TWI666979B - 電路板及其製作方法 - Google Patents
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Abstract
電路板包含基板、複數個絕緣材料層、第一導熱絕緣層、第二導熱絕緣層、複數個彈性墊以及導線層。基板具有複數個通孔。絕緣材料層分別配置於各通孔的側壁上。第一導熱絕緣層配置於基板的上表面。第二導熱絕緣層配置於基板相對於上表面的下表面上，其中第一導熱絕緣層及第二導熱絕緣層接觸絕緣材料層。彈性墊配置於第一導熱絕緣層上。導線層配置於第一導熱絕緣層上、第二導熱絕緣層上及各通孔內，並覆蓋彈性墊。
Description
本發明係關於具有高效率散熱機制的電路板。
近年來，隨著電子裝置體積愈趨縮小，元件的密度更為集中，其中顯示裝置發光會伴隨著產生熱能，因此裝置的散熱效率為目前重要的議題之一。
尤其是最近發展的微型發光二極體，由於其發熱特性，更需要配置於具有良好的散熱性質的電路板，以延長微型發光二極體的使用壽命。因此，亟需一種能夠提昇散熱效率的解決方案。
本發明之一態樣，係提供一種電路板。電路板包含基板、複數個絕緣材料層、第一導熱絕緣層、第二導熱絕緣層、複數個彈性墊以及導線層。基板具有複數個通孔。絕緣材料層分別配置於各通孔的側壁上。第一導熱絕緣層配置於基板的上表面。第二導熱絕緣層配置於基板相對於上表面的下表面上，其中第一導熱絕緣層及第二導熱絕緣層接觸
絕緣材料層。彈性墊配置於第一導熱絕緣層上。導線層配置於第一導熱絕緣層上、第二導熱絕緣層上及各通孔內，並覆蓋彈性墊。
根據本發明一或多個實施方式，導線層自基板的上表面沿著各通孔的側壁延伸至基板的下表面。
根據本發明一或多個實施方式，基板包含複數個熱緩衝材料層及金屬基板，各熱緩衝材料層配置於各絕緣材料層與金屬基板之間。
根據本發明一或多個實施方式，各通孔的深寬比小於10：1。
根據本發明一或多個實施方式，電路板更包含阻光層，阻光層配置於第一導熱絕緣層上。
根據本發明一或多個實施方式，阻光層的一部分配置於各通孔內。
根據本發明一或多個實施方式，電路板更包含防焊層，防焊層配置於第二導熱絕緣層上。
根據本發明一或多個實施方式，防焊層的一部分配置於各通孔內。
本發明之一態樣，係提供一種電路板的製作方法，包含：提供基板，基板具有複數個第一通孔；填充絕緣材料於第一通孔中，以形成複數個絕緣材料栓於第一通孔中；分別形成第一導熱絕緣層及第二導熱絕緣層於基板的上表面及下表面，並覆蓋絕緣材料栓；形成複數個感光彈性墊於第一導熱絕緣層上；移除部分的第一導熱絕緣層、部分的
第二導熱絕緣層及部分的絕緣材料栓，以形成複數個第二通孔，其中第二通孔貫穿第一導熱絕緣層、第二導熱絕緣層及絕緣材料栓；以及形成導線層於第一導熱絕緣層、各第二通孔的側壁及第二導熱絕緣層上，並覆蓋感光彈性墊。
根據本發明一或多個實施方式，導線層自該基板的上表面沿著各第二通孔的側壁延伸至基板的下表面。
根據本發明一或多個實施方式，電路板的製作方法更包含在填充絕緣材料於第一通孔中之前，形成熱緩衝材料層於各第一通孔的側壁上。
根據本發明一或多個實施方式，電路板的製作方法更包含形成阻光層於第一導熱絕緣層上。
根據本發明一或多個實施方式，電路板的製作方法更包含形成防焊層於第二導熱絕緣層上。
100‧‧‧電路板
110‧‧‧基板
111‧‧‧上表面
112‧‧‧下表面
113‧‧‧金屬基板
115‧‧‧通孔
120‧‧‧絕緣材料層
125‧‧‧熱緩衝層
130‧‧‧第一導熱絕緣層
140‧‧‧第二導熱絕緣層
150‧‧‧彈性墊
160‧‧‧導線層
170‧‧‧阻光層
180‧‧‧防焊層
185‧‧‧空隙
190‧‧‧顯示元件
191‧‧‧電極接點
192‧‧‧介電層
193‧‧‧微透鏡
200‧‧‧電路板
210‧‧‧基板
211‧‧‧上表面
215‧‧‧第一通孔
216‧‧‧第二通孔
217‧‧‧側壁
220‧‧‧絕緣材料栓
221‧‧‧上表面
225‧‧‧熱緩衝層
230‧‧‧第一導熱絕緣層
240‧‧‧第二導熱絕緣層
250‧‧‧感光彈性墊
260‧‧‧導線層
270‧‧‧阻光層
280‧‧‧防焊層
285‧‧‧空隙
290‧‧‧顯示元件
291‧‧‧電極接點
292‧‧‧異向導電膠層
293‧‧‧微透鏡
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施方式能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：第1圖繪示根據本發明的某些實施例的電路板100的剖面圖；以及第2A-2I圖繪示根據本發明某些實施例在一製程階段的電路板200的剖面圖。
以下揭露提供許多不同實施例，或示例，以建
置所提供之標的物的不同特徵。以下敘述之成份和排列方式的特定示例是為了簡化本公開。這些當然僅是做為示例，其目的不在構成限制。舉例而言，元件的尺寸不被揭露之範圍或數值所限制，但可以取決於元件之製程條件與/或所需的特性。此外，第一特徵形成在第二特徵之上或上方的描述包含第一特徵和第二特徵有直接接觸的實施例，也包含有其他特徵形成在第一特徵和第二特徵之間，以致第一特徵和第二特徵沒有直接接觸的實施例。為了簡單與清晰起見，不同特徵可以任意地繪示成不同大小。
再者，空間相對性用語，例如「下方(beneath)」、「在…之下(below)」、「低於(lower)」、「在…之上(above)」、「高於(upper)」等，是為了易於描述圖式中所繪示的元素或特徵和其他元素或特徵的關係。空間相對性用語除了圖式中所描繪的方向外，還包含元件在使用或操作時的不同方向。儀器可以其他方式定向(旋轉90度或在其他方向)，而本文所用的空間相對性描述也可以如此解讀。
本發明提供一種電路板，具有高散熱效率的性質，並可以應用於高亮度、高對比之微顯示裝置。
請參考第1圖，其繪示電路板100的剖面圖。電路板100包含基板110、絕緣材料層120、第一導熱絕緣層130、第二導熱絕緣層140、彈性墊150及導線層160。
基板110包含金屬基板113，金屬基板113例如可為銅、鋁或其他高導熱金屬合金。基板110具有複數個通
孔115。
在一些實施例中，基板110更包含熱緩衝層125。熱緩衝層125配置於絕緣材料層120與金屬基板113之間。值得注意的是，熱緩衝層125係為選擇性的結構，在某些實施例中，基板110不包含熱緩衝層125。在基板110不包含熱緩衝層125的實施例中，絕緣材料層120直接與金屬基板113接觸。在另外一些實施例中，絕緣材料層120與熱緩衝層125接觸。當基板110的熱膨脹係數與絕緣材料層120的熱膨脹係數不同，熱緩衝層125可以緩衝兩者的膨脹差異，避免電路板100因為膨脹差異導致破損等可靠性問題。絕緣材料層120配置於各個通孔115的側壁上。
第一導熱絕緣層130配置於基板110的上表面111上，而第二導熱絕緣層140配置於基板110的下表面112上。在某些實施例中，第一導熱絕緣層130及第二導熱絕緣層140接觸絕緣材料層120。在一些實施例中，絕緣材料層120、第一導熱絕緣層130及第二導熱絕緣層140完整包圍基板110，使得基板110與電路板100的其他元件電性絕緣。第一導熱絕緣層130以及第二導熱絕緣層140的材料例如可為高分子聚合物。在一些實施例中，高分子聚合物可以為環氧樹脂。在另一些實施例中，第一導熱絕緣層130以及第二導熱絕緣層140可以添加有機添加物或無機添加物，有機添加物例如碳系導熱材料，而無機添加物例如陶瓷粉末、玻璃纖維或其複合材料。
彈性墊150配置於第一導熱絕緣層130上，彈性
墊150係用作為電極的承接墊。彈性墊150的材料係為具有彈性的感光材料，可以藉由一般的圖案化方式製作。在某些實施例中，彈性墊150的原始材料可包含甲基丙烯酸(MAA)、苯乙烯(styrene)單體、光起始劑、硬化劑及其他添加劑，經曝光、顯影及烘烤等製程而形成彈性墊150。
導線層160配置於絕緣材料層120、第一導熱絕緣層130、第二導熱絕緣層140及彈性墊150上。更詳細說明，導線層160覆蓋彈性墊150，並延伸穿過通孔115。換句話說，導線層160由第一導熱絕緣層130上經由通孔115延伸至第二導熱絕緣層140上。詳細的說，第一導熱絕緣層130及第二導熱絕緣層140亦是絕緣的，因此當導線層160配置於上述兩者之上時，導線層160與基板110是電性絕緣的。
在一些實施例中，電路板100更包含阻光層170。阻光層170配置於第一導熱絕緣層130上。在一些實施例中，部分的阻光層170配置於通孔115內。當電路板100用於顯示元件時，阻光層170可以有效的提昇顯示效果，避免其餘元件反射的光線造成干擾。阻光層170係為低反射率的材料，能夠吸收大部分的光線，使得配置於阻光層170周圍的發光元件不會互相干涉。
在一些實施例中，電路板100更包含防焊層180。防焊層180配置於第二導熱絕緣層140上，並覆蓋部分的導線層160。部分的防焊層180配置於通孔115中。在一些實施例中，防焊層180的材料可以為樹脂。防焊層180
可以保護其覆蓋的金屬不被氧化，亦可以防止焊接時誤焊而導致短路。
值得注意的是，在一些實施例中，在通孔115中的阻光層170與防焊層180之間具有空隙185，空隙185可以為任何合適的大小。在另一些實施中，阻光層170及防焊層180可以填滿通孔115，因而使電路板100不包含空隙185。阻光層170及防焊層180填滿通孔115可以避免在不同溫度下，由於通孔115中的空隙185膨脹幅度較大，而導致電路板100破裂。
在一些實施例中，電路板100更包含顯示元件190。顯示元件190具有電極接點191，電極接點191配置於對應彈性墊150上的導線層160，並與導線層160電性連接。在某些實施例中，電路板100更包含介電層192，介電層192配置於導線層160及阻光層170上，並環繞電極接點191。在一些實施例中，顯示元件190可以為微型發光二極體(micro LED)。
需注意的是，由於第一導熱絕緣層130及第二導熱絕緣層140使用高導熱材料製作，且基板110包含導熱性極佳的金屬基板，因此在縱向熱傳導上，顯示元件190產生的熱能可以從第一導熱絕緣層130、基板110快速傳導至第二導熱絕緣層140。再者，顯示元件190產生的熱能亦可以藉由導線層160傳遞。熱能自電極接點191藉由導線層160經過通孔115傳遞至基板110的下表面112，以幫助顯示元件190散熱，維持顯示元件190的正常運作。因此，電路
板100可以有效的將顯示元件190的產熱傳遞至外界，而不會累積在顯示元件190附近，造成顯示元件190失效。
在某些實施例中，電路板100亦包含微透鏡193。微透鏡193覆蓋顯示元件190。微透鏡193的材料可以為矽氧樹脂或其他相關衍生化合物。
本發明亦提供一種製造上述電路板100的方法。
請參考第2A圖，提供一個基板210。基板210的材料類似於第1圖的金屬基板113，在此不再贅述。
請參考第2B圖，在第2B圖示出的步驟中，形成複數個第一通孔215於基板210中，此些第一通孔215貫穿基板210，可以使用任何合適的貫孔方法形成第一通孔215。舉例來說，形成第一通孔215的方法可以為機器鑽孔(machine drilling)或沖孔。
請參考第2C圖，在某些實施例中，形成複數個熱緩衝層225於第一通孔215的側壁上。值得注意的是，熱緩衝層225係為選擇性的結構，在某些實施例中，可以不執行形成熱緩衝層225的製程步驟。
請參考第2D圖，填充絕緣材料於第一通孔215中，並填滿第一通孔215，以形成複數個絕緣材料栓220。在一些實施例中，絕緣材料栓220的上表面221與基板210的上表面211共平面。絕緣材料栓220用於提供基板210與後續形成的導電元件之間的電性隔離。在形成絕緣材料栓220之後，可以執行平坦化製程，使得絕緣材料栓220的上
表面221與基板210的上表面211共平面。平坦化製程例如可為刷磨或化學機械研磨。由於基板210的熱膨脹係數與絕緣材料栓220的熱膨脹係數可能不同，熱緩衝層225可以緩衝兩者的膨脹差異，避免電路板200因為膨脹差異導致破損等可靠性問題。在不執行形成熱緩衝層225的製程步驟的實施例中，絕緣材料栓220直接接觸基板210。在另外一些實施例中，熱緩衝層225配置於基板210與絕緣材料栓220之間。
請參考第2E圖，形成第一導熱絕緣層230於基板210的上表面211上，以及形成第二導熱絕緣層240於基板210的下表面212上。在一些實施例中，形成第一導熱絕緣層230及第二導熱絕緣層240的方法可以使用貼合製程，貼合製程例如可為真空壓膜或滾輪壓膜。
請參考第2F圖，形成感光彈性墊250於第一導熱絕緣層230上。感光彈性墊250是具有彈性的結構，在後續步驟中，若設置在感光彈性墊250上的其他元件有不平整的情形，亦不會影響這些元件之間的堆疊緊密度，因此能夠容許更大的製程誤差。此外，感光彈性墊250係由感光材料形成，可以先塗佈感光材料覆蓋第一導熱絕緣層230，再對感光材料圖案化，而形成感光彈性墊250。在一些實施例中，感光彈性墊250作為電極的承接墊。
請參考第2G圖，形成第二通孔216貫穿絕緣材料栓220，之後形成導線層260。第二通孔216除了貫穿絕緣材料栓220，亦貫穿第一導熱絕緣層230及第二導熱絕緣
層240。導線層260配置於第一導熱絕緣層230上及第二導熱絕緣層240上，導線層260自第一導熱絕緣層230沿著第二通孔216的側壁217延伸至第二導熱絕緣層240上。在一些實施例中，形成第二通孔216更包含孔內清潔及表面粗化。表面粗化可以使後續形成的導線層260不容易脫落或剝離。另外，導線層260可以使用電鍍形成，而考量到電鍍的品質，第二通孔216的深寬比可以小於或等於10：1。
請參考第2H圖，形成阻光層270及防焊層280，其中阻光層270覆蓋第一導熱絕緣層230以及部分的導線層260，而防焊層280覆蓋第二導熱絕緣層240以及部分的導線層260。值得注意的是，部分的阻光層270配置於第二通孔216中，部分的防焊層280亦配置於第二通孔216中。在一些實施例中，第二通孔216中的阻光層270與防焊層280之間具有空隙285，空隙285係為空氣。在另外一些實施例中，阻光層270及防焊層280填滿第二通孔216。
之後，請參考第2I圖，將顯示元件290設置於感光彈性墊250上。顯示元件290具有電極接點291，電極接點291配置於對應感光彈性墊250上的導線層260之上，並與導線層260電性連接。在某些實施例中，顯示元件290係利用異向導電膠層292接合於導線層260上，異向導電膠層292配置於導線層260及阻光層270上，並環繞電極接點291。在一些實施例中，接合顯示元件290的方法可以使用熱壓或紫外線固化的方式。
此外，在某些實施例中，在貼合顯示元件290
之後，可以形成微透鏡293覆蓋顯示元件290。
本發明提供具有良好導熱效率的電路板以及其製作方法。在包含高密度發熱元件的裝置中，本發明的電路板可以有效的散熱，以延長裝置運作的壽命。上述的裝置可以例如為微型發光二極體。
本發明實施方式已經詳細地描述某些實施方式，但其他的實施方式也是可能的。因此，所附請求項的精神和範疇不應限於本文所描述的實施方式。
雖然本發明實施方式已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明內容，任何熟習此技術者，在不脫離本揭露內容之精神與範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (13)
- 一種電路板，包含：一基板，具有複數個通孔；複數個絕緣材料層，分別配置於各該通孔的一側壁上；一第一導熱絕緣層，配置於該基板的一上表面；一第二導熱絕緣層，配置於該基板相對於該上表面的一下表面上，其中該第一導熱絕緣層及該第二導熱絕緣層接觸該些絕緣材料層；複數個彈性墊，配置於該第一導熱絕緣層上；以及一導線層，配置於該第一導熱絕緣層上、該第二導熱絕緣層上及各該通孔內，並覆蓋該些彈性墊。
- 如請求項1所述之電路板，其中該導線層自該基板的該上表面沿著各該通孔的該側壁延伸至該基板的該下表面。
- 如請求項1所述之電路板，其中該基板包含複數個熱緩衝材料層及一金屬基板，各該熱緩衝材料層配置於各該絕緣材料層與該金屬基板之間。
- 如請求項1所述之電路板，其中各該通孔的深寬比小於10：1。
- 如請求項1所述之電路板，更包含一阻光層，該阻光層配置於該第一導熱絕緣層上。
- 如請求項5所述之電路板，其中該阻光層的一部分配置於各該通孔內。
- 如請求項1所述之電路板，更包含一防焊層，該防焊層配置於該第二導熱絕緣層上。
- 如請求項7所述之電路板，該防焊層的一部分配置於各該通孔內。
- 一種電路板的製作方法，包含：提供一基板，該基板具有複數個第一通孔；填充絕緣材料於該些第一通孔中，以形成複數個絕緣材料栓於該些第一通孔中；分別形成一第一導熱絕緣層及一第二導熱絕緣層於該基板的一上表面及一下表面，並覆蓋該些絕緣材料栓；形成複數個感光彈性墊於該第一導熱絕緣層上；移除部分的該第一導熱絕緣層、部分的該第二導熱絕緣層及部分的該些絕緣材料栓，以形成複數個第二通孔，其中該些第二通孔貫穿該第一導熱絕緣層、該第二導熱絕緣層及該些絕緣材料栓；以及形成一導線層於該第一導熱絕緣層、各該第二通孔的一側壁及該第二導熱絕緣層上，並覆蓋該些感光彈性墊。
- 如請求項9所述之電路板的製作方法，其中該導線層自該基板的該上表面沿著各該第二通孔的該側壁延伸至該基板的該下表面。
- 如請求項9所述之電路板的製作方法，更包含在填充絕緣材料於該些第一通孔中之前，形成一熱緩衝材料層於各該第一通孔的一側壁上。
- 如請求項9所述之電路板的製作方法，更包含形成一阻光層於該第一導熱絕緣層上。
- 如請求項9所述之電路板的製作方法，更包含形成一防焊層於該第二導熱絕緣層上。
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