TWM542254U - 具有網印或噴塗電路之散熱器 - Google Patents

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Description

具有網印或噴塗電路之散熱器
本創作是有關於一種散熱器，特別是有關於一種藉由網印或噴塗方式形成電路層之具有網印或噴塗電路之散熱器。
目前照明設備包括有路燈照明、廣告照明、室內照明及機器設備照明等種類，一般照明設備之照明光源大多採用白熾燈泡、日光燈管、水銀燈等種類，除了汞蒸氣造成環境污染外，照明效率差，耗電量相對增加之外，並且容易損壞，同時其使用壽命短，以致須經常維修更換，浪費人力、物力及時間，因此有待加強改善。
現今，室內外、機器、廣告等照明設備之照明光源已考慮改採用固態光源發光二極體，以提高照明效率，並且節省電力。惟此照明光源必須於電路基板上排列佈置多數個發光二極體，但隨著發光二極體之設置數量及輸出功率增加，在電＞光＞熱轉換過程，相對產生高溫度熱量，因此必須透過電路基板之絕緣層傳導至散熱器及其鰭片進行散熱。
惟，LED發光二極體之電路基板必須藉由黏膠貼合於散熱器表面，以致無法全面性牢固密合，影響熱傳導效率，並且容易發生老化及脫落，導致散熱效率差、散熱速度慢，因此發光二極體長期間使用時，容易造成溫度過高，嚴重影響發光二極體之照明效能，進而造成光衰，縮減使用壽命，因此有必要進一步創作改良。
有鑑於上述習知之問題，本創作的目的在於提供一種具有網印或噴塗電路之散熱器，用以解決習知技術中所面臨之問題。
基於上述目的，本創作係提供一種具有網印或噴塗電路之散熱器，其包含電路層及絕緣層。電路層藉由網印或噴塗含有均勻分布之膠材及一低阻抗電性傳導粉體而成，且位於具有網印或噴塗電路之散熱器之散熱部之一面上。絕緣層設於電路層及散熱部之該面上。
較佳地，散熱部可為金屬散熱部，金屬散熱部與電路層之間網印或噴塗含有均勻分佈之熱傳導粉體而形成導熱絕緣層。
較佳地，熱傳導粉體材料可為球型或不規則之結晶顆粒。
較佳地，熱傳導粉體材料之粒度可在0.01至100μm之間。
較佳地，導熱絕緣層之厚度可為0.01至15mm。
較佳地，散熱部之另一面可具有複數個散熱鰭片。
較佳地，散熱部可為陶瓷散熱部、塑膠散熱部或玻璃散熱部。
較佳地，低阻抗電性傳導粉體之平均粒度可在0.01至400μm。
較佳地，電路層之厚度可為0.005至0.2mm。
承上所述，本創作之具有網印或噴塗電路之散熱器直接於散熱部之一面網印或噴塗形成電路層，而無需額外設置電路板，以達到散熱部與電路層連結之目的，且具有降低成本及簡化製程之功效。
為利瞭解本創作之特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本創作配合圖式，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本創作實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本創作於實際實施上的權利範圍。
本創作之優點、特徵以及達到之技術方法將參照例示性實施例及所附圖式進行更詳細地描述而更容易理解，且本創作或可以不同形式來實現，故不應被理解僅限於此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本創作的範疇，且本創作將僅為所附加的申請專利範圍所定義。
請參閱第1至3圖；第1圖係為本創作之具有網印或噴塗電路之散熱器之第一剖面圖；第2圖係為本創作之具有網印或噴塗電路之散熱器之第一示意圖；第3圖係為本創作之具有網印或噴塗電路之散熱器之第二示意圖。如圖所示，本創作之具有網印或噴塗電路之散熱器100包含了電路層120及絕緣層130。
續言之，電路層120含有均勻分佈之膠材及低阻抗電性傳導粉體，是藉由網印或噴塗含有均勻分布之膠材及一低阻抗電性傳導粉體而構成，電路層120位於具有網印或噴塗電路之散熱器100之散熱部110之一面上。
而，電路層120上則設有接點121，透過接點121得以電性連接電子元件200之相對接腳210；其中，上述之膠材與低阻抗電性傳導粉體係由不同比例混合而成，使電路層120之金屬阻抗值為10 -1Ω至10 -6Ω；上述之電路層120位於散熱部110之表面上並施以表面處理，此表面處理工程為化學沉鎳工程，此工程的特性可滿足於電子產業的RoHs/WEEE等條例，亦可強化其硬度、耐磨性及降低電路層120電阻係數以滿足電器電路設計的參數值，此化學沉鎳工程可選擇性只施作於含有均勻分佈之膠材及低阻抗電性傳導粉體之電路層120上；上述之表面處理程序如下所示：
1.脫酯去除散熱部表面殘餘之油酯。
2.活化劑活化電路層表面。
3.無電沉鎳施作：無電沉鎳沈積鍍液硫酸鎳為主劑的絡合劑。
4.透過熱水清洗。
一般而言，電路層120最好選用5%至70%之間的膠材與95%至30%之間的低阻抗電性傳導粉體搭配，此低阻抗電性傳導粉體可選用銀粉、銀銅粉、銀鋁粉、銀鎳粉及銅粉等不規則型顆粒搭配，最佳平均粒度約在0.01至400μm。
而，膠材可選用如：環氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯酸乙烯樹脂(PVAC)、矽素(Silicon)樹脂或合成橡膠等，且該膠材可以前述材料之一或是由二種以上材料混合而成。
於實際製作程序中，低阻抗電性傳導粉體與膠材經由混煉製程後，以網印或噴塗方式，於散熱部110之一面施作出0.005至0.2mm厚度之電路層120，且藉由其膠材的分子結構以緊密牢固結合，並且達到一般印刷電路板之銅箔層功能。
絕緣層130設於電路層120及散熱部110之該面上，其可作為防錫焊作用，使一般電路上產生熱源的元件或IC，得以全面性直接擴散迅速散熱，大幅度降低熱阻係數，確保電子元件200之效能及使用壽命；而，電子元件200較佳可為發光二極體，但並不以此為限。
上述所提到之散熱部110係用以將電子元件200所產生之熱有效排出，其可由金屬、陶瓷、石墨、玻璃、塑膠(導電塑膠)等材質製成。請參閱第4圖，其係為本創作之具有網印或噴塗電路之散熱器之第二剖面圖。如圖所示，當散熱部為金屬散熱部110’時，金屬散熱部110’與電路層120之間可網印或噴塗含有均勻分佈之熱傳導粉體而形成導熱絕緣層140。
續言之，導熱絕緣層140包含有熱傳導粉體以及用來結合該熱傳導粉體微粒子之分散液體，並利用混煉製程使該熱傳導粉體均勻分佈於分散液體中。熱傳導粉體可選用如：氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、碳化矽等高電阻抗粉體，且熱傳導粉體可由前述材料之一或是由二種以上材料混合而成，使導熱絕緣層140具有高絕緣之電阻抗10 -6至10 -19Ω-cm。而熱傳導粉體材料可為球型或不規則之結晶顆粒，其適宜的平均粒度約在0.01至100μm。
而，熱傳導粉體透過技術處理，其方法如以醇類如乙醇、異丙醇等溶解氟化合物或有機矽等予以水解(例如浸泡)，再加入前述材料之一或是由二種以上熱傳導粉體材料混合再以低溫約60℃至150℃烘烤將表面之空氣及水分子去除乾淨以得乾燥之導熱陶瓷粉體。熱傳導粉體表面處理後除得到良好的分散性外，其表面亦完全包覆一層氟化合物或有機矽等有利粉體分散及燒結結晶與分子間的交聯。
熱傳導粉體表面燒結液體材料之配置，可選用如下方法：此溶液液體為醇類及甲基乙烷及酮(丁酮)、乙醚等溶劑，以相對應順序溶解有機矽酚醛(酚醛改性有機矽單體)、或有機矽(環氧-酚醛-聚酯等改性有機矽)以及丁晴或氯丁或聚硫等彈性膠體再加入溶膠(AlOH+H 2O+乙醇)之少許填充物到完全互溶暨完成該熱傳導粉體表面燒結液體材料之配置。再者，導熱絕緣層140可藉由上述表面燒結液體材料與熱傳導粉體的重量比例混合，以獲得所需的高熱傳導性及撓性、耐溫性、抗剪強度、耐老化、抗剝強度、耐磨損、耐衝擊等材料物性；一般而言，該導熱絕緣層140通常選用3%至15%重量比之間的表面燒結液體材料與97%至85%之間的熱傳導粉體搭配，以便獲得約3W/mk至150W/mk熱傳係數的導熱絕緣層140。
上述熱傳導粉體與表面燒結液體經由混煉製程後，以塗佈或噴塗或網版印刷等以重複多次層疊方式施作成型方式，於散熱部110與電路層120之間施作出0.01至15mm厚度之導熱絕緣層140，藉由表面燒結液體材料之分子結構以緊密牢固結合。
請參閱第5圖，其係為本創作之具有網印或噴塗電路之散熱器之散熱部之示意圖。如圖所示，散熱部110之另一面(即相對電路層之一面)可具有複數個散熱鰭片111，用以加強散熱效果。
承上所述，本創作之具有網印或噴塗電路之散熱器直接於散熱部之一面網印或噴塗形成電路層，而無需額外設置電路板，以達到散熱部與電路層連結之目的，且具有降低成本及簡化製程之功效；此外，本創作主要將電路層120與絕緣層130設於具有網印或噴塗電路之散熱器之一端，能夠達到電路複合散熱功效，以進行全面性直接擴散迅速散熱，大幅降低熱阻係數，確保電子元件之效能及使用壽命之功效。
以上所述之實施例僅係為說明本創作之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施，當不能以之限定本創作之專利範圍，即大凡依本創作所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍內。
100‧‧‧具有網印或噴塗電路之散熱器
110‧‧‧散熱部
110’‧‧‧金屬散熱部
111‧‧‧散熱鰭片
120‧‧‧電路層
121‧‧‧接點
130‧‧‧絕緣層
140‧‧‧導熱絕緣層
200‧‧‧電子元件
210‧‧‧接腳
第1圖係為本創作之具有網印或噴塗電路之散熱器之第一剖面圖。 第2圖係為本創作之具有網印或噴塗電路之散熱器之第一示意圖。 第3圖係為本創作之具有網印或噴塗電路之散熱器之第二示意圖。 第4圖係為本創作之具有網印或噴塗電路之散熱器之第二剖面圖。 第5圖係為本創作之具有網印或噴塗電路之散熱器之散熱部之示意圖。
100‧‧‧具有網印或噴塗電路之散熱器
110‧‧‧散熱部
120‧‧‧電路層
121‧‧‧接點
130‧‧‧絕緣層
200‧‧‧電子元件
210‧‧‧接腳

Claims (9)

  1. 一種具有網印或噴塗電路之散熱器，其包含： 一電路層，係藉由網印或噴塗含有均勻分布之膠材及一低阻抗電性傳導粉體而成，且位於該具有網印或噴塗電路之散熱器之一散熱部之一面上；以及 一絕緣層，係設於該電路層及該散熱部之該面上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有網印或噴塗電路之散熱器，其中該散熱部係為一金屬散熱部，該金屬散熱部與該電路層之間係網印或噴塗含有均勻分佈之一熱傳導粉體而形成一導熱絕緣層。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之具有網印或噴塗電路之散熱器，其中該熱傳導粉體材料係為球型或不規則之結晶顆粒。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之具有網印或噴塗電路之散熱器，其中該熱傳導粉體材料之粒度係在0.01至100μm之間。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之具有網印或噴塗電路之散熱器，其中該導熱絕緣層之厚度係為0.01至15mm。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之具有網印或噴塗電路之散熱器，其中該散熱部之另一面係具有複數個散熱鰭片。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之具有網印或噴塗電路之散熱器，其中該散熱部係為陶瓷散熱部、塑膠散熱部或玻璃散熱部。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之具有網印或噴塗電路之散熱器，其中該低阻抗電性傳導粉體之平均粒度係在0.01至400μm。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之具有網印或噴塗電路之散熱器，其中該電路層之厚度係為0.005至0.2mm。
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