多層電路的高導熱裝置製造方法
2023-09-20 15:06:10
多層電路的高導熱裝置製造方法
【專利摘要】本發明有關於一種多層電路的高導熱裝置，包含一導熱基板、一多層電路板以及一晶片封裝模塊。導熱基板具有一設置面與至少一自設置面突出的凸臺；多層電路板設置於導熱基板上，並具有至少一穿孔，且凸臺對應地自穿孔穿設出；晶片封裝模塊具有至少一散熱區與多個接腳，散熱區對應地貼合於凸臺，接腳設置於散熱區的周圍，且接腳電性連接於多層電路板。
【專利說明】多層電路的高導熱裝置
【技術領域】
[0001]本發明關於一種多層電路的高導熱裝置，尤指一種將導熱基板的凸臺穿設於多層電路板的穿孔，以使晶片封裝模塊設置於凸臺與多層電路板上的多層電路的高導熱裝置。
【背景技術】
[0002]隨著現在技術發展的日益精進，LED發光技術已日漸成熟並成為人類日常生活的必需品。然而，其功率消耗與發熱量亦隨之大幅提高，若無法有效降低或散除熱量則會造成LED亮度降低及加速元件劣化；因此，散熱基板的好壞是LED熱管理的重要一環。
[0003]在現有的技術中，金屬印刷電路板(MCPCB ;Mental Core PCB)是目前高散熱基板的最佳解決方案，常見的MCPCB形式包含單側單層、單側雙層或雙側單層等薄膜式PCB架構，以縮短通過高熱阻材料的路徑。所以現在照明用或顯示器背光板所使用的LED燈板或燈條都是以單層或雙層鋁基板或銅基板為電路板。
[0004]承上所述，雖然鋁基板已具有相當優越的熱傳導特性，但是基板與電極之間往往要間隔一層絕緣層，然而絕緣層的熱阻極高，因此會降低電路之間的散熱效果。在導熱需求更高的MCPCB製作中，通常會預先將金屬基板上要貼覆薄膜PCB的區域進行蝕刻，之後才將PCB貼覆上；藉此，PCB的散熱路徑就可以縮短，有效地增加散熱的能力。然而，若要製作超過4層甚至8層PCB時，就無法以薄膜PCB完成，且金屬基板與PCB的結合有一定的困難。
【發明內容】
[0005]有鑑於在現有技術中，通常是使用金屬基印刷電路板(MCPCB ;Mental Core PCB)來解決散熱的問題，然而金屬基印刷電路板的技術大都受限於單側單層、單側雙層或雙側單層等薄膜式PCB的架構，無法應用在超過4層的多層電路板上。
[0006]緣此，本發明的主要目的是提供一種多層電路的高導熱裝置，其是利用導熱基板的凸臺穿設於多層電路板，並使凸臺直接接觸晶片封裝模塊以進行散熱。
[0007]承上所述，本發明為解決現有技術的問題所採用的必要技術手段是提供一種多層電路的高導熱裝置，包含一導熱基板、一多層電路板以及一晶片封裝模塊。導熱基板具有一設置面與至少一自設置面突出的凸臺；多層電路板設置於導熱基板上，並具有至少一穿孔，且凸臺對應地自穿孔穿設出；晶片封裝模塊具有至少一散熱區與多個接腳，散熱區對應地貼合於凸臺，接腳設置於散熱區的周圍，且接腳電性連接於多層電路板。
[0008]由上述必要技術手段所衍生的一附屬技術手段為，凸臺具有一吸熱面，多層電路板具有一電路印刷面，電路印刷面與吸熱面為共平面。較佳者，散熱區的面積大於吸熱面的面積。
[0009]由上述必要技術手段所衍生的一附屬技術手段為，導熱基板通過一蝕刻製程產生凸臺。
[0010]由上述必要技術手段所衍生的一附屬技術手段為，導熱基板還包含一散熱面，散熱面與設置面分別位於導熱基板的二側。較佳者，多層電路的高導熱裝置還包含一致冷晶片，其貼合於導熱基板的散熱面；以及，多層電路的高導熱裝置還包含一均溫板，其貼合於致冷晶片；更進一步地，多層電路的高導熱裝置還包含一散熱鰭片，設置於均溫板上；此夕卜，多層電路的高導熱裝置還包含一風扇，設置於散熱鰭片上。
[0011]由上述必要技術手段所衍生的一附屬技術手段為，晶片封裝模塊為一基板上晶片封裝(Chip on Board, COB)的發光二極體模塊。
[0012]本發明所採用的具體實施例，將藉由以下的實施例及圖式作進一步的說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1顯示本發明第一較佳實施例所提供的多層電路的高導熱裝置立體示意圖；
[0014]圖2顯示本發明第一較佳實施例所提供的多層電路的高導熱裝置立體分解示意圖；
[0015]圖3顯示本發明第一較佳實施例所提供的多層電路的高導熱裝置另一視角的立體分解示意圖；
[0016]圖4顯示本發明第一較佳實施例所提供的多層電路的高導熱裝置剖面示意圖；以及
[0017]圖5顯示本發明第二較佳實施例所提供的多層電路的高導熱裝置剖面示意圖。
[0018]100,200 多層電路的高導熱裝置
[0019]1、Ia導熱基板
[0020]IlUla 設置面
[0021]12凸臺
[0022]121吸熱面
[0023]13a散熱面
[0024]2、2a多層電路板
[0025]21印刷電路面
[0026]22穿孔
[0027]3、3a晶片封裝模塊
[0028]31散熱區
[0029]32接腳
[0030]4致冷晶片
[0031]5均溫板
[0032]6散熱鰭片
[0033]7風扇
[0034]S1、S2焊錫層
【具體實施方式】
[0035]以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
[0036]請參閱圖1至圖4，圖1顯示本發明第一較佳實施例所提供的多層電路的高導熱裝置立體示意圖；圖2顯示本發明第一較佳實施例所提供的多層電路的高導熱裝置立體分解示意圖；圖3顯示本發明第一較佳實施例所提供的多層電路的高導熱裝置另一視角的立體分解示意圖；圖4顯示本發明第一較佳實施例所提供的多層電路的高導熱裝置剖面示意圖。如圖所示，一種多層電路的高導熱裝置100包含一導熱基板1、一多層電路板2以及四個晶片封裝模塊3。
[0037]導熱基板I具有一設置面11與四個凸臺12，凸臺12自設置面11突伸出，且凸臺12具有一吸熱面121。在本實施中，導熱基板I為一銅基板，而凸臺12是經由蝕刻製程所形成，並且使用CNC (Computer Numerical Control)方式進行修整。此外,在其他實施例中，導熱基板I亦可為其他高熱傳導係數的金屬基板。
[0038]多層電路板2設置於導熱基板I上，並具有一電路印刷面21與四個穿孔22。穿孔22分布於多層電路板2上，且凸臺12分別對應於穿孔22並自穿孔22穿設出。其中，當多層電路板2設置於導熱基板I上時，吸熱面121與電路印刷面21為共平面。
[0039]晶片封裝模塊3具有至少一散熱區31與多個接腳32，散熱區31對應地貼合於凸臺12的吸熱面121。接腳32均勻地分布設置於散熱區31的周圍，且接腳32電性連接於多層電路板2。其中，散熱區31與吸熱面121之間以一焊錫層SI焊接地連結，一般來說散熱區31的面積會大於吸熱面121的面積，藉以使晶片封裝模塊3運作時所產生的熱量可以由吸熱面121大幅地帶走；接腳32與多層電路板2之間亦設有一焊錫層S2，藉以使晶片封裝模塊3可電性連結於多層電路板2上的電路(圖未示)。
[0040]在本實施例中，晶片封裝模塊3為一基板上晶片封裝(Chip on Board, COB)的發光二極體模塊，其是將多個發光二極體晶片封裝於陶瓷基板上，而發光二極體晶片則是通過接腳32電性連結於多層電路板2。
[0041]如上所述，本發明的多層電路的高導熱裝置藉由導熱基板的凸臺直接接觸晶片封裝模塊的散熱區，可以有效的將熱量導引出，而由於多層電路板具有穿孔，因此可以穿過凸臺供晶片封裝模塊設置，藉此，相較於現有技術僅能將金屬基印刷電路板應用於薄膜式的印刷電路板架構，本發明藉由在多層電路的設置穿孔，並利用導熱基板的凸臺穿設於穿孔，確實可以有效的增加晶片封裝模塊的散熱效率。
[0042]請參閱圖1至圖5，圖5顯示本發明第二較佳實施例所提供的多層電路的高導熱裝置剖面示意圖。如圖所示，一種多層電路的高導熱裝置200包含一導熱基板la、一多層電路板2a、二晶片封裝模塊3a、多個致冷晶片4、一均溫板5、一散熱鰭片6以及一風扇7。其中，導熱基板la、多層電路板2a以及晶片封裝模塊3a皆與上述第一較佳實施例的導熱基板1、多層電路板2以及晶片封裝模塊3相似，其差異僅在於，導熱基板Ia除了具有與上述的設置面11相似的一設置面Ila外,還具有一散熱面13a,而散熱面13a與設置面Ila分別位於導熱基板Ia的二側。
[0043]上述多個致冷晶片4均勻分散地貼合於導熱基板Ia的散熱面13a，以供使用者主動式的控制溫度的降低。均溫板5貼合於致冷晶片4，以將多個致冷晶片4所產生的區塊熱源快速擴散為面形熱源。散熱鰭片6設置於均溫板5上，用以將均溫板5所傳送的熱量發散出，且風扇7設置於散熱鰭片6上，藉以加速散熱鰭片6的散熱速率。
[0044]如上所述，藉由上述利用致冷晶片、均溫板、散熱鰭片以及風扇的方式，更能有效的使本發明的多層電路的高導熱裝置的散熱效率提升。
[0045]藉由以上較佳具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本發明的特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明的範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請的專利範圍的範疇內。
【權利要求】
1.一種多層電路的高導熱裝置，其特徵在於，包含: 一導熱基板，具有一設置面與至少一自該設置面突出的凸臺； 一多層電路板，設置於該導熱基板上，並具有至少一穿孔，該凸臺對應地自該穿孔穿設出；以及 至少一晶片封裝模塊，具有至少一散熱區與多個接腳，該散熱區對應地貼合於該凸臺，所述接腳設置於該散熱區的周圍，且所述接腳電性連接於該多層電路板。
2.根據權利要求1所述的多層電路的高導熱裝置，其特徵在於，該凸臺具有一吸熱面，該多層電路板具有一電路印刷面，該電路印刷面與該吸熱面為共平面。
3.根據權利要求2所述的多層電路的高導熱裝置，其特徵在於，該散熱區的面積大於該吸熱面的面積。
4.根據權利要求1所述的多層電路的高導熱裝置，其特徵在於，該導熱基板通過一蝕刻製程產生該凸臺。
5.根據權利要求1所述的多層電路的高導熱裝置，其特徵在於，該導熱基板還包含一散熱面，該散熱面與該設置面分別位於該導熱基板的二側。
6.根據權利要求5所述的多層電路的高導熱裝置，其特徵在於，還包含一致冷晶片，其貼合於該導熱基板的散熱面。
7.根據權利要求6所述的多層電路的高導熱裝置，其特徵在於，還包含一均溫板，其貼合於該致冷晶片。
8.根據權利要求7所述的多層電路的高導熱裝置，其特徵在於，還包含一散熱鰭片，設置於該均溫板上。
9.根據權利要求8所述的多層電路的高導熱裝置，其特徵在於，還包含一風扇，設置於該散熱鰭片上。
10.根據權利要求1所述的多層電路的高導熱裝置，其特徵在於，該晶片封裝模塊為一基板上晶片封裝的發光二極體模塊。
【文檔編號】H05K1/18GK104244581SQ201310222349
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月6日 優先權日:2013年6月6日
【發明者】楊蘭升, 呂啟銘, 李泓錫 申請人:致茂電子(蘇州)有限公司