料層形成步驟、一電路圖案層形成步驟,及一電子元件接合
步驟。該絕緣層形成步驟是在一散熱組件的一電路設置面上形成一絕緣層。該活性材料層形成步驟是在該絕緣層上形成一活性材料層。該電路圖案層形成步驟是自該活性材料層上形成一具有一預定電路圖案的電路圖案層。該電子元件接合步驟是於該電路圖案層的至少一預定位置接合至少一電子元件,以製得該具散熱功能之電子元件基座。
較佳地,該電路圖案層的厚度是介於18μm至20μm間,且該電路圖案層的線寬是介於3mm至10mm間。
較佳地,在本發明一實施例中,該活性材料層形成步驟是依一預定圖案形成該活性材料層,該電路圖案層形成步驟則係於該活性材料層的該預定圖案上形成該具有該預定電路圖案的電路圖案層。
較佳地,在本發明另一實施例中,該活性材料層形成步驟是形成完整的該活性材料層,該電路圖案層形成步驟則係於該活性材料層上形成完整的該電路圖案層,而後去除該電路圖案層之該預定電路圖案以外部份及該活性材料層之一預定圖案以外部份,以使該活性材料層的該預定圖案是實質相同且重疊於該電路圖案層的該預定電路圖案。
較佳地,該散熱組件的電路設置面連同該絕緣層具有一曲面。
更佳地,該活性材料層形成步驟包括以下程序:一軟性遮罩層形成程序、一活性材料塗佈程序,及一軟性遮罩層移除程序。該軟性遮罩層形成程序是於呈曲面
的絕緣層上貼附一軟性遮罩層,該軟性遮罩層具有一局部裸露出該絕緣層的預定圖案。該活性材料塗佈程序是於該軟性遮罩層上塗佈一活性材料,以使一部分活性材料形成於裸露在該軟性遮罩層之預定圖案外的絕緣層上。該軟性遮罩層移除程序是自該絕緣層移除該軟性遮罩層,以在該絕緣層上留下該部分活性材料,從而在該絕緣層上形成該活性材料層。
較佳地,該活性材料層係呈一油墨型態,其含有一催化性金屬源、一有機溶劑(organic solvent)及一黏著劑(binder);該催化性金屬源是一選自下列所構成之群組:鈀(Pd)、鉑(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu),及前述催化性金屬源的一組合。
較佳地,該活性材料塗佈程序是將含有該催化性金屬源的油墨以噴塗法(spraying)進行塗佈。
較佳地,在本發明又一實施例中,該軟性遮罩層形成程序依序包括以下次程序:一軟性層貼附次程序、一雷射燒蝕(laser burnout)次程序,及一軟性遮罩層貼附次程序。該軟性層貼附次程序是於一基板上貼附一軟性層。該雷射燒蝕次程序是對該軟性層施予雷射燒蝕以在該軟性層上切割出該預定圖案,並從而形成該軟性遮罩層。該軟性遮罩層貼附次程序是將該軟性遮罩層自該基板移除以貼附於該絕緣層上。
較佳地,在本發明另又一實施例中,該軟性遮罩層形成程序依序包括以下次程序:一軟性層貼附次程
序,及一雷射燒蝕次程序。該軟性層貼附次程序是於該絕緣層上貼附一軟性層。該雷射燒蝕次程序是對該軟性層施予雷射燒蝕以在該軟性層上切割出該預定圖案,並從而形成該軟性遮罩層。
較佳地,於該電路圖案層形成步驟後更包含以下步驟:一開設開口步驟及一導熱層設置步驟。該開設開口步驟是於對應該電子元件設置位置下方處開設一開口,該開口貫穿該電路圖案層、該活性材料層及該絕緣層,以向下連通至該散熱組件的電路設置面;該導熱層設置步驟是於該開口內的該電路設置面設置至少一導熱層;其中,該電子元件接合步驟中係令該電子元件的一底部直接抵接該導熱層的一頂部。
此外,本發明具散熱功能之電子元件基座,包含:一具有一電路設置面的散熱組件、一設於該散熱組件的電路設置面上的絕緣層、一設於該絕緣層上的活性材料層、一設於該活性材料層上而具有一預定電路圖案的電路圖案層,及至少一接合於該電路圖案層的至少一預定位置的電子元件。
較佳地,該電路圖案層含有一金屬材料,該金屬材料的熱傳導係數(thermal conductivity,K)是大於95W/m.K,且該金屬材料的電阻率(electrical resistivity,ρ)是小於75nΩ.m。
較佳地,該電路圖案層的厚度是介於18μm至20μm間,且該電路圖案層的線寬是介於3mm至10mm間。
較佳地,該散熱組件是一散熱鰭片。
較佳地,該散射組件的電路設置面連同該絕緣層具有一曲面。
較佳地,本發明之具散熱功能之電子元件基座更包含至少一開口及至少一導熱層,該開口貫穿該電子元件下方的該電路圖案層、該活性材料層及該絕緣層而連通至該散熱組件的電路設置面。該導熱層位於該開口內的該電路設置面上,且該導熱層的一頂部直接抵接於該電子元件的一底部。
本發明的另一種具散熱功能之電子元件基座,包含:一散熱組件,具有一電路設置面;一絕緣層,設於該散熱組件的電路設置面上;一活性材料層,設於該絕緣層上;一電路圖案層,設於該活性材料層上而具有一預定電路圖案;至少一電子元件,接合於該電路圖案層的至少一預定位置,該電子元件為一發光二極體,且位於該發光二極體下方處的該電路圖案層、該活性材料層、該絕緣層共同形成一連通至該電路設置面的開口;及一導熱層,設於該電路設置面上且位於該開口內,該導熱層的一頂部直接抵接於該發光二極體的一底部。
本發明之功效在於,省略掉了鋁基板與散熱膏等可作為散熱途徑的細部元件,簡化了製作程序與所需的細部元件,可縮減製作工時與製程成本,且軟性遮罩層亦使得製程更為彈性化,容許該電路圖案層形成在非平坦的三維(3D)曲面上。
2‧‧‧散熱組件
21‧‧‧電路設置面
3‧‧‧絕緣層
4‧‧‧活性材料層
41‧‧‧活性材料
42‧‧‧部分活性材料
5‧‧‧電路圖案層
50‧‧‧預定位置
51‧‧‧第一金屬圖案層
52‧‧‧第二金屬圖案層
501‧‧‧焊墊
6‧‧‧電子元件
7‧‧‧電子元件基座
71‧‧‧開口
711‧‧‧內環面
72‧‧‧導熱層
8‧‧‧軟性遮罩層
81‧‧‧預定圖案
82‧‧‧軟性層
91‧‧‧噴嘴
92‧‧‧基板
93‧‧‧雷射裝置
本發明之其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現,其中:圖1是一元件製作流程圖,說明一種現有的具散熱功能之發光二極體基座的製作方法的一步驟(a)、一步驟(b)及一步驟(c);圖2是一元件製作流程圖,說明該現有的具散熱功能之發光二極體基座的製作方法的一步驟(d)、一步驟(e)及一步驟(f);圖3是一元件製作流程圖,說明本發明具散熱功能之電子元件基座的製作方法的一第一實施例的一絕緣層形成步驟、一活性材料層形成步驟,及一電路圖案層形成步驟;圖4是一立體圖,說明本發明第一實施例於一電子元件接合步驟後所完成之具散熱功能之電子元件基座;圖5是一元件製作流程圖,說明本發明具散熱功能之電子元件基座的製作方法的一第二實施例的電路圖案層形成步驟的細部程序;圖6是一元件製作流程圖,說明本發明具散熱功能之電子元件基座的製作方法的一第三實施例的活性材料層形成步驟的一軟性遮罩層形成程序、一活性材料塗佈程序,及一軟性遮罩層移除程序;圖7是一元件製作流程圖,說明本發明第三實施例之軟性遮罩層形成程序的一軟性層貼附次程序、一雷射燒蝕次程序,及一軟性遮罩層貼附次程序;
圖8是一元件製作流程圖,說明本發明具散熱功能之電子元件基座的製作方法的一第四實施例之一軟性遮罩層形成程序的一軟性層貼附次程序,及一雷射燒蝕次程序;圖9是一正視示意圖,說明本發明具散熱功能之電子元件基座的製作方法的一第五實施例所完成之具散熱功能之電子元件基座;及圖10是一正視示意圖,說明本發明具散熱功能之電子元件基座的製作方法的一第六實施例所完成之具散熱功能之電子元件基座。
在本發明被詳細描述之前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖3與圖4,本發明具散熱功能之電子元件基座的製作方法的第一實施例,是適用於車用頭燈的燈座,而供製造如圖4所示的一電子元件基座7,且電子元件為燈座上之發光二極體,然於其他實施例中,電子元件亦可為晶粒(chip)或其他操作中發熱而具有散熱需求的元件,亦不限於燈具之應用。本發明該第一實施例包含以下步驟:一絕緣層形成步驟、一活性材料層形成步驟、一電路圖案層形成步驟,及一電子元件接合步驟。
如圖3所示,該絕緣層形成步驟是在一散熱組件2的一電路設置面21上形成一絕緣層3。本實施例的散熱組件2為一個如圖3所示之鋁擠型的散熱鰭片,然於其他實施例中,散熱組件2亦可為其他習知散熱元件,例如
散熱管,或多種散熱元件之組合,例如包括一供絕緣層3直接於上設置的散熱片、多個散熱鰭片,及多根將該散熱片上的熱量傳導至該等散熱鰭片的散熱管。在本實施例中,絕緣層3是經由電著塗裝(electrophoretic deposition,ED)製程而形成一層環氧樹脂(epoxy),然非以此製程及材料為限。
本實施例中之活性材料層形成步驟是在絕緣層3上形成一具有一預定圖案的活性材料層4,並使活性材料層4予以固化(curing),其固化方式可例如熱固化、紫外光(UV)固化。詳細地來說,本實施例中,活性材料層4係呈一油墨形態,其含有一催化性金屬源、一有機溶劑及一黏著劑,且催化性金屬源是一選自下列所構成之群組:鈀、鉑、金、銀、銅,及前述催化性金屬源的一組合。本例中構成活性材料層4的油墨是藉由網版印刷法選擇性附著於絕緣層3上,以使活性材料層4具有對應圖3所示最終電路圖案層5的圖案的預定圖案。於其他實施例中,含有催化性金屬源之活性材料層4的油墨亦可透過例如噴塗、轉印或其他適當製程塗佈於絕緣層3上。再者,於其他實施例中,活性材料層4亦可以其他型態及製程所形成,例如一含有催化性金屬源之材料以粉體塗裝方式附著於絕緣層3上,或將散熱組件2浸入一含有催化性金屬源的溶液中預定時間後取出,而於絕緣層3上形成整面之活性材料層4後,再以雷射選擇性去除多餘部分而形成預定圖案。
如圖3所示,本實施例中電路圖案層形成步驟
是自活性材料層4上形成一具有一預定電路圖案的電路圖案層5,且電路圖案層5內界定有多個預定位置50,電路圖案層5於各預定位置50內其線路末端將沿垂直於線路延伸方向而略為擴大,以形成一對面積較大而彼此間隔的焊墊501,以便於後續電子元件6有較大足夠面積進行焊接。本實施例中電路圖案層形成步驟是透過一化學鍍程序,而將已形成絕緣層3及活性材料層4的散熱組件2沉浸於化學鍍液中,化學鍍液中的金屬離子會首先在活性材料層4的催化性金屬源上被還原成金屬晶核,而該等被還原的金屬晶核本身又成為化學鍍液中金屬離子的催化層,使還原反應繼續在新的晶核表面上進行,經預定時間後,電路圖案層5即形成於活性材料層4上。本實施例中電路圖案層5含有一兼具高熱傳率(K)與低電阻率(ρ)的金屬材料,例如銅。較佳地,金屬材料的熱傳導率(K)是大於95W/m.K,且金屬材料的電阻率(ρ)是小於75nΩ.m。
再參閱圖4,本實施例之電子元件接合步驟是以表面著裝技術(SMT)於各對焊墊501上分別接合一電子元件6,以製得本實施例之具散熱功能之電子元件基座7。然於其他實施例中,亦可在電路圖案層5上僅配置單一個預定位置50,而在單一個預定位置50上供單一電子元件6接合。再者,電路圖案層5之電路圖案配置亦須配合不同類型電子元件6之接合需求而定,而非以本例所示之焊墊501為限。
於此須特別指出者,於上述第一實施例中,係
於絕緣層3上依一預定圖案而形成具有預定圖案的活性材料層4,後續之電路圖案層5則係隨之選擇性僅形成於活性材料層4的預定圖案上,以形成具有預定電路圖案的電路圖案層5;然於其他實施例中,亦可不在活性材料層4上先行形成其預定圖案,而使活性材料層4整面而完整地形成於絕緣層3上,待電路圖案層5隨之整面而完整地形成於活性材料層4上後,再以雷射或其他適當方式去除電路圖案層5之預定電路圖案以外部份,連同其下方的活性材料層4之預定圖案以外部份,以使活性材料層4的預定圖案是實質相同且重疊於電路圖案層5的預定電路圖案,同樣可以達成選擇性形成電路圖案層5的目的。
圖5所示為本發明具散熱功能之電子元件基座的製作方法的第二實施例,其大致上是相同於第一實施例,不同處是在於,電路圖案層形成步驟是於化學鍍程序後,還實施一電鍍程序。化學鍍程序係藉如上例,由活性材料層4的催化性金屬源還原反應,在活性材料層4形成一第一金屬圖案層51;且電鍍程序是使第一金屬圖案層51置於電鍍程序的一電鍍浴中,自第一金屬圖案層51上繼續形成一第二金屬圖案層52,以令第一金屬圖案層51與第二金屬圖案層52共同構成線路圖案層5。本實施例中,第一金屬圖案層51與第二金屬圖案層52分別含有銅(K=400W/m.K;ρ=16.78nΩ.m)與鎳(K=99.9W/m.K;ρ=69.3nΩ.m),且含有鎳之第二層金屬圖案層52更得以保護第一金屬圖案層51以防止氧化。
此處值得一提的是,相較於先前技術段所提到之現有的製作方法,本發明之製作方法是省略掉鋁基板11與散熱膏14等可作為散熱途徑的細部元件。詳細地來說,在本實施例中,自各電子元件6所產生的高熱一方面是透過該散熱組件2來散熱,另一方面則須透過電路圖案層5來作為各電子元件6的散熱途徑;因此,電路圖案層5的截面積決定了本實施例所製得之電子元件基座7的散熱程度。簡單地來說,截面積越大的電路圖案層5,其所對應賦予的散熱程度越大。較佳地,電路圖案層5的厚度是介於18μm至20μm間,且電路圖案層5的線寬是介於3mm至10mm間。
參閱圖6,本發明具散熱功能之電子元件基座的製作方法的第三實施例,大致上是相同於第一實施例,其不同處是在於,本發明第三實施例之散熱組件2的電路設置面21具有一曲面,以致於附著其上的絕緣層3亦連帶具有一曲面。本實施例之製法可適用於如圖6所例示電路設置面21整體皆呈連續曲面,或者電路設置面21至少部分呈曲面而其他部分呈平直面或其他形狀。
如圖6所示,本實施例中的活性材料層形成步驟包括以下程序:一軟性遮罩層形成程序、一活性材料塗佈程序,及一軟性遮罩層移除程序。軟性遮罩層形成程序是於呈曲面的絕緣層3上貼附一軟性遮罩層8,軟性遮罩層8具有一局部裸露出絕緣層3的預定圖案81。活性材料塗佈程序是於軟性遮罩層8上塗佈一活性材料41,以使一部
分活性材料42形成於裸露在軟性遮罩層8之預定圖案81外的絕緣層3上。較佳地,如圖6所示,活性材料塗佈程序是透過一噴嘴91將含有催化性金屬源的油墨以噴塗法(spraying)進行塗佈。軟性遮罩層移除程序是自絕緣層3移除軟性遮罩層8,以在絕緣層3上留下部分活性材料42,並從而在絕緣層3上形成活性材料層4。
參閱圖7,在第三實施例中,軟性遮罩層形成程序依序包括以下次程序:一軟性層貼附次程序、一雷射燒蝕次程序,及一軟性遮罩層貼附次程序。軟性層貼附次程序是於一基板92上貼附一軟性層82。雷射燒蝕次程序是採用一雷射裝置93對軟性層82施予雷射燒蝕以在軟性層82上切割出預定圖案81,並從而形成軟性遮罩層8。軟性遮罩層貼附次程序是將軟性遮罩層8自基板92移除以貼附於絕緣層3上。本實施例之軟性層82是由例如PET、矽膠或橡膠所製成。
此處值得一提的是,本實施例所採用的軟性遮罩層8可使製程更為彈性化。簡單地來說,其不受限於被鍍物的表面為平坦的二維平面,亦或是非平坦的三維(3D)曲面。特別是,由本發明之製作方法所完成之具散熱功能的電子元件基座是適用於車用頭燈的燈座,散熱組件2之電路設置面21的曲面輪廓可根據車用頭燈的燈罩曲率來變更,此曲面上的活性材料層4並不會如同現有的微影技術般,只能局限於實施在平坦的二維平面上,導致電路圖案層只能形成在平坦的二維平面上。
參閱圖8,本發明具散熱功能之電子元件基座的製作方法的第四實施例,大致上是相同於第三實施例,其不同處是在於,本實施例之軟性遮罩層形成程序依序包括以下次程序:一軟性層貼附次程序,及一雷射燒蝕次程序。軟性層貼附次程序是於絕緣層3上貼附軟性層82。雷射燒蝕次程序是採用雷射裝置93對軟性層82施予雷射燒蝕以在軟性層82上切割出預定圖案81,並從而形成軟性遮罩層8。此處需特別說明的是,當本發明之製作方法是採用第四實施例時,製程操作者必須嚴格控制雷射裝置93的輸出功率,以避免當雷射裝置93所輸出的功率過高時,絕緣層3因不當承受雷射光的燒蝕作用而破壞絕緣層3的絕緣性,並導致電路圖案層5的短路問題。
參閱圖9,本發明具散熱功能之電子元件基座的製作方法的第五實施例,其與第一實施例主要差別在於,於形成電路圖案層5後,更依序包含一開設開口步驟及一導熱層設置步驟。開設開口步驟是使用雷射或其他習知方式,於對應電子元件6設置位置下方處分別開設一開口71。本實施例中,由於位於電子元件6下方處的電路圖案層5之預定電路圖案及更下方處的活性材料層4的預定圖案,已自然形成一開口,故本例中開設開口步驟僅須貫穿絕緣層3,即可形成由電路圖案層5、下方的活性材料層4及更下方的絕緣層3的所共同界定之一內環面711所定義的開口71,其向下連通至散熱組件2的電路設置面21,以使電路設置面21外露於空氣。開口71可為矩形、圓形或
其他適當形狀。導熱層設置步驟是於各開口71區域內之電路設置面21的外露表面,分別設置一導熱性良好之導熱層72,例如塗佈一導熱膠。在本發明第五實施例之電子元件接合步驟中,各導熱層72的設置高度將使各電子元件6接合於焊墊501後,令各電子元件6的一底部得以直接抵接各導熱層72的一頂部,且當電子元件6為發光二極體時,又以發光二極體底部的金屬散熱墊與導熱層72頂部抵接尤佳。藉此,使各電子元件6所產生的高熱可進一步地透過各導熱層72直接傳導至散熱組件2的電路設置面21,強化散熱效果。
參圖10,本發明具散熱功能之電子元件基座的製作方法的第六實施例,大致上是相同於第五實施例,其不同處是在於,第六實施例於活性材料層形成步驟是使活性材料層4整面而完整地形成於絕緣層3上,待電路圖案層5隨之整面而完整地形成於活性材料層4上後,再以雷射或其他適當方式同時去除掉對應至各電子元件6設置位置下方處的電路圖案層5之預定電路圖案以外部份、其下方的活性材料層4之預定圖案以外部份,及對應至各電子元件6設置位置下方處的絕緣層3,以使被去除的電路圖案層5、活性材料層4及絕緣層3區域共同界定各開口71。
此處需特別說明的是,當位於各開口71內的導熱層72為導電性材料時,則須排除各導熱層72接觸到其所對應的各焊墊501,以藉此避免接合於電路圖案層5上的各電子元件6產生短路問題。
發明人根據本發明之製作方法的概念,經理論計算出本發明上述實施例所獲得的電子元件基座7的絕對熱阻抗(absolute thermal resistance;K/W)。首先,下方表1顯示如圖1、2所示之現有的發光二極體基座1的熱阻抗理論計算值。
如表1所示,基座1之總熱阻抗為7.32K/W、2.49K/W的加總,即9.81K/W。換句話說,本發明前述電子元件6以發光二極體為例的實施例中,電子元件基座7省略掉鋁基板11、絕緣層12與散熱膏14所構成的總熱阻抗,實質等於9.81K/W扣除掉2.49K/W,即等於7.32K/W。因此,以該現有的發光二極體基座1之總熱阻抗為100%計,本發明所製得的電子元件基座7的總熱阻抗僅為該現
有的發光二極體基座1的75%。
此處需補充說明的是,絕對熱阻抗表示一單位熱能在一單位時間內流經一結構的溫度差。因此,若以各LED的輸出功率為3W來估算,本發明的電子元件基座7溫度差相較於現有的發光二極體基座1理論上可降低約7.1度。然而,就實際面來說,在現有的發光二極體基座1中,鋁基板11/絕緣層12、散熱膏14與絕緣層/鋁擠型散熱鰭片15三者間的接觸面,不可能如同理論計算般所假設的完全緊密,其三者間必然會有間隙存在,以致於其散熱效果因熱傳導率甚低的空氣而相對地受到影響。因此,若考量到前述實際狀況,本發明的電子元件基座7溫度差相較於現有的發光二極體基座1則可能降低10度以上。就LED之使用壽命與亮度的角度來論,LED每降低10度,壽命可延長一倍,亮度則增加5%。因此,本發明可以有效地改善散熱問題,並延長LED的使用壽命且增加其亮度。
經本發明各實施例之製作方法的詳細說明可知,相較於先前技術段所提到之現有的製作方法,本發明之製作方法省略掉了鋁基板11與散熱膏14等可作為散熱途徑的細部元件,簡化了製作方法的繁瑣程序。此外,本發明所獲得的電子元件基座7一方面利用散熱組件2(例如鋁擠型的散熱鰭片)來散熱,另一方面透過電路圖案層5來作為各電子元件6的散熱途徑,使得電子元件基座7可同時達到散熱與電性導通的功效。又,本發明所採用的軟性遮罩層8可使製程更為彈性化,以致於電路圖案層5不只
能形成在平坦的二維平面上,更能形成在非平坦的三維(3D)曲面上。
綜上所述,本發明具散熱功能之電子元件基座及其製作方法,簡化了具散熱功能之電子元件基座的製作程序與所需的細部元件,可縮減製作工時與製程成本,其獲得的電子元件基座7相較習知結構則具有更佳散熱效率;而該軟性遮罩層8更使得製程更為彈性化,容許電路圖案層5可形成在平坦的二維平面上,亦可形成在非平坦的三維(3D)曲面上,故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧散熱組件
21‧‧‧電路設置面
3‧‧‧絕緣層
4‧‧‧活性材料層
5‧‧‧電路圖案層
50‧‧‧預定位置
501‧‧‧焊墊
6‧‧‧電子元件
7‧‧‧電子元件基座
Claims (15)
- 一種具散熱功能之電子元件基座的製作方法,包含以下步驟:一絕緣層形成步驟:在一散熱組件的一電路設置面上形成一絕緣層;一活性材料層形成步驟:在該絕緣層上形成一活性材料層;一電路圖案層形成步驟:自該活性材料層上形成一具有一預定電路圖案的電路圖案層;及一電子元件接合步驟:於該電路圖案層的至少一預定位置接合至少一電子元件,以製得該具散熱功能之電子元件基座;其中,該活性材料層形成步驟是形成完整的該活性材料層,該電路圖案層形成步驟則係於該活性材料層上形成完整的該電路圖案層,而後去除該電路圖案層之該預定電路圖案以外部份及該活性材料層之一預定圖案以外部份,以使該活性材料層的該預定圖案是實質相同且重疊於該電路圖案層的該預定電路圖案。
- 如請求項1所述的具散熱功能之電子元件基座的製作方法,其中,該電路圖案層的厚度是介於18μm至20μm間。
- 如請求項1所述的具散熱功能之電子元件基座的製作方法,其中,該電路圖案層的線寬是介於3mm至10mm間。
- 一種具散熱功能之電子元件基座的製作方法,包含以下步驟:一絕緣層形成步驟:在一散熱組件的一電路設置面上形成一絕緣層,該散熱組件的電路設置面連同該絕緣層具有一曲面;一活性材料層形成步驟:在該絕緣層上形成一活性材料層;一電路圖案層形成步驟:自該活性材料層上形成一具有一預定電路圖案的電路圖案層;及一電子元件接合步驟:於該電路圖案層的至少一預定位置接合至少一電子元件,以製得該具散熱功能之電子元件基座;其中,該活性材料層形成步驟包括以下程序:一軟性遮罩層形成程序:於呈曲面的絕緣層上貼附一軟性遮罩層,該軟性遮罩層具有一局部裸露出該絕緣層的預定圖案;一活性材料塗佈程序:於該軟性遮罩層上塗佈一活性材料以使一部分活性材料形成於裸露在該軟性遮罩層之預定圖案外的絕緣層上;一軟性遮罩層移除程序:自該絕緣層移除該軟性遮罩層以在該絕緣層上留下該部分活性材料,從而在該絕緣層上形成該活性材料層。
- 如請求項4所述的具散熱功能之電子元件基座的製作方法,其中,該活性材料層係呈一油墨型態,其含有一催 化性金屬源、一有機溶劑及一黏著劑;該催化性金屬源是一選自下列所構成之群組:鈀、鉑、金、銀、銅,及前述催化性金屬源的一組合。
- 如請求項5所述的具散熱功能之電子元件基座的製作方法,其中,該活性材料塗佈程序是將含有該催化性金屬源的油墨以噴塗法進行塗佈。
- 如請求項4所述的具散熱功能之電子元件基座的製作方法,其中,該軟性遮罩層形成程序依序包括以下次程序:一軟性層貼附次程序:於一基板上貼附一軟性層;一雷射燒蝕次程序:對該軟性層施予雷射燒蝕以在該軟性層上切割出該預定圖案,並從而形成該軟性遮罩層;及一軟性遮罩層貼附次程序:將該軟性遮罩層自該基板移除以貼附於該絕緣層上。
- 如請求項4所述的具散熱功能之電子元件基座的製作方法,其中,該軟性遮罩層形成程序依序包括以下次程序:一軟性層貼附次程序:於該絕緣層上貼附一軟性層;及一雷射燒蝕次程序:對該軟性層施予雷射燒蝕以在該軟性層上切割出該預定圖案,並從而形成該軟性遮罩層。
- 一種具散熱功能之電子元件基座的製作方法,包含以下步驟:一絕緣層形成步驟:在一散熱組件的一電路設置面 上形成一絕緣層;一活性材料層形成步驟:在該絕緣層上形成一活性材料層;一電路圖案層形成步驟:自該活性材料層上形成一具有一預定電路圖案的電路圖案層;及一電子元件接合步驟:於該電路圖案層的至少一預定位置接合至少一電子元件,以製得該具散熱功能之電子元件基座;其中,於該電路圖案層形成步驟後更包含下列步驟:一開設開口步驟:於對應該電子元件設置位置下方處開設一開口,該開口貫穿該電路圖案層、該活性材料層及該絕緣層,以向下連通至該散熱組件的電路設置面;一導熱層設置步驟:於該開口內的該電路設置面設置至少一導熱層;其中,該電子元件接合步驟中係令該電子元件的一底部直接抵接該導熱層的一頂部。
- 一種具散熱功能之電子元件基座,包含:一散熱組件,具有一電路設置面;一絕緣層,設於該散熱組件的電路設置面上,該散熱組件的電路設置面連同該絕緣層具有一曲面;一活性材料層,設於該絕緣層上;一電路圖案層,設於該活性材料層上而具有一預定電路圖案;及 至少一電子元件,接合於該電路圖案層的至少一預定位置。
- 如請求項10所述的具散熱功能之電子元件基座,其中,該電路圖案層含有一金屬材料,該金屬材料的熱傳導係數是大於95W/m.K,且該金屬材料的電阻率是小於75nΩ.m。
- 如請求項10所述的具散熱功能之電子元件基座,其中,該電路圖案層的厚度是介於18μm至20μm間。
- 如請求項10所述的具散熱功能之電子元件基座,其中,該電路圖案層的線寬是介於3mm至10mm間。
- 如請求項10所述的具散熱功能之電子元件基座,其中,該散熱組件是一散熱鰭片。
- 如請求項10所述的具散熱功能之電子元件基座,更包含至少一開口及至少一導熱層,該開口貫穿該電子元件下方的該電路圖案層、該活性材料層及該絕緣層而連通至該散熱組件的電路設置面,該導熱層位於該開口內的該電路設置面上,且該導熱層的一頂部直接抵接於該電子元件的一底部。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW103121575A TWI538574B (zh) | 2014-06-23 | 2014-06-23 | 具散熱功能之電子元件基座及其製作方法 |
US14/744,469 US9713263B2 (en) | 2014-06-23 | 2015-06-19 | Circuit-and-heat-dissipation assembly and method of making the same |
US15/623,202 US20170290147A1 (en) | 2014-06-23 | 2017-06-14 | Circuit-and-heat-dissipation assembly and method of making the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW103121575A TWI538574B (zh) | 2014-06-23 | 2014-06-23 | 具散熱功能之電子元件基座及其製作方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201601601A TW201601601A (zh) | 2016-01-01 |
TWI538574B true TWI538574B (zh) | 2016-06-11 |
Family
ID=54871022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW103121575A TWI538574B (zh) | 2014-06-23 | 2014-06-23 | 具散熱功能之電子元件基座及其製作方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9713263B2 (zh) |
TW (1) | TWI538574B (zh) |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996037915A1 (en) * | 1995-05-26 | 1996-11-28 | Sheldahl, Inc. | Adherent film with low thermal impedance and high electrical impedance used in an electronic assembly with a heat sink |
KR100245971B1 (ko) * | 1995-11-30 | 2000-03-02 | 포만 제프리 엘 | 중합접착제를 금속에 접착시키기 위한 접착력 촉진층을 이용하는 히트싱크어셈블리 및 그 제조방법 |
US5857767A (en) * | 1996-09-23 | 1999-01-12 | Relume Corporation | Thermal management system for L.E.D. arrays |
US7196459B2 (en) * | 2003-12-05 | 2007-03-27 | International Resistive Co. Of Texas, L.P. | Light emitting assembly with heat dissipating support |
US7676915B2 (en) * | 2005-09-22 | 2010-03-16 | The Artak Ter-Hovhanissian Patent Trust | Process for manufacturing an LED lamp with integrated heat sink |
US8661660B2 (en) * | 2005-09-22 | 2014-03-04 | The Artak Ter-Hovhanissian Patent Trust | Process for manufacturing LED lighting with integrated heat sink |
US7365988B2 (en) * | 2005-11-04 | 2008-04-29 | Graftech International Holdings Inc. | Cycling LED heat spreader |
US7527873B2 (en) * | 2006-02-08 | 2009-05-05 | American Standard Circuits | Thermally and electrically conductive interface |
TWI403239B (zh) | 2008-05-23 | 2013-07-21 | Zhen Ding Technology Co Ltd | 油墨及利用該油墨製作導電線路之方法 |
TW201012372A (en) | 2008-09-09 | 2010-03-16 | Hua-Zhu Fan | Thermal conductive insulation material capable of manufacturing composite heat dissipater with electrical circuit |
US20110037367A1 (en) * | 2009-08-11 | 2011-02-17 | Ventiva, Inc. | Solid-state light bulb having ion wind fan and internal heat sinks |
TWI464929B (zh) | 2011-03-16 | 2014-12-11 | Lextar Electronics Corp | 提昇散熱效率之光源模組及其嵌入式封裝結構 |
AU2012239359B2 (en) * | 2011-04-05 | 2016-05-12 | Kowa Company, Ltd. | Intraocular lens design method and intraocular lens |
US9103540B2 (en) * | 2011-04-21 | 2015-08-11 | Optalite Technologies, Inc. | High efficiency LED lighting system with thermal diffusion |
WO2013142580A1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-26 | Applied Nanotech Holdings, Inc. | Application of dielectric layer and circuit traces on heat sink |
US20130279119A1 (en) * | 2012-04-20 | 2013-10-24 | GM Global Technology Operations LLC | Electronic assemblies and methods of fabricating electronic assemblies |
US8998454B2 (en) * | 2013-03-15 | 2015-04-07 | Sumitomo Electric Printed Circuits, Inc. | Flexible electronic assembly and method of manufacturing the same |
-
2014
- 2014-06-23 TW TW103121575A patent/TWI538574B/zh active
-
2015
- 2015-06-19 US US14/744,469 patent/US9713263B2/en active Active
-
2017
- 2017-06-14 US US15/623,202 patent/US20170290147A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201601601A (zh) | 2016-01-01 |
US9713263B2 (en) | 2017-07-18 |
US20150373832A1 (en) | 2015-12-24 |
US20170290147A1 (en) | 2017-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011139008A (ja) | 熱と電気の伝導経路を分離させたチップオンボード用金属基板構造 | |
JP2003031850A (ja) | 光 源 | |
JP4735941B2 (ja) | 発光素子用の配線基板 | |
JP2015111620A (ja) | 発光デバイス及びその製造方法 | |
TWI572818B (zh) | 散熱結構及製造方法 | |
JP2013110298A (ja) | 電子部品搭載用パッケージ及び電子部品パッケージ並びにそれらの製造方法 | |
TW201133729A (en) | Semiconductor chip assembly with post/base heat spreader and conductive trace | |
KR101051488B1 (ko) | 발광 다이오드 유닛의 제조 방법과, 이 방법에 의하여 제조된 발광 다이오드 유닛 | |
US20120175664A1 (en) | Lighting device and method for forming the same | |
WO2015076281A1 (ja) | 発光装置、発光装置製造方法 | |
TWI538574B (zh) | 具散熱功能之電子元件基座及其製作方法 | |
WO2017067149A1 (zh) | 一种led球泡灯及其制备方法 | |
JP2011165737A (ja) | 発光素子搭載用基板およびその製造方法 | |
TW201619544A (zh) | 燈具的製造方法及該燈具 | |
TWI524480B (zh) | 具有改善散熱之薄膜覆晶封裝件 | |
TWI437670B (zh) | 散熱基板之結構及其製程 | |
TWI580084B (zh) | 發光組件及其製作方法 | |
TW201533383A (zh) | 照明裝置及其製造方法 | |
TW201121111A (en) | Lighting device and method for forming the same | |
JP2011082269A (ja) | 発光ダイオード基板及びその製造方法 | |
TWI551818B (zh) | 電子元件散熱模組的製造方法及電子元件散熱模組 | |
JP2011077048A (ja) | 照明装置 | |
JP2017174725A (ja) | 照明装置 | |
TW201306332A (zh) | 複合散熱板結構及應用其封裝發光二極體的方法 | |
TW200941658A (en) | Semiconductor device with enhanced heat dissipation effect |