散熱電路板和用於製造散熱電路板的方法與流程
2023-11-10 02:24:07 2

本發明涉及散熱電路板和用於製造該散熱電路板的方法。
背景技術:
一些安裝在電路板上的電子部件,例如發光二極體(LED)在運行期間生成大量的熱。一般地,其上安裝有生成大量熱的電子部件的印刷電路板例如在其上包括散熱金屬板,以防止由於熱導致的電子部件的性能下降和對於電路的損壞。
為進一步提高電子部件的散熱效果,例如構思了如下物品:一種電路板,其中,金屬板利用具有高導熱性的導熱粘合劑結合到印刷電路板的電路板(專利文獻1);和一種電路板,其中,導電圖案利用所述導電圖案和金屬板之間的導熱粘合劑直接形成在金屬板上(專利文獻2)。
引用列表
專利文獻
PTL 1:日本未審查專利申請公開No.6-232514
PTL 2:日本未審查專利申請公開No.9-139580
技術實現要素:
技術問題
以上所述的其中金屬板利用導熱粘合劑結合到印刷電路板的電路板具有在金屬板和電子部件之間的絕緣膜(導電圖案),使得更不易容提供充分的散熱效果。為此,在近年來變得日益廣泛的將印刷電路板用於帶有LED的LED照明設備的情況中,對於使用條件提出了限制,這是不利的。
在上述的、導電圖案形成在金屬板上並且導熱粘合劑處於其間的電路板中,例如基板的彎曲可能導致例如固化的導熱粘合劑發生斷裂,且使得絕緣性能劣化,這是不利的。
本發明已在以上所述的情況下完成。目的是提供具有高絕緣可靠性且可有效地促進電子部件散熱的散熱電路板,以及提供用於製造該散熱電路板的方法。
問題的解決方案
已完成的用以實現以上所述目的的根據本發明實施例的散熱電路板包括:印刷電路板,所述印刷電路板包括絕緣膜和形成在所述絕緣膜的前表面側上的導電圖案;並且所述導電圖案包括至少一個焊盤部和連接到所述至少一個焊盤部的配線部;和至少一個電子部件,所述至少一個電子部件安裝在所述至少一個焊盤部的前表面側上,其中,所述印刷電路板包括:凹部,所述凹部位於與安裝有所述至少一個電子部件的一側相反的一側上,所述凹部位於所述至少一個焊盤部的投影區域的至少一部分內,所述凹部延伸到所述導電圖案;和填充所述凹部的導熱粘合劑層,並且在俯視圖中,所述絕緣膜保留在如下區域內:所述區域包括所述至少一個焊盤部中的與所述配線部相連的連接邊界的至少一部分或者面向所述連接邊界的周緣的至少一部分。
已完成的用以實現以上所述任務的根據本發明另一實施例的用於製造散熱電路板的方法是用於製造如下散熱電路板的方法,所述散熱電路板包括:印刷電路板,所述印刷電路板包括絕緣膜和形成在所述絕緣膜的前表面側上的導電圖案,並且所述導電圖案包括至少一個焊盤部和連接到所述至少一個焊盤部的配線部;和至少一個電子部件,所述至少一個電子部件安裝在所述至少一個焊盤部的前表面側上,所述方法包括如下步驟:將所述至少一個電子部件安裝在所述至少一個焊盤部上;在所述印刷電路板的一側上形成凹部,所述一側與安裝有所述至少一個電子部件的一側相反,所述凹部位於所述至少一個焊盤部的投影區域的至少一部分內,所述凹部延伸到所述導電圖案;和利用所述導熱粘合劑填充所述凹部,其中,在形成所述凹部的步驟中,移除除了俯視圖中的以下區域之外的所述絕緣膜:所述區域包括所述至少一個焊盤部中的與所述配線部相連的連接邊界的至少一部分或者面向所述連接邊界的周緣的至少一部分。
本發明的有利效果
根據本發明實施例的散熱電路板和通過根據本發明另一個實施例的用於製造散熱電路板的方法製造的散熱電路板具有高絕緣可靠性,且可有效地促進所安裝的電子部件的散熱。因此,可提供適於用於例如LED照明設備的電路板。
附圖說明
圖1A是根據本發明第一實施例的散熱電路板的示意性截面圖。
圖1B是圖1A中的從前表面側觀察撓性印刷電路板的示意性部分俯視圖。
圖2是圖示用於製造圖1A中的散熱印刷電路板的方法的步驟的示意性截面圖。
圖3是圖示用於製造圖1A中的散熱印刷電路板的方法的在圖2的步驟之後的步驟的示意性截面圖。
圖4是圖示用於製造圖1A中的散熱印刷電路板的方法的在圖3的步驟之後的步驟的示意性截面圖。
圖5是圖示用於製造圖1A中的散熱印刷電路板的方法的在圖4的步驟之後的步驟的示意性截面圖。
圖6是圖示用於製造圖1A中的散熱印刷電路板的方法的在圖5的步驟之後的步驟的示意性截面圖。
圖7是根據不同於圖1A的實施例的實施例的散熱電路板的示意性截面圖。
圖8是根據不同於圖1A和圖7的實施例的實施例的散熱電路板的示意性截面圖。
圖9是根據不同於圖1A、圖7和圖8的實施例的實施例的散熱電路板的示意性截面圖。
圖10是根據不同於圖1A、圖7、圖8和圖9的實施例的實施例的散熱電路板的示意性俯視圖。
具體實施方式
[本發明的實施例的說明]
根據本發明的實施例的散熱電路板包括:印刷電路板,所述印刷電路板包括絕緣膜和形成在所述絕緣膜的前表面側上的導電圖案;並且所述導電圖案包括至少一個焊盤部和連接到所述至少一個焊盤部的配線部;和至少一個電子部件,所述至少一個電子部件安裝在所述至少一個焊盤部的前表面側上,其中,所述印刷電路板包括:凹部,所述凹部位於與安裝有所述至少一個電子部件的一側相反的一側上,所述凹部位於所述至少一個焊盤部的投影區域的至少一部分內,所述凹部延伸到所述導電圖案;和填充所述凹部的導熱粘合劑層,並且在俯視圖中,所述絕緣膜保留在如下區域內:所述區域包括所述至少一個焊盤部中的與所述配線部相連的連接邊界的至少一部分或者面向所述連接邊界的周緣的至少一部分。
散熱電路板包括凹部,所述凹部位於用於電子部件的這種焊盤部的投影區域的至少一部分內,所述凹部延伸到導電圖案;且凹部被填充有導熱粘合劑。因此,導熱粘合劑層直接形成在印刷電路板的導電圖案上。因此,當散熱電路板放置在例如金屬板的導熱基材上時,導電圖案和導熱基材通過導熱粘合劑連接在一起。這可明顯地促進電子部件的散熱效果。在散熱電路板中,所述絕緣膜保留在如下區域內:所述區域包括所述至少一個焊盤部中的與所述配線部相連的連接邊界的至少一部分或者面向所述連接邊界的周緣的至少一部分。因此,當其上安裝有電子部件的印刷電路板結合到導熱基材上時,可防止由於導電圖案與導熱基材接觸而發生短路。
順便提及的是,術語「前表面」和「後表面」被如下定義:其上形成有導電圖案的絕緣膜的多個側中的一個被稱為「前表面」,另一側被稱為「後表面」。這些術語不限制在使用期間的位置關係。術語「焊盤部的投影區域」意味著焊盤的投影區域的一部分或全部。具體地,例如取決於所安裝的電子部件的形狀或特性,焊盤部的投影區域可具有其中不太可能保證散熱的區域(即使在通過導熱粘合劑結合到導熱基材的情況中也不能促進散熱效果的區域)。在這種散熱不太可能保證的區域中,不一定需要形成凹部;然而,凹部可形成在焊盤部的投影區域的其他區域內,且凹部可以填充有導熱粘合劑。因此,可提供本發明的優點。換言之,本發明也包括焊盤部的投影區域的一部分不包括在凹部內的實施例。術語「通向配線部的連接邊界」意味著配線部和焊盤部之間的邊界。術語「面向通向配線部的連接邊界的周緣」意味著焊盤部的周緣的如下部分,所述部分與通過連接邊界上的點和焊盤部的幾何重心的假想直線相交。
絕緣膜優選地在俯視圖中存在於如下區域內,所述區域包括所述至少一個焊盤部中的面向與所述配線部相連的所述連接邊界的所述周緣。在這種結構中,絕緣膜在焊盤部內存在於面向通向配線部的連接邊界的周緣內,在將印刷電路板放置在例如導熱基材上期間,可更確定地防止導電圖案接觸導熱基材。
所述至少一個焊盤部中的一個焊盤部的投影區域和所述絕緣膜的保留部的投影區域之間的平均重疊寬度為10μm或更多且500μm或更少。這種絕緣膜的保留部分具有在上述範圍內的平均重疊寬度的構造使得能夠促進散熱,且也可使得能夠進一步促進防止導電圖案和導熱基材之間的接觸的效果。順便提及的是,術語「平均重疊寬度」意味著通過將此焊盤部的投影區域和絕緣膜的保留部分的投影區域之間的重疊面積除以焊盤部的投影區域的周緣的如下部分的長度,所述部分與絕緣膜的保留部分的投影區域重疊。
絕緣膜在俯視圖中可存在於如下區域中:所述區域包括所述至少一個焊盤部中的與所述配線部相連的所述連接邊界。在這種構造中,絕緣膜在這種焊盤部中存在於通向配線部的連接邊界內,在將印刷電路板放置在例如導熱基材上期間,也可防止導電圖案接觸導熱基材。
導熱粘合劑層包括形成在導電圖案上的第一導熱粘合劑層和形成在第一導熱粘合劑層上的第二導熱粘合劑層。第二導熱粘合劑層可具有等於或低於第一導熱粘合劑層的導熱性。以此方式,當導熱粘合劑層形成為由兩個不同層組成時,在形成第二層(第二導熱粘合劑層)之前可檢查所形成的第一層(第一導熱粘合劑層)是否存在空隙。因此,可更確定地實現利用粘合劑進行填充,以防止導熱粘合劑特性和粘合劑強度的劣化。另外,第二導熱粘合劑層形成為具有等於或小於第一導熱粘合劑層的導熱性。換言之,第一導熱粘合劑層形成為使其導熱填充物成分等於或高於第二導熱粘合劑層的導熱填充物成分,由此維持導熱粘合劑層整體的散熱效果,並且還促進例如導熱基材的粘附強度。
凹部優選地具有以階梯狀增加的直徑,以在後側上具有較大的開口,在前側上具有較小的開口。在這種凹部具有以階梯狀增加的開口直徑的構造中,凹部容易利用導熱粘合劑進行填充。
印刷電路板優選地是具有撓性的印刷電路板。當印刷電路板具有撓性時,所述印刷電路板可容易地放置在例如導熱基材上,例如具有彎曲表面的導熱基材。
優選地進一步包括在導熱粘合劑層的表面上的導熱基材,所述表面(後表面)位於與所述導電圖案相反的一側上。在這種導熱基材僅通過導熱粘合劑連接到導電圖案的構造中,容易且確定地提供了以上所述的散熱效果。
導熱基材優選地由鋁或鋁合金形成。使用鋁或鋁合金可促進導熱基材的導熱特性、可加工性和重量降低。
導熱基材優選地在布置在導熱粘合劑層上的表面上包含鈍化鋁。在這種導熱基材在布置在導熱粘合劑層的表面上包含鈍化鋁的構造中,可提高耐久性,從而提高介電強度。
根據本發明的另一個實施例的用於製造散熱電路板的方法是用於製造如下散熱電路板的方法,所述散熱電路板包括:印刷電路板,所述印刷電路板包括絕緣膜和形成在所述絕緣膜的前表面側上的導電圖案,並且所述導電圖案包括至少一個焊盤部和連接到所述至少一個焊盤部的配線部;和至少一個電子部件,所述至少一個電子部件安裝在所述至少一個焊盤部的前表面側上,所述方法包括如下步驟:將所述至少一個電子部件安裝在所述至少一個焊盤部上;在所述印刷電路板的一側上形成凹部,所述一側與安裝有所述至少一個電子部件的一側相反,所述凹部位於所述至少一個焊盤部的投影區域的至少一部分內,所述凹部延伸到所述導電圖案;和利用所述導熱粘合劑填充所述凹部,其中,在形成所述凹部的步驟中,移除除了俯視圖中的以下區域之外的所述絕緣膜:所述區域包括所述至少一個焊盤部中的與所述配線部相連的連接邊界的至少一部分或者面向所述連接邊界的周緣的至少一部分。
在用於製造散熱電路板的方法中,凹部形成在印刷電路板的與其上安裝有此電子部件的一側相反的一側上,所述凹部處於至少一個焊盤部的投影區域的至少一部分內,所述凹部延伸到導電圖案,並且此凹部填充有導熱粘合劑。因此,可製造具有與導電圖案的焊盤部的後表面接觸的導熱粘合劑層的散熱電路板。換言之,用於製造散熱電路板的方法提供了如下散熱電路板,在所述散熱電路板中,在散熱電路板被放置在例如導熱基材的散熱構件上時顯著地促進了電子部件的散熱效果。另外,執行用於製造散熱電路板的方法,使得絕緣膜在如下區域內被保留,所述區域包括所述至少一個焊盤部中的與所述配線部相連的連接邊界的至少一部分或者面向所述連接邊界的周緣的至少一部分。因此,能夠在將印刷電路板放置在例如導熱基材上期間製造散熱電路板,並且能夠防止由於導電圖案與導熱基材的接觸而發生短路。
[本發明實施例詳述]
在下文中將參考附圖描述根據本發明的實施例。
[第一實施例]
圖1A中所示的散熱電路板1主要包括:撓性印刷電路板2,所述撓性印刷電路板2具有撓性;發光二極體3,所述發光二極體3安裝在此撓性印刷電路板2上;和導熱基材10,所述導熱基材10被布置在撓性印刷電路板2的後表面側上。
撓性印刷電路板2包括:絕緣膜4;導電圖案5,所述導電圖案5被布置在此絕緣膜4的前表面側上,並且包括多個焊盤部5a和配線部5b,其中,在焊盤部5a上安裝有發光二極體3,配線部5b連接到焊盤部5a;覆蓋層6,所述覆蓋層6被布置在絕緣膜4和導電圖案5的前表面上;和粘合劑層7,所述粘合劑層7被布置在絕緣膜4的後表面上。此撓性印刷電路板2包括在與其上安裝有發光二極體3的一側相反的一側上的凹部8,所述凹部8在焊盤部5a的投影區域的至少一部分中,所述凹部8延伸到導電圖案5。此凹部8被導熱粘合劑層9a和9b填充。順便提及,導電圖案5可以被布置在施加到絕緣膜4的前表面的粘合劑上。
(絕緣膜)
撓性印刷電路板2的絕緣膜4由具有絕緣性和撓性的片形構件形成。絕緣膜4還具有限定了凹部8的前側部分的開口。
具體地,形成絕緣膜4的片形構件可以是樹脂膜。此樹脂膜的主要成分優選地是聚醯亞胺、液晶聚合物、氟樹脂,聚對苯二甲酸乙二醇酯,聚萘二甲酸乙二醇酯。順便提及地,絕緣膜4例如可包含填充物或粘合劑。術語「主要成分」意味著超過50%質量百分比的成分。
此液晶聚合物包括在熔融狀態具有液晶性的熱致性聚合物和在溶液狀態具有液晶性的溶致性聚合物。在本發明中,優選地使用熱致性液晶聚合物。
此液晶聚合物例如是通過芳香族二羧酸和例如芳香族二醇或芳香族羥基羧酸的單體之間的合成而獲得的芳香多元醇。液晶聚合物的典型的示例包括:由對羥基苯甲酸(PHB)、對苯二甲酸和4,4'-聯苯酚合成的聚合物,所述合成通過由如下化學式(1)、(2)和(3)所表示的單體的聚合來進行;由PHB、對苯二甲酸和乙二醇合成的聚合物,所述合成通過由如下的化學式(3)和(4)所表示的單體的聚合來進行;和由PHB和2,6-羥基萘甲酸合成的聚合物,所述合成通過由如下的化學式(2)、(3)和(5)所表示的單體的聚合來進行。
[化學式1]
只要具有液晶性,此液晶聚合物不被特別地限制。液晶聚合物可包含以上所述的聚合物的一個作為主聚合物(以液晶聚合物內的50%的摩爾百分比或更多)且另一個聚合物或單體被共聚。液晶聚合物可以是液晶聚酯醯胺、液晶聚酯醚、液晶聚酯碳酸酯或液晶聚酯醯亞胺。
液晶聚酯醯胺是具有醯胺鍵的液晶聚酯,其示例是通過將由如下化學式(6)所表示的單體和通過以上化學式(2)和(4)所表示的單體聚合所獲得的聚合物。
[化學式2]
液晶聚合物優選地通過使對應於形成聚合物的成分單元的開始單體經歷熔融聚合且使因此的聚合物物質(預聚物)經歷固態聚合來製造。這實現了高度可操作的高分子量液晶聚合物的製造,所述液晶聚合物例如具有高耐熱性、高強度和高剛度。熔融聚合可在催化劑的存在下執行。催化劑的示例包括例如如下金屬化合物:乙酸鎂、乙酸亞錫、鈦酸四丁酯、乙酸鉛、乙酸鈉、乙酸鉀和三氧化銻;和含氮雜環化合物如4-(二甲基氨基)吡啶和1-甲基咪唑。優選地使用氮雜環化合物。
以上所述的氟樹脂意味著其中鍵合到碳原子從而形成聚合鏈的重複單元的至少一個氫原子被氟原子或包含氟原子的有機基團(在後文中稱為「包含氟原子的基團」)取代的樹脂。包含氟原子的基團是其中直鏈或支鏈有機基團中的至少一個氫原子被氟原子取代的基團。包含氟原子的基團的示例包括氟烷基基團、氟烷氧基基團和氟聚醚基團。
術語「氟烷基基團」意味著其中至少一個氫原子被氟原子取代的烷基基團,且包含「全氟烷基基團」。具體地,術語「氟烷基基團」例如包含其中所有氫原子被氟原子取代的烷基基團,和其中除一個端部氫原子外所有氫原子被氟原子取代的烷基基團。
術語「氟烷氧基基團」意味著其中至少一個氫原子被氟原子取代的烷氧基基團,且包含「全氟烷氧基基團」。具體地,術語「全氟烷氧基基團」例如包含其中所有氫原子被氟原子取代的烷氧基基團,和其中除一個端部氫原子外所有氫原子被氟原子取代的烷氧基基團。
術語「氟聚醚基基團」意味著包括多個環氧烷鏈作為重複單元且包括端部處的烷基基團或氫原子的單價基團。氟聚醚基基團意味著其中環氧烷鏈中的至少一個氫原子和/或端部烷基基團或氫原子被氟原子取代的單價基團。術語「氟聚醚基基團」包含包括多個全氟環氧烷鏈作為重複單元的「全氟聚醚基基團」。
氟化樹脂優選為四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、氟彈性體、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物(THV)、四氟乙烯-全氟間二氧雜環戊烯共聚物(TFE/PDD)。
絕緣膜4的平均厚度的下限優選為5μm,更優選為12μm。另一方面,絕緣膜4的平均厚度的上限優選為50μm,更優選為30μm。當絕緣膜4具有小於下限的平均厚度時,絕緣膜4的強度可能不足。相反地,當絕緣膜4具有超過上限的平均厚度時,撓性印刷電路板2的撓性可能不充分。
(導電圖案)
導電圖案5具有平面構造(圖案),所述平面構造包括多個焊盤部5a和連接到焊盤部5a的配線部5b。導電圖案5可由導電材料形成,優選地由金屬形成,一般地例如由銅形成。導電圖案5例如通過選擇性地蝕刻形成在絕緣膜4的前表面上的金屬層來形成。
在散熱電路板1中,對於單獨的發光二極體3,成對形成的焊盤部5a被布置為使得其通向配線部5b的連接邊界相互面對。換言之,成對形成的焊盤部5a被布置為在與配線部5b相反的方向上被連接。
導電圖案5的平均厚度的下限優選為5μm,更優選為8μm。另一方面,導電圖案5的平均厚度的上限優選為50μm,更優選為40μm。當導電圖案5具有小於下限的平均厚度時,導電性可能變得不足。反之,當導電圖案5具有大於上限的平均厚度時,撓性印刷電路板2可能具有不足的撓性。
(覆蓋層)
覆蓋層6被布置在撓性電路板2的前表面的一部分上,所述一部分排除了其中安裝有發光二極體3的部分(在焊盤部5a的前表面側上)。具有絕緣功能和結合功能的覆蓋層6結合到絕緣膜4和導電圖案5的前表面。如圖1A中所示,在覆蓋層6包括絕緣層6a和粘附層6b時,絕緣層6a可由與絕緣膜4相同的材料形成,且可具有與絕緣膜4相同的平均厚度。形成覆蓋層6的粘附層6b的粘合劑優選地例如為環氧基粘合劑。絕緣層6a優選具有例如5μm或更大和50μm或更小的平均厚度。粘附層6b優選具有例如12.5μm或更大和60μm或更小的平均厚度。
覆蓋層6的前表面優選地具有白色。白色層形成在覆蓋層6的前表面上,使得從發光二極體3發出到撓性印刷電路板2的光被反射,由此提高光的使用效率。另外,散熱電路板1可製成為更美觀。此白色層可例如通過塗覆包含白顏料和用於顏料的粘著劑的塗層溶液來形成。
(粘合劑層)
導熱基材10被布置在絕緣膜4的後表面側上,使得粘合劑層7處於其之間。粘合劑層7圍繞導熱粘合劑層9a和9b,如下文中所述,由此提供防止導熱粘合劑層9a和9b洩漏的功能。粘合劑層7包含作為主要成分的粘合劑,利用所述粘合劑可將撓性印刷電路板2結合到導熱基材10。粘合劑不被特別地限制,且粘合劑的示例包括熱固性粘合劑,例如環氧基粘合劑、矽基粘合劑和丙烯酸基粘合劑。粘合劑層7可選擇性地包含添加劑。然而,因為散熱電路板1包括導熱粘合劑層9a和9b,所以導熱特性不需要施加到粘合劑層7。
粘合劑層7的平均厚度的下限優選為5μm,更優選為10μm。另一方面,粘合劑層7的平均厚度的上限優選為50μm,更優選為25μm。當粘合劑層7具有低於下限的平均厚度時,絕緣膜4和導熱基材10之間的結合強度可能變得不足。相反地,當粘合劑層7具有高於上限的平均厚度時,散熱電路板1可能具有過大的厚度,或導電圖案5和導熱基材10之間的距離可能變大,這可能導致散熱不充分。
粘合劑層7具有開口,所述開口限定了凹部8的後側部分,該凹部8被填充有導熱粘合劑層9a和9b。此後側部分(即凹部8在粘合劑層7內的開口的尺寸)具有比凹部8的前側部分的尺寸(即凹部8在絕緣膜4內的開口的尺寸)大的尺寸。因此,凹部8在粘合劑層7內的開口形成為具有更大的尺寸,由此促進利用導熱粘合劑層9a和9b的填充過程。另外,當絕緣膜4被移除以形成凹部8的前側部分,並且將具有限定了凹部8的後側部分的開口的粘合劑層7隨後放置在前側部分上時,促進了這些部分之間的對齊。
(凹部)
散熱電路板1包括位於撓性印刷電路板2的、與其上安裝有發光二極體3的一側相反的一側上的凹部8,所述凹部8位於焊盤部5a的投影區域的至少一部分內,凹部8延伸到導電圖案5。如圖1B中所示,在凹部8內,絕緣膜4在俯視圖中維持在保留區域P內,所述保留區域P在焊盤部5a內包括面向通向配線部5b的連接邊界L1的周緣L2。因此保留了絕緣膜4,使得在將撓性電路板2結合到導熱基材10期間,即使在面向配線部5b的連接邊界L1的通向焊盤部5a的周緣L2被按壓以向撓性印刷電路板2的後表面側彎曲時,在保留區域P內的絕緣膜4也可防止焊盤部5a和導熱基材10之間的短路發生。順便提及地,覆蓋層6在圖1B中未示出。
凹部8形成在與安裝在焊盤部5a上的發光二極體3的投影區域重疊的區域內。換言之,通過如下方式形成凹部8的前側部分:在除去保留區域P之外的覆蓋發光二極體3的投影區域的區域內,除去絕緣膜4。凹部8的後側部分形成在覆蓋了前側部分的投影區域的區域內。因此,如上所述,凹部8具有在厚度上以階梯狀增加的直徑,使得後側上的粘合劑層7內的開口(後側部分)較大,且前側上的絕緣膜4內的開口(前側部分)較小。
順便提及,在圖1A中的散熱電路板1中,多個焊盤部5a的投影區域在俯視圖中與絕緣膜4內的凹部8的開口區域(包括保留區域P)完全重疊。可替代地,只要發揮了根據本發明的促進散熱的效果,則焊盤部5a的投影區域的部分可不與絕緣膜4內的凹部8的開口區域重疊。絕緣膜4內的凹部8和焊盤部5a之間的重疊面積(除去保留區域P外)與焊盤部5a的總面積的比值的下限優選為80%,更優選為90%,再更優選為95%。當面積比小於下限時,在散熱電路板1內的散熱效果可能變得不足。
絕緣膜4內的凹部8的開口面積的上限優選為發光二極體3的突出面積的2倍,更優選為1.8倍,再更優選為1.5倍。當絕緣膜4內的凹部8的開口面積超過上限時,絕緣膜4的移除區域變大。這可能導致不足的絕緣可靠性,例如在散熱電路板2例如放置在彎曲表面上時。順便提及地,術語「凹部的開口面積」意味著凹部的底表面的面積(導電圖案或覆蓋層的暴露的後表面)且不包括保留區域P的面積。
絕緣膜4內的凹部8的開口的直徑(前側部分直徑)和粘合劑層7內的凹部8的開口的直徑(後側部分的直徑)之間的差異的下限優選地為2μm,更優選地為40μm,再更優選地為100μm。另一方面,絕緣膜4內的凹部8的開口的直徑和粘合劑層7內的凹部8的開口的直徑之間的差異的上限優選地為1000μm,更優選地為600μm,再更優選地為200μm。當絕緣膜4內的凹部8的開口的直徑和粘合劑層7內的凹部8的開口的直徑之間的差異小於下限時,利用導熱粘合劑層9a和9b的填充過程的促進可能變得不足。相反,當絕緣膜4內的凹部8的開口的直徑和粘合劑層7內的凹部8的開口的直徑之間的差異大於上限時,利用導熱粘合劑層9a和9b填充的量增加,這導致散熱電路板1的製造成本的升高。順便提及地,術語「開口直徑」意味著其面積等於開口面積的理想圓形的直徑。
絕緣膜4的保留部分的投影區域(保留區域P)和焊盤部5a中的一個的投影區域(圖1A中的左焊盤和右焊盤5a中的一個)之間的平均重疊寬度w的下限優選地為10μm,更優選地為30μm,再更優選地為50μm。另一方面,平均重疊寬度w的上限優選地為500μm,更優選地為300μm,再更優選地為100μm。當平均重疊寬度w小於下限時,可能不能充分地提供防止焊盤部5a和導熱基材10之間的短路的效果。相反地,當平均重疊寬度w大於下限時,可能不能充分地提供由於凹部8和導熱粘合劑層9a和9b而導致是的散熱效果。
散熱電路板1包括導熱粘合劑層9a和9b。導熱粘合劑層9a和9b填充到凹部8內以將導熱圖案5和導熱基材10結合在一起。具體地,導熱粘合劑層由第一導熱粘合劑層9a和第二導熱粘合劑層9b組成,其中所述第一導熱粘合劑層9a形成在導電圖案5上,且填充到凹部8的前表面側內,且所述第二導熱粘合劑層9b形成在第一導熱粘合劑層9a上,且填充到凹部8的後表面側內。以此方式,當導熱粘合劑層形成為由兩個不同的層組成時,在形成第二層(第二導熱粘合劑層9b)之前可對於所形成的第一層(第一導熱粘合劑層9a)檢查是否存在空隙。因此,利用粘合劑的填充可確定地實現,由此防止導熱特性和附著強度的劣化。
導熱粘合劑層9a和9b包含粘合劑樹脂成分和導熱填充物。
粘合劑樹脂成分的示例包括聚醯亞胺、環氧樹脂、醇酸樹脂、聚氨酯樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯胺、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、乙酸乙烯酯樹脂、矽樹脂和橡膠。當粘合劑樹脂成分是包含例如丙烯酸樹脂、矽樹脂或聚氨酯樹脂作為主要成分的粘合劑時,撓性印刷電路板2可容易且確定地結合到導熱基材10。
導熱填充物的示例包括金屬氧化物和金屬氮化物。金屬氧化物的示例包括氧化鋁、氧化矽、氧化鈹和氧化鎂。其中例如考慮到電絕緣特性、導熱特性和價格,氧化鋁是優選的。金屬氮化物的示例包括氮化鋁、氮化矽和氮化硼。其中例如考慮到電絕緣特性、導熱特性和低介電常數,氮化硼是優選的。順便提及地,可混合使用金屬氧化物和金屬氮化物中的兩個或多個。
導熱填充物在導熱粘合劑層9a和9b中的成分的下限優選地為40%體積百分比,更優選地為45%體積百分比。另一方面,導熱填充物的成分的上限優選地為85%體積百分比,更優選地為80%體積百分比。當導熱填充物的成分小於下限時,導熱粘合劑層9a和9b的導熱特性可能變得不足。相反地,當導熱填充物的成分大於上限時,在粘合劑樹脂成分和導熱填充物混合期間傾向於出現泡的進入,這可能導致介電強度的劣化。順便提及地,導熱粘合劑層9a和9b除導熱填充物外可包含例如固化劑的其它的粘合劑。
導熱粘合劑層9a和9b的導熱性的下限優選地為1W/mK,更優選地為3W/mK。另一方面,導熱粘合劑層9a和9b的導熱性的上限優選地為20W/mK。當導熱粘合劑層9a和9b的導熱性小於下限時,在散熱電路板1內的散熱效果可能變得不足。相反地,當導熱粘合劑層9a和9b的導熱性超過上限時,導熱填充物的成分可能變得過高。因此,在粘合劑樹脂成分和導熱填充物混合期間傾向於出現泡的進入,這可能導致介電強度的劣化,或可能導致過高的成本。
第二導熱粘合劑層9b優選地具有小於等於第一導熱粘合劑層9a的導熱性。換言之,第二導熱粘合劑層9b的導熱填充物成分優選地小於等於第一導熱粘合劑層9a的導熱填充物成分。第一導熱粘合劑層9a因此形成為使得其導熱填充物成分大於等於第二導熱粘合劑層9b的導熱填充物成分,由此維持導熱粘合劑層的整體的散熱效果,且提高導熱基材10的附著強度。
形成第一導熱粘合劑層9a的粘合劑的觸變性優選地大於等於形成第二導熱粘合劑層9b的粘合劑的觸變性。第一導熱粘合劑層9a的粘合劑的觸變性被設定為大於等於第二導熱粘合劑層9b的粘合劑的觸變性,使得填充到凹部8內的粘合劑的程度提高,這使得第一導熱粘合劑層9a的形成可更容易且更確定。順便提及地,觸變性是粘性在施加力時降低且在移除力時恢復初始粘性的特性的指標。觸變性例如通過將低剪切率下的粘性除以高剪切率下的粘性所計算得到的比值來表示。
導熱粘合劑層9a和9b優選地具有高絕緣性能。具體地,導熱粘合劑層9a和9b的體積電阻係數的下限優選地為1×108Ωcm,更優選地為1×1010Ωcm。當導熱粘合劑層9a和9b的體積電阻係數低於下限時,導熱粘合劑層9a和9b可能具有低絕緣性能,這可能導致導電圖案5和導熱基材10之間的導電。順便提及地,體積電阻係數是根據JIS-C2139(2008)測量的值。
導熱粘合劑層9a和9b作為整體的平均厚度(從第二導熱粘合劑層9b的後表面到導電圖案5的後表面的平均距離)優選地大於絕緣膜4的平均厚度和粘合劑層7的平均厚度的總和。具體地,導熱粘合劑層9a和9b作為整體的平均厚度的下限優選地為5μm,更優選地為10μm。另一方面,導熱粘合劑層9a和9b作為整體的平均厚度的上限優選地為100μm,更優選地為50μm。當導熱粘合劑層9a和9b作為整體具有低於下限的平均厚度時,導熱粘合劑層9a和9b可能不充分地與放置在絕緣膜4的後表面側上的導熱基材10接觸,這可能導致不充分的散熱效果。相反地,當導熱粘合劑層9a和9b作為整體具有超過上限的平均厚度時,利用導熱粘合劑層9a和9b作為整體的填充量可能增加。這可能導致成本升高或散熱電路板1的過大的厚度。
第二導熱粘合劑層9b的平均厚度與第一導熱粘合劑層9a的平均厚度的比值的下限優選地為0.1,更優選地為0.2。另一方面,第二導熱粘合劑層9b與第一導熱粘合劑層9a的平均厚度的比值的上限優選地為2,更優選地為1.5。當第二導熱粘合劑層9b的平均厚度與第一導熱粘合劑層9a的平均厚度的比值小於下限時,提高附著的效果可能變得不足。相反地,當第二導熱粘合劑層9b的平均厚度與第一導熱粘合劑層9a的平均厚度的比值超過上限時,散熱效果可能變得不足。
發光二極體3安裝在撓性電路板2的多個焊盤部5a上。發光二極體3可以是多色發射型或單色發射型,且可以是晶片型或表面安裝型,例如以合成樹脂包封。發光二極體3通過焊料3a連接到焊盤部5a。然而,將發光二極體3連接到焊盤部5a的方法不限制於焊接,且例如可以是使用導電膏的晶片結合或使用金屬線的線結合。
導熱基材10是具有高導熱性的構件。導熱基材10例如可以具有板或塊的形狀。導熱基材10的材料的示例包括金屬、陶瓷和碳。當然,優選地使用金屬。形成導熱基材10的此金屬的示例包括鋁、鎂、銅、鐵、鎳、鉬和鎢。當然,特別優選的是在導熱特性、可加工性和減重方面優秀的鋁和鋁合金。
當導熱基材10由鋁或鋁合金材料形成時,導熱基材在表面中具有鈍化鋁。因此導熱基材10的表面進行鈍化鋁處理,使得可提高導熱基材10的耐久性,這導致介電強度的提高。鈍化鋁優選地具有例如10μm或更大且100μm或更小的平均厚度。
當導熱基材10形成為具有板狀時,平均厚度的下限優選地為0.3mm,更優選地為0.5mm。另一方面,導熱基材10的平均厚度的上限優選地為5mm,更優選地為3mm。當導熱基材10具有小於下限的平均厚度時,導熱基材10可能具有不足夠的強度。相反地,當導熱基材10具有大於上限的平均厚度時,導熱基材10可能變得難於加工,且散熱電路板1可能具有過大的重量或體積。
導熱基材10的導熱性的下限優選地為50W/mK,更優選地為1000W/mK。當導熱基材10的導熱性低於下限時,散熱電路板1內的散熱效果可能變得不足。
[用於製造散熱電路板的方法]
散熱電路板1可通過包括如下步驟的製造方法製造,即:形成絕緣膜4、導電圖案5和覆蓋層6的層疊體;在絕緣膜的、與其上安裝有發光二極體3的一側相反的一側上形成凹部8的前側部分8a,所述凹部8處在焊盤部5a的投影區域的至少一部分內,所述凹部延伸到導電圖案5;將單獨的發光二極體3安裝在具有凹部8的前側部分8a的層疊體的多個焊盤部5a上;在具有凹部8的前側部分8a的絕緣膜4的後表面上形成粘合劑層7,以便形成凹部8的後側部分8b;利用導熱粘合劑層9a和9b填充凹部8;和將填充有導熱粘合劑層9a和9b的撓性印刷電路板2放置在導熱基材10的表面上。
(層疊體形成步驟)
層疊體形成步驟是形成圖2中圖示的層疊體,且從後表面側起依次包括:絕緣膜4、導電圖案5和覆蓋層6。具體地,首先在覆蓋層6內在對應於導電圖案5的焊盤部5a的位置處例如通過衝壓形成開口。隨後,金屬箔(或導電膜)結合到覆蓋層6的後表面且例如接受蝕刻以形成導電圖案5。覆蓋層6和導電圖案5隨後放置在絕緣膜4的前表面上,在絕緣膜4中,凹部8的前側部分8a已通過以上所述的凹部前側部分形成步驟而形成的。因此,形成了層疊體。
(凹部前側部分形成步驟)
如在圖2中所圖示,凹部前側部分形成步驟是移除除了保留區域P之外的包括焊盤部5a的投影區域的至少一部分的區域內的絕緣膜4、由此形成凹部8的前側部分8a的步驟。當在絕緣膜4被放置在覆蓋層6和導電圖案5上之前執行此步驟時,用於移除絕緣膜4的方法可以是衝壓。可替代地,當在絕緣膜4放置在覆蓋層6和導電圖案5上之後執行此步驟時,方法的示例包括將除去將被移除的區域之外的被掩模的絕緣膜4浸入到蝕刻劑的方法,和利用雷射照射絕緣膜4的移除區域的方法。
順便提及,層疊體形成步驟和前側凹部部分形成步驟不需要以以上所述的次序執行,且可以以其它的次序執行。例如,首先將金屬箔直接地或通過粘合劑放置在絕緣膜4的前表面上。隨後,在布置在絕緣膜4的前表面上的金屬箔內形成導電圖案5。將金屬箔放置在絕緣膜4上的方法不被特別地限制。方法的示例包括利用粘合劑將金屬箔結合的結合方法;將金屬箔以作為用於絕緣基板的材料的樹脂複合物塗覆的塗覆方法;和通過熱壓結合金屬箔的層疊方法。用於形成導電圖案5的方法也不被特別地限制,且可以是例如蝕刻的已知的方法。在形成導電圖案5之後,覆蓋層6可以被放置在絕緣膜4和導電圖案5的前表面上以形成層疊體。在此情況中,在覆蓋層6內在對應於導電圖案5的焊盤部5a的位置處事先形成開口。
(第一導熱粘合劑層填充步驟)
如圖3中所示,第一導熱粘合劑層填充步驟是利用導熱粘合劑層9a填充凹部8a的步驟,所述凹部8a被限定為通過移除絕緣膜4形成的部分。用於利用第一導熱粘合劑層9a填充的方法的示例包括:通過絲網印刷來印刷粘合劑以形成第一導熱粘合劑層9a的方法;利用分配器分配用於形成第一導熱粘合劑層9a的粘合劑的方法;和結合粘合劑片的方法,其中用於形成第一導熱粘合劑層9a的粘合劑被放置在離型膜上。可替代地,在以上所述的粘合劑層放置步驟之後可執行利用第一導熱粘合劑層的填充,如利用第一導熱粘合劑層和第二導熱粘合劑層兩者填充。
第一導熱粘合劑層9a的粘性下限優選地為10Pa·s,更優選地為50Pa·s。另一方面,在填充期間第一導熱粘合劑層9a的粘性上限優選地為1000Pa·s,更優選地為500Pa·s。當在填充期間第一導熱粘合劑層9a的粘性小於下限時,在第一導熱粘合劑層9a固化前,第一導熱粘合劑層9a可能流動,這可能導致利用第一導熱粘合劑層9a的填充的程度的劣化。相反地,當在填充期間第一導熱粘合劑層9a的粘性大於上限時,第一導熱粘合劑層9a可能不充分地填充到凹部8a內。
在執行利用第一導熱粘合劑層9a填充之後,第一導熱粘合劑層9a通過加熱而固化。此時加熱溫度可以例如為120℃或更高且200℃或更低。加熱時間例如可以為30分鐘或更長且600分鐘或更短。
(發光二極體安裝步驟)
如在圖4中所圖示,發光二極體安裝步驟是將發光二極體3的多個端子連接到層疊體中的多個焊盤部5a以在層疊體上安裝發光二極體3的步驟,其中在該層疊體中,在凹部8a中形成第一導熱粘合劑層9a。將發光二極體3連接到焊盤部5a的方法的示例包括焊料再流動、使用導電膏的晶片結合和使用金屬線的線結合。順便提及地,圖4圖示了其中發光二極體3利用焊料3a安裝的示例。
(粘合劑層放置步驟)
如在圖5中所圖示,粘合劑層放置步驟是在絕緣膜4上放置粘合劑層7的步驟,在所述粘合劑層7內形成開口,以在包括其中移除絕緣膜4的區域的區域內限定凹部8的後側部分8b。此步驟例如可執行如下過程。首先製備粘合劑片,所述粘合劑片包括通過在第一離型膜的表面上塗覆放置的B階段(半固化)的粘合劑,且包括將第二離型膜放置在粘合劑的表面上。隨後,將對應於粘合劑層7的開口區域的粘合劑片的部分與兩個離型膜一起移除,例如通過衝壓移除。在此之後,將粘合劑片的離型膜的一個剝離且將粘合劑片的暴露的粘合劑表面放置在(臨時地結合到)絕緣膜4的後表面上,使得粘合劑片的被移除的部分(開口部分)重疊了絕緣膜4-移除的區域(凹部8的前側部分8a)。可替代地,用於開口部分的移除可在粘合劑片放置在絕緣膜4上之後執行;然而,不可使用衝壓。因此,以上所述的方法以更高的可操作性執行。
(第二導熱粘合劑層填充步驟)
如圖6中所示,第二導熱粘合劑層填充步驟是執行利用第二導熱粘合劑層9b在凹部8內的第一導熱粘合劑層9a的後表面上填充的步驟,所述凹部8被定義為絕緣膜4和粘合劑層7的移除部分。用於利用第二導熱粘合劑層9b填充的方法的示例包括:通過絲網印刷來印刷用於形成第二導熱粘合劑層9b的粘合劑的方法;以分配器分配用於形成第二導熱粘合劑層9b的粘合劑的方法;和用於結合粘合劑片的方法,其中用於形成第二導熱粘合劑層9b的粘合劑被放置在離型膜上。順便提及地,在發光二極體安裝步驟之前可以不執行第一導熱粘合劑層填充步驟,且在此步驟中可執行利用第一導熱粘合劑層和第二導熱粘合劑層的填充。
第二導熱粘合劑層9b的粘性下限優選地為10Pa·s,更優選地為50Pa·s。另一方面,在填充期間第二導熱粘合劑層9b的粘性上限優選地為1000Pa·s,更優選地為500Pa·s。當在填充期間第二導熱粘合劑層9b的粘性小於下限時,在第二導熱粘合劑層9b固化前,第二導熱粘合劑層9b可能流動,這可能導致利用第二導熱粘合劑層9b的填充的程度的劣化。相反地,當在填充期間第二導熱粘合劑層9b的粘性大於上限時,第二導熱粘合劑層9b可能不充分地填充到凹部8內。
(導熱基材放置步驟)
導熱基材放置步驟是將導熱基材10放置在撓性印刷電路板2的後表面上由此獲得圖1A中的散熱電路板1的步驟,其中在撓性印刷電路板2中,凹部8被填充有導熱粘合劑層9a和9b。具體過程如下。首先將導熱基材10放置在(臨時熱結合到)撓性印刷電路板2的後表面(第二導熱粘合劑層9b和粘合劑層7的後表面),以獲得導熱基材層疊體。在此之後,此導熱基材層疊體在相對低的溫度下例如在真空容器中被壓制以獲得初步壓制結合。在初步壓制結合之後,導熱基材層疊體在高溫下被加熱以使導熱粘合劑層9a和9b和粘合劑層7固化。因此,獲得了散熱電路板1。
在初步壓制結合期間施加到導熱基材層疊體的壓力例如可以為0.05Mpa或更高且1Mpa或更低。在初步壓制結合期間的溫度例如優選地為70℃或更高且120℃或更低。
在導熱基材層疊體的高溫加熱期間的溫度例如可以為120℃或更高且200℃或更低。用於高溫加熱的時間例如為30分鐘或更長且600分鐘或更短。
散熱電路板1至少在用於發光二極體3的焊盤部5a的投影區域的部分內包括凹部8,所述凹部8延伸到導電圖案5;且凹部8被填充有導熱粘合劑。因此,導熱粘合劑層9a和9b直接布置在印刷電路板2的導電圖案5上。因此,在散熱電路板1中,導電圖案5通過導熱粘合劑連接到導熱基材10,由此顯著地促進用於發光二極體3的散熱效果。在散熱電路板1中,絕緣膜4在如下區域內被保留,所述區域包括焊盤部5a內的面向通向配線部5b的連接邊界的周緣的至少一部分,由此防止由於導電圖案5與導熱基材10的接觸導致的短路的發生。
在散熱電路板1內,凹部8形成在與發光二極體3的投影區域重疊的區域內,所述發光二極體3安裝在定位在凹部8的底表面處的焊盤部5a上。因此,通過導熱粘合劑層9a和9b傳導的熱在導電圖案5的焊盤部5a的厚度方向上經過以達到導熱基材10。因此,在散熱電路板1內,可進一步促進用於發光二極體3的散熱效果。
此外,在散熱電路板1內,凹部8具有以階梯狀增加的直徑,以具有在後側上在粘合劑層7內更大的開口和在前側上在絕緣膜4內更小的開口。這促進實現在粘合劑層放置步驟中在絕緣膜4和粘合劑層7之間的對齊的過程,且也促進在導熱粘合劑層填充步驟中利用導熱粘合劑層9a和9b填充凹部8的過程。
因為散熱電路板1包括具有撓性的撓性印刷電路板2,所以可容易地布置散熱電路板1以順應例如具有彎曲的表面的導熱基材。
[第二實施例]
在圖7中圖示的散熱電路板11主要包括:撓性印刷電路板2,所述撓性印刷電路板2具有撓性;發光二極體3,所述發光二極體3安裝在此撓性印刷電路板2上;和導熱基材10。所述導熱基材10被布置在撓性印刷電路板2的後表面側上。此撓性印刷電路板2包括在與其上安裝有發光二極體3的一側相反的一側上的凹部18,所述凹部18處在焊盤部5a的投影區域的至少一部分內,所述凹部18延伸到導電圖案5。此凹部18填充有導熱粘合劑層9a和9b。除了凹部18之外,圖7中的散熱電路板11內的撓性印刷電路板2與圖1中的散熱電路板1內的撓性印刷電路板2相同。發光二極體3和導熱基材10與圖1中的散熱電路板1中的情況相同。因此,使用了相同的附圖標號且將省去冗餘的描述。
(凹部)
散熱電路板11包括處在撓性印刷電路板2的與其上安裝有發光二極體3的一側相反的一側上的凹部18,所述凹部18處在焊盤部5a的投影區域的至少一部分內,所述凹部18延伸到導電圖案5。在凹部18內,絕緣膜4在俯視圖中在保留區域P內保留,所述保留區域P在焊盤部5a中包括通向配線部5b的連接邊界。絕緣膜4因此被保留,使得在撓性印刷電路板2結合到導熱基材10時,壓向撓性印刷電路板2的後表面側的導電圖案5的量降低。因此,可防止焊盤部5a和導熱基材10之間的短路。
如以上第一實施例的散熱電路板1的凹部8,凹部18形成在與發光二極體3的投影區域重疊的區域內,所述發光二極體3安裝在布置在凹部18的底表面處的焊盤部5a上。換言之,凹部18的前側部分通過移除除去保留區域P之外的在覆蓋發光二極體3的投影區域的區域內的絕緣膜4來形成。凹部18的後側部分形成在覆蓋了前側部分的投影區域的區域內。凹部18和絕緣膜4內的焊盤部5a之間的重疊面積與焊盤部5a的總面積之間的比值、絕緣膜4內的凹部18的開口的面積和絕緣膜4內的凹部18的開口的直徑(前側部分的直徑)與粘合劑層7內的凹部18的開口的直徑(後側部分的直徑)之間的差異可被設定為與以上第一實施例的散熱電路板1的凹部8內的情況相同。
絕緣膜4的保留部分的投影區域(保留區域P)和焊盤部5a中的一個(圖7中的左側和右側焊盤部5a中的一個)的投影區域之間的平均重疊寬度w相對於焊盤部5a的在焊盤部5a到配線部5b的連接方向上的平均長度的下限優選地為1%,更優選地為5%,再更優選地為10%。另一方面,平均重疊寬度w相對於焊盤部5a的在焊盤部5a到配線部5b的連接方向上的平均長度的上限優選地為20%,更優選地為15%,再更優選地為12%。當平均重疊寬度w小於下限時,防止焊盤部5a和導熱基材10之間的短路的效果可能變得不足。相反地,當平均重疊寬度w超過上限時,由於凹部18和導熱粘合劑層9a和9b造成的散熱效果可能變得不足。順便提及地,術語「焊盤部到配線部的連接方向」意味著沿著如下直線的方向,所述直線經過焊盤部的通向配線部的連接邊界的中心,所述連接邊界與保留區域P重疊,且經過焊盤部的幾何重心。
[第三實施例]
圖8中圖示的散熱電路板21主要包括:撓性印刷電路板2,所述撓性印刷電路板2具有撓性;多個發光二極體3,所述多個發光二極體3被安裝在撓性印刷電路板2上;和導熱基材20,所述導熱基材20被布置在撓性印刷電路板2的後表面側上。撓性印刷電路板2包括凹部8,所述凹部8在與其上安裝有發光二極體3的一側相反的一側上,所述凹部8處在焊盤部5a的投影區域的至少一部分內,所述凹部8延伸到導電圖案5。凹部8填充有導熱粘合劑層9a和9b。圖8中的散熱電路板21內的撓性印刷電路板2和發光二極體3與圖1中的散熱電路板1內的情況相同。因此,使用相同的附圖標號且將省去冗餘的描述。
導熱基材20是板形金屬構件,且包括在其上布置了撓性印刷電路板2的區域內的彎曲的表面或彎折的表面。具體地,導熱基材20彎曲的或彎的以便具有凸形表面,在所述凸形表面上布置有撓性印刷電路板2。因此,撓性印刷電路板2沿導熱基材20的表面彎曲或彎折。導熱基材20因此彎曲或彎折,使得安裝在撓性印刷電路板2上的多個發光二極體3可被布置為具有不同的發射方向。例如,包括散熱電路板21的LED發光設備實現了對於取決於位置的發光強度變化的降低。
導熱基材20的材料和平均厚度可設定為與以上第一實施例的散熱電路板1的導熱基材10中的情況相同。
順便提及地,從連接可靠性的觀點考慮,發光二極體3優選地被安裝在不同於導熱基材20和撓性印刷電路板2的彎曲的表面和彎的表面的位置處。圖8圖示了三個發光二極體3。然而,安裝在散熱電路板21上的發光二極體3的數量不限制於三個,且可以是兩個或四個或更多。
[第四實施例]
圖9中圖示的散熱電路板31主要包括:撓性印刷電路板2,所述撓性印刷電路板2具有撓性;多個發光二極體3,所述多個發光二極體3被安裝在撓性印刷電路板2上的;和導熱基材10,所述導熱基材10被布置在撓性印刷電路板2的後表面側上。撓性印刷電路板2包括凹部38,所述凹部38在與其上安裝有發光二極體3的一側相反的一側上,所述凹部38處在焊盤部5a的投影區域的至少一部分內,所述凹部38延伸到導電圖案5。凹部38填充有導熱粘合劑層9a和9b。除凹部38之外,圖9中的散熱電路板31上的撓性印刷電路板2與圖1中的散熱電路板1中的撓性印刷電路板2相同。發光二極體3和導熱基材10與圖1中的散熱電路板1中的情況相同。因此,使用相同的附圖標號且將省略冗餘描述。
(凹部)
在散熱電路板31中,凹部38形成為包括單獨的發光二極體3的單獨的端子連接到其上的單獨的焊盤部5a的投影區域,且因此包括另一個發光二極體3的單獨的端子連接到其上的單獨的焊盤部5a的投影區域,換言之,延伸到超過多個發光二極體3的程度。在凹部38內,絕緣膜4在俯視圖中在保留區域P內被保留,所述保留區域P在焊盤部5a內包括面向通向配線部5b的連接邊界的多個周緣。因此,散熱電路板31實現了多個發光二極體3的散熱效果的提高,且防止由於導電圖案5與導熱基材10的接觸導致的短路的發生。
[其他實施例]
在此所公開的實施例應在所有方面中理解為示例且不理解為具有限制性。本發明的範圍不限制於以上所述的實施例的構造而是通過權利要求指示。本發明的範圍旨在包含權利要求的等價物的意義和範圍內的所有變體。
散熱電路板可設置為包括布置在導熱粘合劑層和不包括導熱基材的粘合劑層的後表面上離型膜。此離型膜可以是具有被處理為可釋放的表面的樹脂膜。此離型膜在散熱電路板結合到例如金屬板的導熱基材上時被剝離。
在以上的第一實施例和第二實施例中安裝了單獨的發光二極體。可替代地,可安裝兩個或多個發光二極體。
在以上所述的實施例中,發光二極體被安裝在印刷電路板上。然而,不同於發光二極體的電子部件可被安裝在此印刷電路板上。單獨的電子部件不必要安裝在多個焊盤部上且可被安裝在單獨的焊盤部上。
如在圖10中所圖示,本發明也可應用於具有如下導電圖案的印刷電路板中,其中多個焊盤部5a如此布置,使得通向配線部5b的連接邊界不面向彼此。在此導電圖案的情況中,本發明的優點可通過將凹部48形成在包括焊盤部5a的投影區域內以及通過將用於每個焊盤部5a的絕緣膜的保留區域P形成在通向配線部5b的連接邊界內或形成在面向連接邊界的周緣內來提供。順便提及地,圖10圖示了其中在每個焊盤部5a中保留區域P提供在面向通向配線部5b的連接邊界的周緣內的情況。
當多個配線部連接到單獨的焊盤部時,即單獨的焊盤部具有通向多個配線部的連接邊界時,絕緣膜在俯視圖中至少在包括單獨的連接邊界或面向單獨的連接邊界的周緣的區域內保留。然而,為確定地提供防止短路的效果,絕緣膜優選地在俯視圖中在包括所有連接邊界或面向所有連接邊界的周緣的區域內保留。
絕緣膜在俯視圖中可在單獨的焊盤部內在包括通向配線部的連接邊界的區域和包括面向連接邊界的周緣的區域內保留。
在以上所述的實施例的每個中,凹部形成在包括多個焊盤部的投影區域的區域內。可替代地,凹部可形成為包括單獨的焊盤部的投影區域。另外,其中形成有凹部的區域可包括不與電子部件的投影區域和焊盤部重疊的區域。
在散熱電路板中,凹部可具有用於絕緣膜(前表面側)內的開口和粘合劑層(後表面側)內的開口的相同的直徑。換言之,凹部可具有在印刷電路板的厚度方向上的恆定的開口面積。
導熱粘合劑層不必需具有雙層構造,而是可具有單層構造。當導熱粘合劑層具有雙層構造時,相同類型的導熱粘合劑可用於形成雙層構造。具體地,導熱粘合劑填充到凹部內且被熱固化以形成第一導熱粘合劑層,且相同的導熱粘合劑隨後被填充在第一導熱粘合劑層的後表面上以形成第二導熱粘合劑層。因此,可獲得具有雙層構造的導熱粘合劑層。順便提及地,可使用三個或更多的導熱粘合劑。
在本發明中使用的印刷電路板不限制於具有撓性的撓性印刷電路板,且可以是剛性的印刷電路板。在本發明中使用的印刷電路板不限制於以上所述實施例中的印刷電路板,只要其包括前表面內的焊盤部和後表面上的絕緣膜(基礎膜)。印刷電路板的示例包括具有在絕緣膜的兩個表面上的導電圖案的雙側印刷電路板;和其中帶有導電圖案的多個絕緣膜被堆疊的多層印刷電路板。在此雙側印刷電路板或多層印刷電路板的情況中,散熱效果可通過使得導熱粘合劑與布置在最後表面側(與其上安裝有電子部件的表面相對的表面)上的導電圖案接觸而被促進。
示例
在下文中將參考示例更具體地描述本發明。然而,本發明不限制於如下的示例。
[No.1]
首先製備層疊體,其中將包含聚醯亞胺作為主要成分的且平均厚度為25μm的基礎膜(絕緣膜)、由銅箔形成的平均厚度為35μm的導電圖案和覆蓋層從後側表面以此順序依次堆疊,其中所述覆蓋層包括包含聚醯亞胺作為主要成分的且具有平均厚度為25μm的絕緣層和平均厚度為30μm的附著層。順便提及地,層疊體在前表面(覆蓋層的前表面)內具有對於550nm的波長85%的反射率的白色塗層。此層疊體在導電圖案內包括一對其上可安裝LED(發光二極體)的焊盤部;開口形成在覆蓋層內以便對應於焊盤部。順便提及地,該一對焊盤部是矩形的,且面向彼此的周緣之間的距離為100μm。
隨後,在其上將LED安裝在層疊體內的區域的投影區域(其面積等於焊盤部的面積)內,利用蝕刻劑移除基礎膜以形成凹部來暴露導電圖案。此時,基礎膜在如下區域內保留,所述區域在其實安裝有LED的兩個焊盤部內包括面向通向配線部的連接邊界的周緣。基礎膜的保留部分的投影區域和單獨的焊盤部的投影區域之間的平均重疊寬度被設定為230μm。即,保留部分在其中形成一對焊盤部平行布置的方向上的平均寬度為560μm。在此之後,使焊盤部通過平均厚度為150μm的金屬掩模接受無鉛焊料(Sn-3.0Ag-0.5Cu)的絲網印刷。在此焊料上放置白色LED(來自Nichia Corporation的NS2W757DR)。焊料經歷再流動以安裝LED。
隨後,在具有被處理以可移除的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(離型膜)內,將表面以環氧基粘合劑塗覆。粘合劑被乾燥以處於B階段,且具有20μm的平均厚度。在粘合劑的表面上放置離型膜以形成粘合劑片。此粘合劑片被切除以對應於LED安裝區域的投影區域的部分(所述部分的面積等於焊盤部的面積),且粘合劑片同時被衝壓以對應於層疊體的外部形狀。在此之後,粘合劑片的離型膜中的一個被剝離。粘合劑片被臨時結合到層疊體的後表面,使得切除的部分匹配基礎膜的導電圖案暴露區域。因此,獲得了撓性印刷電路板。
在粘合劑片臨時結合之後(在放置粘合劑層之後),撓性印刷電路板的切除部分(通過移除基礎膜和粘合劑形成的部分)通過絲網印刷被填充以導熱性為2.2W/mK的導熱粘合劑,且通過將環氧基粘合劑、固化劑、微粒尺寸為5至30μm的氧化鋁微粒和微粒尺寸為0.1至1μm的氧化鋁微粒混合來製備所述導熱粘合劑。
在利用導熱粘合劑填充之後,剝離粘合劑片的後表面上的離型膜,且粘合劑片臨時地結合到平均厚度為1mm的鋁板。此層疊體在真空容器內在100℃下被加熱以降低粘合劑的粘性。隨後,將LED安裝在其上的撓性印刷電路板以矽橡膠從前表面側以0.1Mpa的壓力壓制,以執行初步壓制結合。因此,產生了鋁板層疊體。在此之後,將鋁板層疊體從真空容器取出,放置在預熱爐內,且在150℃下加熱120分鐘以使粘合劑固化。因此,獲得了電路板NO.1。
[No.2]
除了不執行移除基礎膜、切除粘合劑片且利用導熱粘合劑填充之外,電路板NO.2與NO.1相同地獲得。
[參考示例1]
作為包含聚醯亞胺作為主要成分和鋁板的基礎膜的替代,使用具有1mm的平均厚度的鋁基板。在此鋁基板上利用平均厚度為80μm的粘合劑層在其之間形成與NO.1相同的導電圖案且安裝LED。因此,獲得了參考示例1的電路板。
[參考示例2]
除在移除基礎膜期間在俯視圖中在如下區域內不保留基礎膜之外,獲得與NO.1中相同的參考示例2的電路板,即所述區域在焊盤部內包括面向通向配線部的連接邊界的周緣。
[評估]
對於NO.1和NO.2和以上參考示例1和2的電路板都通過有限元方法進行熱分析,其中圍繞電路板的空氣的導熱係數為5W/m2K。基於熱分析結果,評估了在溫度升高時鋁板或鋁基板的最低溫度和LED的溫度之間的差異。
[表1]
如在表1中描述,電路板No.1提供了比不移除基礎膜的No.2更強的散熱效果,且提供了等同於使用鋁基板的參考示例1的電路板的散熱效果以及等同於基礎膜在俯視圖中在如下區域內不保留的參考示例2的散熱效果,所述區域在焊盤部內包括面向通向配線部的連接邊界的周緣。
工業可應用性
如以上所述,根據本發明的散熱電路板和用於製造散熱電路板的方法可提供具有高絕緣可靠性的電路板,可有效地促進從所安裝的電子部件的散熱,且適合於可應用於例如LED發光設備。
附圖標記列表
1、11、21和31 散熱電路板
2 撓性印刷電路板
3 發光二極體
3a 焊料
4 絕緣膜
5 導電圖案
6 覆蓋層
6a 絕緣層
6b 附著層
7 粘合劑層
8、18、38和48 凹部
8a 前側部分
8b 後側部分
9a 第一導熱粘合劑層
9b 第二導熱粘合劑層
10和20 導熱基材
P 保留區域
L1 連接邊界
L2 周緣