TWM609874U

TWM609874U - 絕緣導熱基材結構

Info

Publication number: TWM609874U
Application number: TW109214674U
Authority: TW
Inventors: 楊景明; 葉子暘
Original assignee: 艾姆勒車電股份有限公司
Priority date: 2020-11-06
Filing date: 2020-11-06
Publication date: 2021-04-01

Abstract

本創作提供一種絕緣導熱基材結構。所述絕緣導熱基材結構包括絕緣層、多個金屬層、以及多個功能層。多個所述金屬層及多個所述功能層設置在所述絕緣層上。所述金屬層的側壁與相對應的所述功能層相接觸，且任兩相鄰所述金屬層之間的兩所述功能層不接觸。

Description

絕緣導熱基材結構

本創作涉及基材結構，具體來說是涉及絕緣導熱基材結構。

目前電動汽車/混合動力汽車之功率模組內的電子元件功率很高，因此需增加絕緣金屬基板中的銅層的厚度，以提升均熱效果。

目前直接鍍銅(DPC)技術，比起常見的直接敷銅(DBC)技術，更容易做到厚銅，但銅層厚度要求太厚時，即難以採用蝕刻的方式製作圖案化銅層。

另外，請參考圖1，示意出一種目前現有的絕緣金屬基板結構，且線路設計造成絕緣層10A上的銅層20A之間的間距G較窄時，且當電壓大時，電子會由一個銅層20A的側壁放電到另外一個銅層20A的側壁，造成跳電短路的現象。

有鑑於此，本創作發明人本於多年從事相關產品之開發與設計，有感上述缺失之可改善，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本創作。

本創作所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種絕緣導熱基材結構。

為了解決上述的技術問題，本創作提供一種絕緣導熱基材結構，包括：絕緣層、多個金屬層、以及多個功能層；其中，多個所述金屬層及多個所述功能層設置在所述絕緣層上，所述金屬層的側壁與相對應的所述功能層相接觸，且任兩相鄰所述金屬層之間的兩所述功能層不接觸。

在一優選實施例中，所述功能層以高絕緣材料所構成。

在一優選實施例中，所述功能層以高分子材料所構成。

在一優選實施例中，所述功能層以低結合性的高分子材料所構成。

在一優選實施例中，所述功能層以抗腐蝕材料所構成。

在一優選實施例中，所述功能層為複合層，其包含有形成在所述金屬層側壁的陶瓷層以及形成在所述陶瓷層側壁的高分子層，且所述高分子層以低結合性的高分子材料所構成。

本創作另提供一種絕緣導熱基材結構，包括：絕緣層、多個金屬層、多個功能層、以及框架；其中，多個所述金屬層、多個所述功能層、以及所述框架設置在所述絕緣層上，所述金屬層的側壁與相對應的所述功能層相接觸，且任兩相鄰所述金屬層之間的兩所述功能層與所述框架相接觸。

在一優選實施例中，所述功能層以高絕緣材料所構成。

在一優選實施例中，所述功能層以高分子材料所構成。

在一優選實施例中，所述功能層以高結合性的高分子材料所構成。

在一優選實施例中，所述功能層以抗腐蝕材料所構成。

在一優選實施例中，所述功能層為複合層，其包含有形成在所述金屬層側壁的陶瓷層以及形成在所述陶瓷層側壁的高分子層，且所述高分子層以高結合性的高分子材料所構成。

在一優選實施例中，所述框架以低導電性的非金屬材料所構成。

本創作的有益效果至少在於，本創作提供的絕緣導熱基材結構，透過「多個所述金屬層及多個所述功能層設置在所述絕緣層上，所述金屬層的側壁與相對應的所述功能層相接觸，且任兩相鄰所述金屬層之間的兩所述功能層不接觸」的技術方案，可以有效地減少跳電短路發生的機率。

為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本創作加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本創作所公開有關的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本創作的優點與效果。本創作可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本創作的構思下進行各種修改與變更。另外，本創作的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本創作的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本創作的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

請參考圖2，本創作第一實施例提供一種絕緣導熱基材結構。如圖所示，根據本創作第一實施例所提供的絕緣導熱基材結構，其基本上包括有絕緣層10、多個金屬層20、以及多個功能層(function layer)30。

承上，多個所述金屬層20及多個所述功能層30設置在所述絕緣層10上，所述金屬層20的側壁與相對應的所述功能層30相接觸，且任兩相鄰所述金屬層20之間的兩所述功能層30不接觸。本實施例的多個所述金屬層20的數量示意為兩個，但多個所述金屬層20的數量也可以為兩個以上，在其他實施例中，多個所述金屬層20也可以形成為預定圖案。在本實施例中，所述功能層20具有用以避免任兩相鄰所述金屬層20之間發生跳電現象的功能。

進一步來說，由於線路設計造成任兩相鄰所述金屬層20之間的間距較窄時，且當電壓大時，電子會由一個所述金屬層20的側壁放電到另外一個所述金屬層20的側壁，造成跳電短路，因此所述功能層30是以高絕緣材料所構成，例如金屬氧化物(氧化鋁、氧化銅、氧化矽等)，或是以高分子材料(如環氧樹脂、聚四氟乙烯等)所構成，可以有效減少跳電短路發生的機率。

請參考圖3，本創作第二實施例提供一種絕緣導熱基材結構。如圖所示，根據本創作第二實施例所提供的絕緣導熱基材結構，其基本上包括有絕緣層10、多個金屬層20、多個功能層30、以及框架40。

承上，多個所述金屬層20、多個所述功能層30、以及所述框架40設置在所述絕緣層10上，所述金屬層20的側壁與相對應的所述功能層30相接觸，且任兩相鄰所述金屬層20之間的兩所述功能層30與所述框架40相接觸。所述框架40的形狀可因應需要而適當的變化，並不加以限制。在本實施例中，所述框架40具有精準控制線寬作用。

進一步來說，由於線路設計造成任兩相鄰所述金屬層20之間的所述框架40的寬度W較窄時，且當電壓大時，電子會由一個所述金屬層20的側壁放電到另外一個所述金屬層20的側壁，造成跳電短路，因此所述功能層30可以是以高絕緣材料所構成，例如金屬氧化物(氧化鋁、氧化銅、氧化矽等)，或是以高分子材料(如環氧樹脂、聚四氟乙烯等)所構成，從而可以有效減少跳電短路發生的機率。

並且，在所述框架40不需移除的情況下，所述功能層30可以是以高結合性的高分子材料所構成，例如環氧樹脂，以增加與所述框架40的結合性，從而避免所述框架40脫落。再者，所述框架40可以是以低導電性的非金屬材料所構成，例如聚四氟乙烯。

請參考圖4，本創作第三實施例提供一種絕緣導熱基材結構。如圖所示，根據本創作第三實施例所提供的絕緣導熱基材結構，其基本上包括有絕緣層10、多個金屬層20、多個功能層30、以及框架40。

在本實施例中，所述功能層30可以是複合層。進一步說，所述功能層30可以包含有形成在所述金屬層20側壁的陶瓷層31以增加絕緣性，以及形成在所述陶瓷層31側壁的高分子層32以增加與所述框架40的結合性。

在其他實施例中，在所述框架40需移除的情況下，所述功能層30可以是以低結合性的高分子材料所構成，例如特殊型矽酮，以使所述框架40易於被剝離。

在其他實施例中，在所述框架40需以化學方式移除的情況下，所述功能層30可以是以抗腐蝕材料所構成，例如陶瓷材料(氧化鋁、氧化銅、氧化矽等)，以減少化學液體造成的側向侵蝕。

請參考圖5A至圖5C，本創作第四實施例提供一種絕緣導熱基材結構之製程，主要包括以下步驟：

(a)附著多個功能層30於多個金屬層20的側壁。

(b)附著框架40於任兩相鄰所述功能層30之間。

(c)附著所述框架40及多個所述金屬層20於絕緣層10上。

進一步說，附著的方式可以為物理接合或化學成形方式。舉例來說，可採用壓合金屬片/塊，噴塗、電鍍等物理或化學方式，使所述金屬層20附著到所述絕緣層10上。

所述功能層30可以是以高絕緣材料所構成，例如金屬氧化物(氧化鋁、氧化銅、氧化矽等)，或是以高分子材料(如環氧樹脂、聚四氟乙烯等)所構成，從而可以有效減少跳電短路發生的機率。

並且，在所述框架40不需移除的情況下，所述功能層30可以是以高結合性的高分子材料所構成，例如環氧樹脂，以增加與所述框架40的結合性，從而避免所述框架40脫落。再者，所述框架40可以是以低導電性的非金屬材料所構成，例如聚四氟乙烯。另外，所述功能層30可以是複合層。進一步說，所述功能層30可以包含有附著在所述金屬層20側壁的陶瓷層以及附著在所述陶瓷層側壁的高分子層，且所述高分子層是以高結合性的高分子材料所構成。

請參考圖6A至圖6D，本創作第五實施例提供一種絕緣導熱基材結構之製程，主要包括以下步驟：

(a)附著多個功能層30於多個金屬層20的側壁。

(b)附著框架40於任兩相鄰所述功能層30之間。

(c)附著所述框架40及多個所述金屬層20於絕緣層10上。

(d)移除所述框架40。

進一步說，所述框架40移除的方式可以為物理或化學移除方式。舉例來說，可採用腐蝕方式移除所述框架40，且欲以腐蝕方式移除所述框架40時，所述功能層30可以是以抗腐蝕材料所構成，以減少腐蝕造成的側向侵蝕。

另外，可採用剝離方式移除所述框架40，且欲以剝離方式移除所述框架40時，所述功能層30可以是以低結合性的高分子材料所構成，以使所述框架40易於被剝離。

需說明的是，以上是針對本實施例與其它實施例不同之處進行說明，而不再對相同之處作重複贅述。

請參考圖7A至圖7C，本創作第六實施例提供一種絕緣導熱基材結構之製程，主要包括以下步驟：

(a)附著多個金屬層20於絕緣層10上。

(b)附著多個功能層30於多個所述金屬層20的側壁。

(c)附著框架40於任兩相鄰所述功能層30之間和所述絕緣層10上。

進一步說，附著的方式可以為物理接合或化學成形方式。並且，在所述框架40不需移除的情況下，本實施例所述功能層30可以是以高結合性的高分子材料所構成，且所述框架40可以是以低導電性的非金屬材料所構成。

請參考圖8A至圖8C，本創作第七實施例提供一種絕緣導熱基材結構之製程，主要包括以下步驟：

(a)附著多個功能層30於多個金屬層20的側壁。

(b)附著多個所述金屬層20於絕緣層10上。

綜合以上所述，本創作提供的絕緣導熱基材結構，透過「多個所述金屬層及多個所述功能層設置在所述絕緣層上，所述金屬層的側壁與相對應的所述功能層相接觸，且任兩相鄰所述金屬層之間的兩所述功能層不接觸」的技術方案，可以有效地減少跳電短路發生的機率。

以上所公開的內容僅為本創作的優選可行實施例，並非因此侷限本創作的申請專利範圍，所以凡是運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的申請專利範圍內。

[現有技術] 10A:絕緣層 20A:銅層 G:間距 [本創作] 10:絕緣層 20:金屬層 30:功能層 31:陶瓷層 32:高分子層 40:框架 W:寬度

圖1為現有技術的絕緣金屬基板結構的側視示意圖。

圖2為本創作第一實施例提供的絕緣導熱基材結構的側視示意圖。

圖3為本創作第二實施例提供的絕緣導熱基材結構的側視示意圖。

圖4為本創作第三實施例提供的絕緣導熱基材結構的側視示意圖。

圖5A至圖5C為本創作第四實施例提供的絕緣導熱基材結構之製程的示意圖。

圖6A至圖6D為本創作第五實施例提供的絕緣導熱基材結構之製程的示意圖。

圖7A至圖7C為本創作第六實施例提供的絕緣導熱基材結構之製程的示意圖。

8A至圖8C為本創作第七實施例提供的絕緣導熱基材結構之製程的示意圖。

10:絕緣層

20:金屬層

30:功能層

Claims

一種絕緣導熱基材結構，包括：絕緣層、多個金屬層、以及多個功能層；其中，多個所述金屬層及多個所述功能層設置在所述絕緣層上，所述金屬層的側壁與相對應的所述功能層相接觸，且任兩相鄰所述金屬層之間的兩所述功能層不接觸。
如請求項1所述的絕緣導熱基材結構，其中，所述功能層以高絕緣材料所構成。
如請求項1所述的絕緣導熱基材結構，其中，所述功能層以高分子材料所構成。
如請求項1所述的絕緣導熱基材結構，其中，所述功能層以低結合性的高分子材料所構成。
如請求項1所述的絕緣導熱基材結構，其中，所述功能層以抗腐蝕材料所構成。
如請求項1所述的絕緣導熱基材結構，其中，所述功能層為複合層，其包含有形成在所述金屬層側壁的陶瓷層以及形成在所述陶瓷層側壁的高分子層，且所述高分子層以低結合性的高分子材料所構成。
一種絕緣導熱基材結構，包括：絕緣層、多個金屬層、多個功能層、以及框架；其中，多個所述金屬層、多個所述功能層、以及所述框架設置在所述絕緣層上，所述金屬層的側壁與相對應的所述功能層相接觸，且任兩相鄰所述金屬層之間的兩所述功能層與所述框架相接觸。
如請求項7所述的絕緣導熱基材結構，其中，所述功能層以高絕緣材料所構成。
如請求項7所述的絕緣導熱基材結構，其中，所述功能層以高分子材料所構成。
如請求項7所述的絕緣導熱基材結構，其中，所述功能層以高結合性的高分子材料所構成。
如請求項7所述的絕緣導熱基材結構，其中，所述功能層以抗腐蝕材料所構成。
如請求項7所述的絕緣導熱基材結構，其中，所述功能層為複合層，其包含有形成在所述金屬層側壁的陶瓷層以及形成在所述陶瓷層側壁的高分子層，且所述高分子層以高結合性的高分子材料所構成。
如請求項7所述的絕緣導熱基材結構，其中，所述框架以低導電性的非金屬材料所構成。