高效導熱基體的迴路製作法及高效導熱基體迴路組件的製作方法

2023-09-17 17:10:50 2

專利名稱：高效導熱基體的迴路製作法及高效導熱基體迴路組件的製作方法
技術領域：
本發明是有關於一種電器組件，特別指一種高效導熱基體的迴路製作 法；本發明還提供上述方法製成的高效導熱基體迴路組件 背景技術一般慣用金屬導熱基體設迴路的製作，請參閱圖l所示，其以一鋁板l 上塗布一導熱膠2，該導熱膠2上固著一銅箔層，再將該銅箔層予以浸泡電 解液體予以蝕刻形成迴路3，藉由此方法製成的迴路供一電子組件4安裝使 用，該電子組件4如使用發光二極體，可以將其導引線5焊固於該迴路3， 該電子組件4可以貼固於該導熱膠2，該電子組件4導通電源工作產生的熱 經由該導熱膠2傳遞，雖然該鋁板1可以傳導該迴路3上熱量，但受限該導 熱膠2導熱效果不佳不如金屬鋁，所以其傳遞熱、散熱效果並不如金屬理 想，此很容易造成對散熱要求嚴苛的電子組件如發光二極體，往往因散熱 不佳造成熱量累積、間接或直接造成發光二極體損壞影響發工功能及使用 壽命。況且習用工藝該鋁板1上導熱膠2固著該銅箔層，再予以浸泡電解液體 予以蝕刻形成該迴路3，銅箔在蝕刻施工過程不僅速度慢，並蝕刻過程使 用電解液，使用過的廢電解液會產生電解液大量排放，此廢電解液並產生 水質環境汙染，慣用使用蝕刻工藝的金屬基體迴路，在使用、製造都有很 大的缺失、並產生環境汙染，需要業者努力改善。本案發明人乃以其多年從事照明及能源器材相關設備的製造及設計， 鑑於慣用電器組件連接迴路器件並無法有效散熱使功能受到局限，必須使 用新的迴路器件提高散熱功效，使可增加使用壽命及增強功率、照明亮度 使用，乃積極研究改良、遂有本發明之開發。 發明內容本發明的目的在於改進現有技術中的不足，提供一種高效導熱基體的回 路製作法，使得金屬導體絕緣層為鋁金屬材質一體成型連接，具有良好導 熱效果，迴路為直接與金屬導體絕緣層結合，整體構成良好導熱結構提高 散熱能力。本發明的次要目的在於提供一種導電膏直接印刷於絕緣層、固定成 型迴路，施工速度快減少製造過程汙染的高效導熱基體的迴路製作法。 本發明另一目的在於提供使用上述方法製成的高效導熱基體迴路組件。本發明的目的是這樣實現的一種高效導熱基體的迴路製作法，其由一金屬導體上製作絶緣層，該絕緣層上布設一迴路，以供電子組件固接於該金屬導體，該迴路連通電源使用；其特徵是-首先將該金屬導體，先經由包括清洗、磨平的前步驟，該金屬導體形 成一平臺面；然後將該平臺面處理一體成型該絕緣層，該絕緣層表層並製造一可容 易附著固定的連接層；接著將導電材料以印刷電路方法，將該導電材料依該迴路之布局塗設 於該絕緣層之連接層，即形成具有高導熱基體的迴路。其中，該金屬導體之平臺面清洗為鹼洗後、以陽極氧化處理製成一體 成型該絕緣層，該絕緣層並產生一氧化薄膜。其中，該金屬導體使用鋁基材，該金屬導體上利用陽極氧化處理方法 產生一凹凸粗糙的連接層，該絕緣層、連接層產生設定厚度氧化薄膜供印 刷該迴路之布局。其中，該絕緣層之連接層上側批覆一良好導熱的隔絕層製程形成多層 導熱絕緣，該隔絕層供印刷電路方法製造該迴路之布局。一種高效導熱基體迴路組件，其由一導熱基體上附著一絕緣層， 一回 路固著於該絕緣層上，可供一電子組件固著於該導熱基體及連接該迴路， 該迴路連接電源導通該電子組件，提供電流工作使用；其特徵是該導熱基體，系在於表面設以一體延伸氧化膜構成該絕緣層，該絕緣 層表層並形成一凹凸粗糙的連接層；該迴路，以導電材質依電路布局全部於該絕緣層的連接層，該迴路 緊密接合該連接層、構成連接該導熱基體。其中，該導熱基體依該迴路布局設有多數孔槽，該孔槽嵌固一良導體； 該電子組件連接該迴路同時接觸該良導體、並固定於該導熱基體。其中，該導熱基體依該迴路布局於設定位置設有一承座，該承座置放 光電發光之電子組件固定，該金屬導體設有一導熱組件及一散熱器構成多 層傳遞、排除熱量結構，該電子組件連接該迴路以便於直接傳遞熱到該金 屬體，該電子組件構成快速且大量傳遞、排熱。本發明提供的高效導熱基體的迴路製作法是關於金屬導體一體成型金 屬材質的絕緣層直接固著迴路，整體構成良好導熱、且製作施工快速的方 法，可提高散熱能力增加照明壽命及亮度使用之高效導熱基體的迴路製作 法。其通過首先將一金屬導體鹼洗、再以陽極氧化處理一體成型金屬材質 之一絕緣層，供一迴路以印刷電路方式直接固著於該絕緣層的表層，使得 本發明提供的高效導熱基體迴路組件整體構成良好導熱結構，提髙散熱能 力，提高電子組件散熱速度，可增加使用壽命及功效，且製作施工快速。


下面結合附圖對本發明作進一步說明。圖l為慣用基體迴路組件整體組合之示意圖。圖2為本發明第一較佳實施例之流程示意圖。圖3為本發明第一較佳實施例之製造步驟形成金屬導體部分剖視示意圖。圖4為本發明第一較佳實施例之製造步驟金屬導體一體成型絕緣層之 部分剖視示意圖。圖5為本發明第一較佳實施例之製造步驟絕緣層附著迴路之部分剖視 示意圖。圖6為本發明第一較佳實施例之發光二極體安裝於金屬導體上迴路之 部分剖視示意圖。圖7為本發明第一較佳實施例第六圖之發光二極體安裝於金屬導體上 迴路之部分放大示意圖。圖8為本發明第二較佳實施例之流程示意圖。圖9為本發明第二較佳實施例之流程示意圖隔絕層附著迴路之部分剖 視示意圖。圖10為本發明第三較佳實施例之金屬導體固著傳遞、排熱結構之部分 剖視示意圖。圖ll為本發明第四較佳實施例之發光二極體結合金屬導體固著傳遞、 排熱結構之部分剖視示意圖。圖12為本發明第四較佳實施例之發光二極體結合金屬導體多層傳遞、 排熱結構之部分剖視示意圖。
具體實施方式
本發明提供的本發明高效導熱基體的迴路製作法，請參閱圖2、 3所示， 第一較佳實施例，其製造方法步驟及大體結構系包括一金屬導體20、 一導 電膏40及一發光二極體60所組成首先將該金屬導體，先經由包括清洗、磨平的前步驟，該金屬導體形 成一平臺面；然後將該平臺面處理一體成型該絕緣層，該絕緣層表層並製造一可容 易附著固定的連接層；接著將導電材料以印刷電路方法，將該導電材料依該迴路之布局塗設 於該絕緣層之連接層，即形成具有高導熱基體的迴路。該金屬導體之平臺面的清洗為鹼洗，鹼洗後、以陽極氧化處理製成一 體成型該絕緣層，該絕緣層並產生一氧化薄膜。該金屬導體使用鋁基材，該金屬導體上利用陽極氧化處理方法產生一 凹凸粗糙的連接層，該絕緣層、連接層產生設定厚度氧化薄膜拱印刷該迴路之布局o該絕緣層之連接層上側批覆一良好導熱的隔絕層製程形成多層導熱 絕緣，該隔絕層供印刷電路方法製造該迴路之布局。本發明之發明方法系由如下步驟完成，請參閱圖2、 3所示，首先將 鋁製之金屬導體20 —側進行清洗去塵土，並以鹼性液體進行表面清洗， 並去除表面油汙，然後再將該金屬導體20側面予以磨平，並刷光形成一 平臺面21。再將該金屬導體20進行陽極氧化處理，請參閱圖4所示，該平臺面 21產生一厚度在3um以上氧化薄膜的絕緣層22，利用電流強度控制使 該絕緣層22表層形成粗糙的接合面24。該絕緣層22在陽極氧化處理施工完成後，先進行清水洗淨，再施予 千燥，即可供應下一程序進行印刷電路施工。最後將該金屬導體20之絕緣層22上，以印刷電路方式，請參閱圖5 所示，將導電材料塗布於該絕緣層22,本發明導電材料使用金屬成份一 導電膏40塗布於該絕緣層22上側面的接合面24，該導電膏40固著在該 接合面24上依電路布局延伸形成一迴路41。該導電膏可以是由良導電性的金屬材料粉末加入到工程塑膠中製成 的。該金屬材料可以是金、銀、銅、錫等材料的粉末，工程塑膠可以是矽 膠或PU等材料，加入到例如常溫粘稠的矽膠中，加入重量比可以是金屬 粉末工程塑膠為l: (3 — 8)。在將導電膏塗覆到絕緣層上之後，將其 在120-300'C加熱使其固化即可。藉由上述步驟施工，本發明可以利用印刷電路的施工方式，直接將該 導電膏40塗布於該絕緣層22上側面的接合面24，免除了習用電解液蝕 刻繁瑣且費時的施工程序、及蝕刻該迴路41周邊銅箔造成材料耗損及銅 汙泥造成環境汙染，本發明可以很快生產成導熱效果很好的基體供應該回 路41進行布局施工至造成產品使用。高效導熱基體迴路組件，其由一導 熱基體上附著一絕緣層， 一迴路固著於該絕緣層上，可供一電子組件固著 於該導熱基體及連接該迴路，該迴路連接電源導通該電子組件，提供電流 工作使用表；該導熱基體，系在於表面設以一體延伸氧化膜構成該絕緣層， 該絕緣層表層並形成一凹凸粗糙的連接層；該迴路，以導電材質依電路布 局全部於該絕緣層的連接層，該迴路緊密接合該連接層、構成連接該導熱 基體。該導熱基體依該迴路布局設有多數孔槽，該孔槽嵌固一良導體；該電 子組件連接該迴路同時接觸該良導體、並固定於該導熱基體。該導熱基體依該迴路布局於設定位置設有一承座，該承座置放光電發 光之電子組件圃定，該金屬導體設有一導熱組件及一散熱器構成多層傳 遞、排除熱量結構，該電子組件連接該迴路以便於直接傳遞熱到該金屬體, 該電子組件構成快速且大量傳遞、排熱。本發明該金屬導體20之平臺面21施予陽極氧化處理，該平臺面21 上產生氧化鋁薄膜層的絕緣層22，該絕緣層22之氧化鋁薄膜厚度大於3 um以上時，請參閱圖4、 5所示，該絕緣層22底層形成無縫隙的連接 層23，該連接層23與該金屬導體20構成一體成型，該連接層23與該金 屬導體20均為鋁金屬材質一體成型具有良好的導熱效果；該連接層23表 面之中性氧化鋁分子形成粗糙的接合面24，該接合面23之氧化鋁分子形 成微細凹凸空隙。該導電膏40塗布在於絕緣層22的接合面24，請參閱圖3所示，該 導電膏40嵌入該接合面24之氧化鋁分子之凹凸空隙內固定，該導電膏 40可以穩固附著在該絕緣層22形成該迴路41，該絕緣層22底層形成無 縫隙的連接層23與該金屬導體20構成一體成型，該絕緣層22之連接層 23厚度在3ym時，該連接層23有1/2厚度可承受500V電壓的能力，本 發明亦可按實際需要將該絕緣層22之連接層23氧化鋁厚度增加到5 ii m 或更厚，此可以提高該絕緣層22承受電流之電壓，俾適合實際使用需要。本發明該迴路41直接附於該金屬導體20氧化薄膜的絕緣層22;該 金屬導體20及該絕緣層22構成一體成型、且均為鋁金屬材質特性一體成 型具有良好的導熱特性，兩者構成直接連通具有良好的導熱的效果，該導 點膏40固著該絕緣層22也構成一體成型的結構，即該導電膏40、絕緣 層22、金屬導體20構成一體成型的結構、沒有接痕，整體具有良好導熱 特性，即該迴路41固著於該金屬導體20的絕緣層22構成一體成型的結 構，整體具有良好導熱特性。其安裝電子組件如發光二極體60時，請參閱圖6、 7所示，系將該發 光二極體60之電極構件62延伸一正極63、負極64連接該迴路41，該發 光二極體60固著於該金屬導體20,該發光二極體60通電產生的熱量分 別由底部及電極構件62傳遞到該迴路41,利用該迴路41固著於該金屬 導體20的絕緣層22 —體成型具有良好導熱特性，該發光二極體60產生 的熱量可以很快速傳遞到該金屬導體20散熱，況且該金屬導體20可以一 體延伸或固設一散熱器26。即本發明沒有慣用矽膠、導熱膠多層連接產生接觸面，這些接觸面僅 僅單純的貼合、接合不完全導熱效果不佳，本發明也沒有慣用絕緣層的矽 膠、導熱膠成型，慣用受限矽膠、導熱膠本身特徵導熱效果不如金屬鋁， 慣用基板迴路形成熱阻加大的缺失，所以本發明該金屬導體20之絕緣層 22在氧化處理過程產生完全熔合接觸，其接觸面熔合形成一體成型具有 良好接觸面，該絕緣層22具有金屬鋁良好導熱的特性，其導熱特性非常 良好。本發明該導電膏40以印刷電路方法布局分布在該絕緣層22固著構成該迴路41，可以省去利用銅鋁要蝕刻的工程，可大幅減少施工時間，增 加生產效率、降低成本，更可消除蝕刻產生的工業汙染。本發明之第二實施例，請參閱圖8所示，與前第一實施例大體相似， 該金屬導體20之平臺面21進行陽極氧化處理、製造氧化薄膜的絕緣層 22，該絕緣層22底層形成無縫隙的連接層23與該金屬導體20構成一體 成型，其不同處系本發明依上述方法製程，該連接層23上側的接合面23 批覆一良好導熱材質的隔絕層29，此製程形成該金屬導體20、該絕緣層 22、該隔絕層29緊密結合多層導熱絕緣。本發明該絕緣層22上層該隔絕層29形成保護表層，該絕緣層29 可以防止刮痕裸露、並大大提高絕緣功效，同時可以提供機械自動化防止 刮痕裸露，直接利用印刷電路方法該導電膏40塗布在於該隔絕層29，請 參閱圖9所示，該導電膏40可以穩固附著在該隔絕層29製造該迴路41 之布局。本發明之第三實施例，請參閱圖IO所示，與前第一、二實施例大體 相似，其不同處系本發明依上述方法製成迴路構件，其提供安裝電子組件 如發光二極體60時，該絕緣層22上層該隔絕層29形成保護表層、可以 防止加工時刮痕裸露，同時可以提供機械自動化加快加工速度，該金屬導 體20對應該迴路41特定位置設一槽座24, —良導體25嵌入該槽座24; 本發明該發光二極體60固定於該金屬導體20，該發光二極體60之電極 構件62延伸一正極63、負極64連接該迴路41;該發光二極體60底部位 接觸該良導體25。本發明利用該金屬導體20、絕緣層22及該迴路41形成一體成型的結 構，同時該金屬導體20使用鋁材，該良導體25使用銅材，利用銅吸熱良 好、鋁散熱良好的特性差別，該發光二極體60工作產生的熱經由該良導 體25及該絕緣層22及該迴路41快速吸收傳遞，並由該金屬導體20快速 散發，同時該金屬導體20可以設該散熱器26,該金屬導體20、散熱器 26之間更可設有一導熱組件27，該導熱組件27可以快速橫向傳遞、排除 熱量，該金屬導體20、導熱組件27及散熱器26形成上中下多層傳遞、 排除熱量，該發光二極體60產生的熱量除了傳遞到該金屬導體20，更可 以利用該導熱組件27及散熱器26良好導熱、散熱的特性，該發光二極體 60透過上述傳熱、散熱可以大量且快速將內部的熱傳出散發。本發明之第四實施例，請參閱圖ll所示，與前第一、二實施例大體 相似，其不同處系該金屬導體20對應該迴路41特定位置設一承座28，該承 座28置放該發光二極體60之晶片61固接，並於該發光二極體60之電極構件 62連接該迴路41，該晶片61連接該金屬導體20,該電極構件62、該迴路41 連接該金屬導體20，該發光二極體60形成整體直接與該金屬導體20接處，該金屬體20有寬廣面積及體積、且導熱效果良好，同時可快速大量傳遞該 晶片61的工作熱量，該金屬導體20可以大量且快速將內部的熱傳出散發， 該金屬導體20可保持低溫狀況。本發明請參閱圖12所示，該金屬導體20底側可以設該散熱器26，該 金屬導體20、散熱器26之間更可設有一導熱組件27，整體形成寬廣且傳熱、 散熱良好的結構。藉由本發明方法製造迴路構件，該金屬導體20、導熱組件27及散熱 器26多層傳遞、排除熱量結構，該發光二極體60產生的熱量除了傳遞到該 金屬導體20，更可以利用該導熱組件27及散熱器26導熱、散熱良好功效， 該發光二極體60透過上述傳熱、散熱可以大量且快速將內部的熱傳出散 發，該發光二極體60之晶片61產生的熱可以直接傳遞到該金屬體20，產生 的熱可以快速且大量傳遞、排出散熱，該發光二極體60順暢排除熱量確保 正常工作溫度，該發光二極體60可以提高發光效率，增加使用壽命；相對 使照明燈具發光強度、壽命大幅提高，又該發光二極體60之晶片61可以搭 配該金屬體20的特性及體積、適度將功率提高，該發光二極體60可以提高 本身的功率、又可適度排熱確保正常工作溫度，非常適合製造較大功率規 格的產品。綜上所述本發明高效導熱基體的迴路製作法，系將金屬導體施以鹼 洗、再以陽極氧化處理一體成型金屬材質之絕緣層，供迴路以印刷電路方 式直接固著於該絕緣層表層，整體構成良好導熱結構提高散熱能力、且制 作施工快速的迴路製作法，可提高電子組件散熱速度增加照明壽命及亮度 使用者，具工業上利用性。
權利要求
1. 一種高效導熱基體的迴路製作法，其由一金屬導體上製作絕緣層，該絕緣層上布設一迴路，以供電子組件固接於該金屬導體，該迴路連通電源使用；其特徵在於包括如下步驟首先將該金屬導體，先經由包括清洗、磨平的前步驟，該金屬導體形成一平臺面；然後將該平臺面處理一體成型該絕緣層，該絕緣層表層並製造一可容易附著固定的連接層；接著將導電材料以印刷電路方法，將該導電材料依該迴路之布局塗設於該絕緣層之連接層，即形成具有高導熱基體的迴路。
2、 依據權利要求l所述的高效導熱基體的迴路製作法，其特徵在於， 該金屬導體之平臺面的清洗為鹼洗，鹼洗後、以陽極氧化處理製成一體成 型該絕緣層，該絕緣層並產生一氧化薄膜。
3、 依據權利要求l所述的高效導熱基體的迴路製作法，其特徵在於， 該金屬導體使用鋁基材，該金屬導體上利用陽極氧化處理方法產生一凹凸 粗糙的連接層，該絕緣層、連接層產生設定厚度氧化薄膜供印刷該迴路之 布局。
4、 依據權利要求l所述的高效導熱基體的迴路製作法，其特徵在於， 該絕緣層之連接層上側批覆一良好導熱的隔絕層製程形成多層導熱絕緣， 該隔絕層供印刷電路方法製造該迴路之布局。
5、 一種高效導熱基體迴路組件，其由一導熱基體上附著一絕緣層， 一迴路固著於該絕緣層上，可供一電子組件固著於該導熱基體及連接該回 路，該迴路連接電源導通該電子組件，提供電流工作使用表；其特徵在於該導熱基體，系在於表面設以一體延伸氧化膜構成該絕緣層，該絕緣 層表層並形成一凹凸粗糙的連接層；該迴路，以導電材質依電路布局全部於該絕緣層的連接層，該迴路緊密接合該連接層、構成連接該導熱基體。
6、 依據權利要求5所述的高效導熱基體迴路組件，其特徵在於，該導 熱基體依該迴路布局設有多數孔槽，該孔槽嵌固一良導體；該電子組件連 接該迴路同時接觸該良導體、並固定於該導熱基體。
7、 依據權利要求5所述的高效導熱基體迴路組件，其特徵在於，該導 熱基體依該迴路布局於設定位置設有一承座，該承座置放光電發光之電子 組件固定，該金屬導體設有一導熱組件及一散熱器構成多層傳遞、排除熱 量結構，該電子組件連接該迴路以便於直接傳遞熱到該金屬體，該電子組 件構成快速且大量傳遞、排熱。
全文摘要
本發明系提供一種高效導熱基體之迴路製作法，其系首先將一金屬導體鹼洗、再以陽極氧化處理一體成型金屬材質之一絕緣層，供一迴路以印刷電路方式直接固著於該絕緣層的表層，整體構成良好導熱結構提高散熱能力、且製作施工快速的迴路製作法，可提高電子組件散熱速度增加使用壽命及功效者。本發明還提供一種通過上述製作法製作的高效導熱基體迴路組件。
文檔編號H01L23/34GK101247711SQ20071006403
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月16日 優先權日2007年2月16日
發明者官有佔 申請人:官有佔;王國勝;邱柏東