專利名稱：高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)及其制作方法，該結(jié)構(gòu)主要在于提高基板 的熱傳導(dǎo)能力及多元的功能性。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)為求承載高功率元件所需的熱傳導(dǎo)能力及電路功能需求，需先將 金屬基板、絕緣層及電路層利用熱壓的方式成型，再于此一成型的基板上制作 電路，以形成一高功率元件承載基板，但前述的基板垂直熱傳導(dǎo)能力卻局限于 其絕緣層，而使得其使用功率難以提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)及其制作方法， 該高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)在于提高基板的熱傳導(dǎo)能力及多元的功能性，并通過金屬基 板本體直接接合高功率元件的導(dǎo)熱接合部，以大幅提高基板的熱傳導(dǎo)能力。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，包括:一金屬基板； 一熱傳導(dǎo)承載基座，形成于該金屬基板的中間區(qū)域；多數(shù)個(gè)接合材料，設(shè)置于 金屬基板上方以及該熱傳導(dǎo)承載基座的周圍；多數(shù)個(gè)導(dǎo)電材料，設(shè)置于該些接 合材料的上方以及該熱傳導(dǎo)承載基座的周圍，與該熱傳導(dǎo)承載基座形成一間 隙，通過該接合材料接合該金屬基板及該導(dǎo)電材料；多數(shù)個(gè)接合皮膜，設(shè)置于 該熱傳導(dǎo)承載基座及該些個(gè)導(dǎo)電材料上方，其中在該些接合皮膜之間形成多數(shù) 個(gè)間隙；多數(shù)個(gè)防焊材料，設(shè)置于該些間隙之中； 一導(dǎo)熱接合部，設(shè)置于位于 中間該接合皮膜的上方； 一導(dǎo)電接合部，設(shè)置于該導(dǎo)熱接合部的外側(cè)以及該接 合皮膜的上方；以及一高功率元件，設(shè)置于該導(dǎo)熱接合部及該些導(dǎo)電接合部的 上方。
而且，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種高導(dǎo)熱基板的制作方法，包括 步驟提供一金屬基板，該金屬基板中間區(qū)域形成有一熱傳導(dǎo)承載基座；在該金屬基板表面以及該熱傳導(dǎo)承載基座周圍設(shè)置一層接合材料；在該接合材料及 該熱傳導(dǎo)承載基座周圍形成-一層導(dǎo)電材料，其中導(dǎo)電材料與該熱傳導(dǎo)承載基座 形成一間隙；以及在該導(dǎo)電材料上方以及該熱傳導(dǎo)承載基座的上方形成多數(shù)個(gè) 接合皮膜，其中該些接合皮膜之間形成多數(shù)個(gè)間隙。
采用本發(fā)明的高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)及其制作方法，可以提高基板的熱傳導(dǎo)能力 及多元的功能性，并通過金屬基板本體直接接合高功率元件的導(dǎo)熱接合部，大 幅提高了基板的熱傳導(dǎo)能力。


圖1為本發(fā)明崁入式高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的示意圖1A 一圖1H為本發(fā)明崁入式高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的流程圖2為本發(fā)明貼合式高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的示意圖2A 圖21為本發(fā)明貼合式高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的流程圖。
其中，附圖標(biāo)記
1 :高導(dǎo)熱基板11金屬基板
111 :熱傳導(dǎo)承載基座12接合材料
13 :導(dǎo)電材料14接合皮膜
15 :導(dǎo)熱接合部16高功率元件
17 :導(dǎo)電接合部18防焊材料
2:高導(dǎo)熱基板21金屬基板
211 :熱傳導(dǎo)承載基座22接合材料
23 :絕緣層材料24導(dǎo)電材料
25 :接合皮膜26高功率元件
27 :導(dǎo)熱接合部28導(dǎo)電接合部
29 :防焊材料
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參見圖1為本發(fā)明崁入式高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖1A 圖1H為本發(fā)明崁入式高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的流程圖；圖2為本發(fā)明貼 合式高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的示意圖以及圖2A 圖21為本發(fā)明貼合式高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的流程圖。
請(qǐng)參閱圖l，圖1為本發(fā)明崁入式高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的示意圖，圖l中一高 導(dǎo)熱基板1包括一金屬基板11、 一熱傳導(dǎo)承載基座111、 一接合材料12、 一
導(dǎo)電材料13、 一接合皮膜14、 一導(dǎo)熱接合部15、 一高功率元件16、 一導(dǎo)電接 合部17及一防焊材料18。
該金屬基板11可為銅基板或一復(fù)合金屬的材料，該金屬基板11可為一塊 或是一長(zhǎng)條塊金屬基板ll，通過切割等方式切成該金屬基板ll (見圖1A)。
在該金屬基板11中間形成該傳導(dǎo)承載基座111，該熱傳導(dǎo)承載基座111 可經(jīng)由沉積、車工、模造、焊接或蝕刻的工法形成(見圖1B)。
接著在該熱傳導(dǎo)承載基座111周圍及該金屬基板11上方形成該接合材料 12，該接合材料12為一高分子膠材或是一共金的復(fù)合材料，并且可為固態(tài)接 著膠或液態(tài)接著膠，用以達(dá)到結(jié)合該金屬基板、該絕緣層材料及該導(dǎo)電材料的 功能(見圖1C)。
在該接合材料12上方及該熱傳導(dǎo)承載基座111周圍形成該導(dǎo)電材料13， 該導(dǎo)電材料13可為該可為一銅箔、 一印刷電路板、 一導(dǎo)體、 一半導(dǎo)體、 一壓 電材料、 一熱電材料或前述材料的復(fù)合材料，該導(dǎo)電材料13之間形成多數(shù)間 隙，該導(dǎo)電材料13用以導(dǎo)通電能(見圖1D)。
在該些導(dǎo)電材料13與該熱傳導(dǎo)承載基座111上方形成多數(shù)個(gè)接合皮膜 14，該些接合皮膜14彼此之間形成間隙，該些接合皮膜14依不同的使用需求 使用不同的復(fù)合材料，該些接合皮膜14成份可為一錫、 一鎳金、 一銀、 一錫 金、 一金屬材料的復(fù)合材料或一金屬材料與非金屬材料的復(fù)合材料，用以接合 高功率導(dǎo)熱元件之用(見圖1E)。
在該導(dǎo)電材料13的間隙中與該接合皮膜14的間隙中崁入至少一個(gè)防焊材 料18，用以防止焊接(見圖1F)。
在中間區(qū)域的該接合皮膜14上方形成該導(dǎo)熱接合部15，該導(dǎo)熱接合部15 用以接合元件及金屬基板并且傳導(dǎo)熱源(見圖1G)。
于該導(dǎo)熱接合部15的外側(cè)以及該接合皮膜14的上方形成該導(dǎo)電接合部 17，該導(dǎo)電接合部17并與該導(dǎo)熱接合部15之間形成至少一間隙，該導(dǎo)電接合 部17用以接合元件及金屬基板并且傳導(dǎo)電能(見圖1H)。
于該導(dǎo)電接合部17與該導(dǎo)熱接合部15的上方形成該高功率元件16，至此便完成具有高導(dǎo)熱、導(dǎo)電及保護(hù)功能的高導(dǎo)熱基板(見圖1)。
其中該金屬基板11可為該銅基板、該接合材料12可為該固態(tài)接著膠及該
導(dǎo)電材料13可為該銅箔，形成一種高導(dǎo)熱基板。
請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明貼合式高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)的示意圖，圖2中一高 導(dǎo)熱基板2包括一金屬基板21、 一熱傳導(dǎo)承載基座211、 一接合材料22、 一 絕緣層材料23、 一導(dǎo)電材料24、多數(shù)個(gè)接合皮膜25、 一高功率的元件26、 一 導(dǎo)熱接合部27、 一導(dǎo)電接合部28及多數(shù)個(gè)防焊材料29。
請(qǐng)參閱圖2A 圖21為本發(fā)明具有絕緣層材料高導(dǎo)熱基的流程圖
該金屬基板21可為銅基板或或一復(fù)合金屬的材料，該金屬基板21可為一 塊或是一長(zhǎng)條塊金屬基板21，通過切割等方式切成該金屬基板21 (見圖2A)。
在該金屬基板21中間形成該傳導(dǎo)承載基座211，該熱傳導(dǎo)承載基座211 可經(jīng)由沉積、車工、模造、焊接或蝕刻的工法形成(見圖2B)。
接著在該熱傳導(dǎo)承載基座211周圍及該金屬基板21上方形成該接合材料 22，該接合材料22為一高分子膠材或是一共金的復(fù)合材料，并且可為固態(tài)接 著膠或液態(tài)接著膠，用以達(dá)到結(jié)合該金屬基板、該絕緣層材料及該導(dǎo)電材料的 功能(見圖2C)。
在該接合材料22上方及該熱傳導(dǎo)承載基座211周圍形成該絕緣層材料 23，該絕緣層材料23為一高分子材料、 一陶瓷材料、 一玻璃纖維或一前述材 料的復(fù)合材料，該絕緣層材料23用以阻擋電能通過，該絕緣層材料23通過該 接合材料22結(jié)合于該金屬基板21上方，該絕緣層材料23與該接合材料22 可依使用須求使用其中一層或一并使用(見圖2D)。
在絕緣層材料23上方及該熱傳導(dǎo)承載基座211周圍形成該導(dǎo)電材料24， 該導(dǎo)電材料24可為該可為一銅箔、 一印刷電路板、 一導(dǎo)體、 一半導(dǎo)體、 一壓 電材料、 一熱電材料或前述材料的復(fù)合材料，該導(dǎo)電材料24并與該熱傳導(dǎo)承 載基座211周圍之間形成一空隙，該導(dǎo)電材料24用以導(dǎo)通電能(見圖2E)。
在該導(dǎo)電材料24與該熱傳導(dǎo)承載基座211上方形成多數(shù)個(gè)接合皮膜25， 該些接合皮膜25彼此之間形成間隙，該些接合皮膜25依不同的使用需求使用 不同的復(fù)合材料，該些接合皮膜25成份可為一錫、 一鎳金、 一銀、 一錫金、 一金屬材料的復(fù)合材料或一金屬材料與非金屬材料的復(fù)合材料，用以接合高功 率導(dǎo)熱元件之用(見圖2F)。在該導(dǎo)電材料24的上與接合皮膜25之間形成至少一個(gè)防焊材料29，位 于中間區(qū)域該防焊材料更貼合于該導(dǎo)電材料24以及該熱傳導(dǎo)承載基座211之 間，用以防止焊接(見圖2G)。
在中間區(qū)域的該接合皮膜25上方形成該導(dǎo)熱接合部27，該導(dǎo)熱接合部27 用以接合元件及金屬基板并且傳導(dǎo)熱源(見圖2H)。
于該導(dǎo)熱接合部27的外側(cè)以及該接合皮膜25的上方形成該導(dǎo)電接合部 28，該導(dǎo)電接合部28并與該導(dǎo)熱接合部27之間形成至少一間隙，該導(dǎo)電接合 部28用以接合元件及金屬基板并且傳導(dǎo)電能(見圖21)。
于該導(dǎo)電接合部28與該導(dǎo)熱接合部27的上方形成該高功率元件26，至 此便完成具有高導(dǎo)熱、導(dǎo)電及保護(hù)功能的高導(dǎo)熱基板(見圖2)。
其中該金屬基板21可為該銅基板、該接合材料22可為該固態(tài)接著膠、該 絕緣層材料23可為該玻璃纖維及該導(dǎo)電材料24可為該印刷電路板，形成第二 種高導(dǎo)熱基板；以及該金屬基板21可為該銅基板、該接合材料22可為該液態(tài) 接著膠、該絕緣層材料23可為一陶瓷基板(該陶瓷材料)及該導(dǎo)電材料24可為 該熱電材料，形成熱電保護(hù)的高導(dǎo)熱基板。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一金屬基板；一熱傳導(dǎo)承載基座，形成于該金屬基板的中間區(qū)域；多數(shù)個(gè)接合材料，設(shè)置于金屬基板上方以及該熱傳導(dǎo)承載基座的周圍；多數(shù)個(gè)導(dǎo)電材料，設(shè)置于該些接合材料的上方以及該熱傳導(dǎo)承載基座的周圍，與該熱傳導(dǎo)承載基座形成一間隙，通過該接合材料接合該金屬基板及該導(dǎo)電材料；多數(shù)個(gè)接合皮膜，設(shè)置于該熱傳導(dǎo)承載基座及該些個(gè)導(dǎo)電材料上方，其中在該些接合皮膜之間形成多數(shù)個(gè)間隙；多數(shù)個(gè)防焊材料，設(shè)置于該些間隙之中；一導(dǎo)熱接合部，設(shè)置于位于中間該接合皮膜的上方；一導(dǎo)電接合部，設(shè)置于該導(dǎo)熱接合部的外側(cè)以及該接合皮膜的上方；以及一高功率元件，設(shè)置于該導(dǎo)熱接合部及該些導(dǎo)電接合部的上方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該高導(dǎo)熱基板結(jié) 構(gòu)還包括至少一個(gè)絕緣層材料，該絕緣層材料置于該接合材料以及該導(dǎo)電材料 之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該接合材料可為 一高分子膠材或是一共金的復(fù)合材料，該接合材料也可使用液態(tài)或是氣態(tài)使 用，用以達(dá)到結(jié)合該金屬基板、該絕緣層材料及該導(dǎo)電材料的功能。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該些防悍材料， 該些防焊材料更貼合于該導(dǎo)電材料以及該熱傳導(dǎo)承載基座之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該導(dǎo)電材料具有 至少一間隙，該些防焊材料嵌入于該些導(dǎo)電材料的間隙中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該導(dǎo)電接合部與 該導(dǎo)熱接合部中間形成間隙。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該接合皮膜可為 一錫、 一鎳金、 一銀、 一錫金、 一金屬材料、 一非金屬材料及一金屬材料及非 金屬材料的復(fù)合材料，用以接合高功率導(dǎo)熱之用。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該絕緣層材料可為一高分子材料、 一陶磁材料、 一玻璃纖維或是一前述材料的復(fù)合材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，該導(dǎo)電材料可為該可為一導(dǎo)體、 一半導(dǎo)體、 一壓電材料、 一熱電材料或前述材料的復(fù)合材料。
10. —種高導(dǎo)熱基板的制作方法，其特征在于，包括步驟提供一金屬基板，該金屬基板中間區(qū)域形成有一熱傳導(dǎo)承載基座；在該金屬基板表面以及該熱傳導(dǎo)承載基座周圍設(shè)置一層接合材料；在該接合材料及該熱傳導(dǎo)承載基座周圍形成一層導(dǎo)電材料，其中導(dǎo)電材料與該熱傳導(dǎo)承載基座形成一間隙；以及在該導(dǎo)電材料上方以及該熱傳導(dǎo)承載基座的上方形成多數(shù)個(gè)接合皮膜，其中該些接合皮膜之間形成多數(shù)個(gè)間隙。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的制作方法，其特征在于，該金屬基板、該接合材料及該導(dǎo)電材料經(jīng)由熱壓成型。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的制作方法，其特征在于，在該接合皮膜的間隙形成至少一個(gè)防焊材料。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的制作方法，其特征在于，位于中間區(qū)域的該些防焊材料延伸至該導(dǎo)電材料與該熱傳導(dǎo)承載基座之間。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的制作方法，其特征在于，位于中間區(qū)域的該接合皮膜的上方形成一導(dǎo)熱接合部。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的制作方法，其特征在于，在該導(dǎo)熱接合部的周圍以及該接合皮膜的上方形成有至少一導(dǎo)電接合部。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的制作方法，其特征在于，在該導(dǎo)熱接合部與該導(dǎo)電接合部之間形成至少一空隙。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的制作方法，其特征在于，自該導(dǎo)熱接合部與該導(dǎo)電接合部的上方形成一高功率元件。
18. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的制作方法，其特征在于，在該接合材料及導(dǎo)電材料之間形成一層絕緣材料層。
19. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的制作方法，其特征在于，該金屬基板更可經(jīng)由沉積、車工、模造、焊接或蝕刻的工法成形具有該熱傳導(dǎo)承載的承載基座。
20. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的制作方法，其特征在于，該金屬基板為銅基板或及一復(fù)合金屬的材料。
21. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的制作方法，其特征在于，該接合材料為固態(tài)接著膠或是液態(tài)接著膠。
22. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的制作方法，其特征在于，該導(dǎo)電材料為一銅箔、一印刷電路板、 一熱電材料、導(dǎo)體、半導(dǎo)體或是一壓電材料。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的制作方法，其特征在于，該絕緣材料層為一陶 磁材料、 一高分子材料、 一玻璃纖維。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的制作方法，其特征在于，該金屬基板為該銅基板、該接合材料為該固態(tài)接著膠及該導(dǎo)電材料可為該銅箔，形成該高導(dǎo)熱基板。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的制作方法，其特征在于，該金屬基板可為該銅基板、該接合材料為該固態(tài)接著膠、該絕緣層材料為該玻璃纖維及該導(dǎo)電材料為該印刷電路板，形成該高導(dǎo)熱基板。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的制作方法，其特征在于，該金屬基板為該銅基板、該接合材料為該液態(tài)接著膠、該絕緣層材料為一陶瓷材料及該導(dǎo)電材料為該熱電材料，形成該熱電保護(hù)的高導(dǎo)熱基板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高導(dǎo)熱基板結(jié)構(gòu)及其制作方法，該基板包括一金屬基板、一熱傳導(dǎo)承載基座、至少一個(gè)接合材料、至少一個(gè)導(dǎo)電材料、至少一個(gè)接合皮膜、至少一個(gè)防焊材料、一導(dǎo)熱接合部、一導(dǎo)電接合部以及一高功率元件，其主要功能在于提高基板的導(dǎo)熱性及多元的功能性，并提高了此架構(gòu)的高功率特性。
文檔編號(hào)B32B15/04GK101677488SQ200810149048
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者林鴻生, 王俁韡 申請(qǐng)人:王俁韡;林鴻生