TWM408796U - High thermal conductivity basic element based on the metal substrate - Google Patents

Description

M408796 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本新型關於電學領域的基礎元件。 【先前技術】 功率器件在工作過程中發熱明顯，如果不能及時散 • 熱，可能損毀功率器件，甚至導致整個電子産品工作異 • 常。以LED發光產品爲例，其通常是將大量LED集中地排 • 列在基礎元件上，當LED長時間工作時，熱量的積蓄就會 導致LED的壽命縮短，使得産品特性不穩定。 中國200810241905.2號新型專利申請公開了 一種在 線路板裝配熱沈（散熱件）的方法及該方法製作的散熱線 路基板。其裝配熱沈的方法包括以下步驟：在線路板上製 作至少一個通孔；製作與通孔間隙配合的熱沈；把熱沈置 入線路板的通孔内；以及利用模具對熱沈施壓，直至熱沈 籲受擠壓變形而固定在線路板上。其提供的散熱線路基板包 括線路板、通孔及熱沈，熱沈裝配於通孔内。 然而，上述專利技術僅針對已完成電氣線路後的線路 板上的熱沈安裝，其缺陷在於：首先，安裝熱沈的工序是 在線路板完成後的獨立工序，增加了工作量；其次，透過 模具擠壓熱沈時，可能會損毁線路板上已有的電氣線路。 可以說，上述專利技術較適合個別單個功率器件的安裝， 不適合高密度、陣列分佈的大量功率器件的安裝。此外， 上述專利技術中熱沈的熱量沒有進一步的傳導，散熱效果ί$] 3 M408796 有限。 隨著半導體産業的進一步發展及電子產品的高度集 成化發展，基礎元件上發熱元件的散熱解決方案還有待進 一步提升。 【新型内容】 ' 本新型的目的是，綜合考慮高導熱性基礎元件的製作 ' 工序，提供一種結構合理、可輸送線且規模化製作、且生 籲産成本低的尚導熱性基礎元件。 本新型目的可以由以下技術方案達成··一種基於金屬 基材的高導熱性基礎元件，包括：金屬基材、絕緣層及電 氣線路層，所述金屬基材上表面蝕刻、鐳射刻或銑床方式 加工方式形成有金屬導熱柱，絕緣層避開金屬導熱柱貼在 金屬基材的上表面，電氣線路層位於絕緣層和金屬導熱柱 ' 上方。 叙 本新型提供的高導熱性基礎元件，其結構合理，生産 成本低，在形成電氣連接線路之前，將導熱柱裝配在基礎 元件内預定位置，不影響後續工序（蝕刻），避免基礎元 件成型後的再次加工，滿足輸送線及大規模生産的要求， 且該基礎元件非常適合高密度、成整列排佈的發熱元件的 情況下使用；設置的金屬導熱層可以進一步將導熱柱上的 熱量散去，散熱效果更好。 【實施方式】 4 M408796 請參見圖4，本實施例提供的基於金屬基材的高導熱 性基礎元件，包括：金屬基材100、絕緣層200及電氣線 路層320，金屬基材100上表面以蝕刻、鐳射刻或銑床等 之加工方式形成有金屬導熱柱110，絕緣層200避開金屬 導熱柱110貼在金屬基材100的上表面，電氣線路層320 位於絕緣層200和金屬導熱柱110上方。當然，還包括焊 盤330,該焊盤爲貼設的金屬層、電鍍導電層或印製導電 層經蝕刻後形成，位於金屬導熱柱上方。 上述基於金屬基材的高導熱性基礎元件的製作方法 包括如下步驟： (一） 提供金屬基材100 (見圖1); (二） 在金屬基材的上表面透過蝕刻、鐳射刻或銑床 方式加工形成金屬導熱柱110 (見圖2); (三） 或者a:在金屬基材的上表面避開金屬導熱柱 110貼上絕緣層200，並覆蓋金屬層300作為導電層（見 圖3)，進行熱壓，壓合溫度在100至230度之間，壓力 在100至600PSI之間調動，壓合時間在2±0.5小時左右； 如果採用粘合工藝，則透過刷塗液體膠，再把幾層絕緣材 料同金屬層粘合，並在溫度120至170度中熱烘2小時固 化； [S1 或者b:在金屬基材的上表面避開金屬導熱柱 貼上絕緣層進行熱壓，壓合溫度在100至230度之間，壓 力在100至600PSI之間調動，壓合時間在2±小時；如果 是粘合工藝則是採用液體膠刷塗，再把幾層絕緣材料粘 5 M408796 合’並在溫度120至no度中熱烘2小時固化。然後在 表面電鍍或印製金屬層3〇〇作為導電層； (四）蝕刻上表面金屬層3〇〇之多餘金屬材料， 電氣線路層32GM刻金屬基材⑽上表面金屬層‘ 多餘金屬材料形成電氣線路層⑽的同時，還可以 留若干焊盤330 (見圖4)。 保 上述方法還可以進一步包括步驟（五）：對電氣線 層320和若干焊盤330進行選鑛，鑛金、賴、噴鎮或其 他可焊性金屬500 (見圖5)，以形成良好的整體金屬 接觸。 買 值得注意的是’所述電氣線路層的電氣連接線路用於 電性連接發熱器件，同時也會起到一定的機械支撐作用； 所述焊盤用於機械連接發熱器件，並用於間接熱傳導，所 以蝕刻時，桿盤不是必要預留的，可以只蝕刻形成電氣線 路層的電氣連接線路，而使得發熱器件直接設置在金屬導 _熱柱上方，形成熱傳導連接。當然同時蝕刻形成電氣線路 層和焊盤是最佳方案。 上述實施例僅爲充分公開而非限制本新型，可以理解 的疋，除LED外，其他發熱元件同樣存在散熱問題需要解 決’例如大功率電晶體、晶閘管（可控矽整流器）、雙向晶 閘管、GTO、MOSFET、IGBT等。而且，本實施例中所提到 的金屬導熱柱及金屬層較佳爲銅，當然也可以是其他金屬 材料。 、 M408796 【圖式簡單說明】 圖1爲金屬基材的示意圖。 圖2爲金屬基材上形成導熱柱的示意圖。 圖3爲在圖2基礎上設置了絕緣層和金屬層作為導電 層的示意圖。 圖4爲蝕刻形成電氣線路層及焊盤的示意圖。 圖5爲在圖4基礎上進而選鍍，鍍金、鍍銀、喷錫或 其他可焊性金屬後的示意圖。 【主要元件符號說明】 110 :金屬導熱柱 300 :金屬層 330 :焊盤 100 :金屬基材 200 :絕緣層 320 :電氣線路層 500 :可焊性金屬

Claims (1)

1. M408796 六、申請專利範圍： - 1、一種基於金屬基材的高導熱性基礎元件，其特徵 在於：包括金屬基材、絕緣層及電氣線路層，所述金屬基 材上表面以蝕刻、鐳射刻或銑床之加工方式形成有金屬導 熱柱，絕緣層避開金屬導熱柱貼在金屬基材的上表面，電 氣線路層位於絕緣層和金屬導熱柱上方。 ' 2、根據申請專利範圍第1項所述的基於金屬基材的 • 高導熱性基礎元件，其特徵在於：還包括焊盤，該焊盤爲 貼設的金屬層、電鍍導電層或印製導電層經蝕刻後形成， 位於金屬導熱柱上方。 3、根據申請專利範圍第2項所述的基於金屬基材的高 導熱性基礎元件，其特徵在於：所述電氣線路層和若干焊 盤表面進而選鍍，鐘金、鍍銀、噴錫或其他可焊性金屬。