專(zhuān)利名稱(chēng)：高導(dǎo)熱效率電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路板，尤其涉及一種具高導(dǎo)熱效率電路板，其具有一導(dǎo)熱絕緣層可提供安裝于電路板上的半導(dǎo)體芯片良好的導(dǎo)熱效果，以避免半導(dǎo)體芯片因高熱聚積不散而失效或損毀。
背景技術(shù)：
大多數(shù)電子組件，尤其是集成電路組件，于封裝時(shí)，以芯片設(shè)置于一裸電路板之上，并將芯片接點(diǎn)連接于該裸電路板的接點(diǎn)，為避免裸電路板的金屬基板氧化，在金屬基板上覆蓋一絕緣層以隔絕外界與基板的接觸。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，現(xiàn)有的裸電路板主要在一鋁制基板90上形成一絕緣層91，該絕緣層91上形成有一線路92，部分線路92上分別形成覆蓋線路92的防焊層93，另外一部分的線路92上覆設(shè)有一焊錫94，供連接一半導(dǎo)體芯片，使得半導(dǎo)體芯片與部分線路92電連接。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，一發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)98透過(guò)焊錫94焊接在上述裸電路板的特定線路92之上，如圖4中的箭頭所示，當(dāng)LED98運(yùn)作而產(chǎn)生高熱時(shí)，熱能透過(guò)絕緣層91傳遞至基板90，或是透過(guò)線路92傳遞至防焊層93，最后排散至外界。
由于LED98大多位于微小腔體內(nèi)，LED98所在處通常無(wú)足夠空間可額外加裝風(fēng)扇來(lái)強(qiáng)制熱對(duì)流，即使加裝風(fēng)扇，風(fēng)扇亦會(huì)大量增加組件整體耗電量，而失去LED98高效率、省電節(jié)能、尺寸輕小及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，故在前述因素下，LED98的熱管理趨向利用熱傳導(dǎo)與自然對(duì)流來(lái)散熱。然而，現(xiàn)有的防焊層93以聚亞醯胺(Polyimide)制造，此種材料的熱傳導(dǎo)率極差，導(dǎo)致LED98產(chǎn)生的高熱傳遞至銅線路92后無(wú)法有效的透過(guò)防焊層93繼續(xù)向外界散熱，因而高熱聚積在銅線路92上，致使LED98持續(xù)增溫而無(wú)法穩(wěn)地運(yùn)作，更甚者，則因高溫而損毀。

發(fā)明內(nèi)容
故本發(fā)明人有鑒于現(xiàn)有裸電路板的熱傳導(dǎo)效率不彰而影響了位于其上的半導(dǎo)體芯片等電子組件的工作穩(wěn)定性的缺點(diǎn)，改良其不足與缺失，進(jìn)而發(fā)明出一種高導(dǎo)熱效率電路板。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種高導(dǎo)熱效率電路板，該電路板上設(shè)置一導(dǎo)熱絕緣層，以迅速傳導(dǎo)高功率半導(dǎo)體芯片如發(fā)光二極管等所產(chǎn)生的高熱，使高功率半導(dǎo)體芯片在該裸電路板上運(yùn)作時(shí)仍可維持一正常溫度。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明令前述高導(dǎo)熱效率電路板主要在于一基板上覆蓋有一絕緣層，于絕緣層上設(shè)置一線路，線路一處用以設(shè)置一半導(dǎo)體芯片，線路外露表面上覆蓋一含有鉆石粉末或鉆石及類(lèi)鉆碳膜的導(dǎo)熱絕緣層，該導(dǎo)熱絕緣層用以迅速傳導(dǎo)直接來(lái)自于線路的高熱及間接來(lái)自于半導(dǎo)體芯片的高熱，并將高熱排除至外界，由此，以維持該電路板在一正常工作溫度。
通過(guò)上述技術(shù)手段，導(dǎo)熱絕緣層可取代現(xiàn)有電路板基板上的防焊層，使得高功率半導(dǎo)體芯片所產(chǎn)生的高熱能通過(guò)線路及導(dǎo)熱絕緣層的傳遞，快速的與外界空氣進(jìn)行熱交換而散熱。
前述導(dǎo)熱絕緣層以鉆石粉末及聚亞醯胺混合制造。
前述導(dǎo)熱絕緣層之中鉆石粉末的體積比在5vol％～95vol％之間。
前述絕緣層以環(huán)氧樹(shù)脂制造。


圖1為本發(fā)明的正面剖視圖。
圖2為本發(fā)明的操作視意圖。
圖3為現(xiàn)有電路板的正面剖視圖。
圖4為現(xiàn)有電路板的操作視意圖。
主要組件符號(hào)說(shuō)明10基板11絕緣層12線路14焊錫17導(dǎo)熱絕緣層 20發(fā)光二極管90金屬基板91絕緣層92線路93防焊層94焊錫98發(fā)光二極管具體實(shí)施方式
請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明高導(dǎo)熱效率電路板包含有一基板10、一絕緣層11、一線路12及一導(dǎo)熱絕緣層17。
該基板10以鋁、銅或陶瓷等材料制造。
該絕緣層11覆蓋在基板10表面，且以環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy Resin)制造。
該線路12以銅材制作在絕緣層11之上，在線路12一處上覆設(shè)有焊錫14。
該導(dǎo)熱絕緣層17以具良好導(dǎo)熱性的鉆石粉末混合聚亞醯胺(Polyimide)來(lái)制造，且覆蓋于線路12上所有未為焊錫14覆蓋的外露表面上，該鉆石粉末的體積比可以在5vol％～95vol％之間，此外，導(dǎo)熱絕緣層17亦可純粹以鉆石或是類(lèi)鉆碳膜來(lái)制造。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，由于鉆石粉末的熱傳導(dǎo)率約800～2000W/mK，而鉆石或類(lèi)鉆碳的熱傳導(dǎo)率為400到1800W/mK之間，遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)聚亞醯胺的熱傳導(dǎo)率，且鉆石及其粉末以及類(lèi)鉆碳皆具有良好的絕緣性，故當(dāng)一高功率發(fā)光二極管(LED，Light Emitting Diode)20透過(guò)焊錫14與線路12連接時(shí)，如圖2中代表熱傳導(dǎo)方向的箭頭所示，發(fā)光二極管20所發(fā)出的高熱透過(guò)焊錫14及線路12傳遞到導(dǎo)熱絕緣層17，而導(dǎo)熱絕緣層17快速地與外部空氣進(jìn)行熱交換以進(jìn)行對(duì)發(fā)光二極管20的散熱。
鉆石或類(lèi)鉆碳膜所構(gòu)成導(dǎo)熱絕緣層17的形成方法將詳述于下；當(dāng)基板10以硅或陶瓷來(lái)制造時(shí)，鉆石導(dǎo)熱絕緣層以熱燈絲法化學(xué)氣相沉積(Hot Filament CVD)方法或微波電漿輔助化學(xué)氣相沉積(MicrowavePlasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)方法而形成，且其制程溫度大于500℃，鉆石膜所形成的導(dǎo)熱絕緣層厚度為1-100微米；當(dāng)基板10以硅、陶瓷或鋁、銅等金屬來(lái)制造時(shí)，類(lèi)鉆碳膜導(dǎo)熱絕緣層以陰極環(huán)電弧物理氣相沉積(Cathodic Arc PVD)方法、濺射物理氣相沉積(Sputtering PVD)方法或電漿輔助化學(xué)氣相沉積(Plasma Assisted CVD)方法來(lái)形成。
通過(guò)上述技術(shù)手段，導(dǎo)熱絕緣層17可取代傳統(tǒng)基板上的聚亞醯胺防焊層，使得發(fā)光二極管20等高功率半導(dǎo)體芯片所產(chǎn)生的高熱能經(jīng)過(guò)焊錫14及線路12后，通過(guò)導(dǎo)熱絕緣層17快速地與外界熱空氣熱交換而散熱，故設(shè)置于電路板上的半導(dǎo)體芯片可維持一穩(wěn)定的工作溫度，由此，電路板的應(yīng)用性大為提高。
權(quán)利要求
1.一種高導(dǎo)熱效率電路板，其特征在于，于一基板上覆蓋有一絕緣層，于絕緣層上設(shè)置一線路，線路一處用以設(shè)置一半導(dǎo)體芯片，線路外露表面上覆蓋一含有鉆石粉末的導(dǎo)熱絕緣層，該導(dǎo)熱絕緣層用以迅速傳導(dǎo)直接來(lái)自于線路的高熱及間接來(lái)自于半導(dǎo)體芯片的高熱，并將高熱排除至外界，由此，以維持該電路板在一正常工作溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱效率電路板，其特征在于，導(dǎo)熱絕緣層以鉆石粉末及聚亞醯胺混合制造。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高導(dǎo)熱效率電路板，其特征在于，導(dǎo)熱絕緣層之中鉆石粉末的體積比在5vol％～95vol％之間。
4.如權(quán)利要求3所述的高導(dǎo)熱效率電路板，其特征在于，該絕緣層以環(huán)氧樹(shù)脂制造。
5.一種高導(dǎo)熱效率電路板，其特征在于，于一基板上覆蓋有一絕緣層，于絕緣層上設(shè)置一線路，線路一處用以設(shè)置一半導(dǎo)體芯片，線路外露表面上覆蓋一以鉆石膜制造的導(dǎo)熱絕緣層，該導(dǎo)熱絕緣層用以迅速傳導(dǎo)直接來(lái)自于線路的高熱及間接來(lái)自于半導(dǎo)體芯片的高熱，并將高熱排除至外界，由此，以維持該電路板在一正常工作溫度。
6.如權(quán)利要求5所述的高導(dǎo)熱性印刷電路板，其特征在于，鉆石膜導(dǎo)熱絕緣層以熱燈絲法化學(xué)氣相沉積方法而形成。
7.如權(quán)利要求5所述的高導(dǎo)熱性印刷電路板，其特征在于，鉆石膜導(dǎo)熱絕緣層以微波電漿輔助化學(xué)氣相沉積方法而形成。
8.一種高導(dǎo)熱效率電路板，其特征在于，于一基板上覆蓋有一絕緣層，于絕緣層上設(shè)置一線路，線路一處用以設(shè)置一半導(dǎo)體芯片，線路外露表面上覆蓋一以類(lèi)鉆碳膜制造的導(dǎo)熱絕緣層，該導(dǎo)熱絕緣層用以迅速傳導(dǎo)直接來(lái)自于線路的高熱及間接來(lái)自于半導(dǎo)體芯片的高熱，并將高熱排除至外界，由此，以維持該電路板在一正常工作溫度。
9.如權(quán)利要求8所述的高導(dǎo)熱性印刷電路板，其特征在于，類(lèi)鉆碳膜導(dǎo)熱絕緣層以陰極環(huán)電弧物理氣相沉積方法而形成。
10.如權(quán)利要求8所述的高導(dǎo)熱性印刷電路板，其特征在于，類(lèi)鉆碳膜導(dǎo)熱絕緣層以濺射物理氣相沉積方法而形成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高導(dǎo)熱效率電路板，其主要在于一基板上覆蓋有一絕緣層，于絕緣層上設(shè)置一線路，線路一處用以設(shè)置一半導(dǎo)體芯片，線路外露表面上覆蓋一含有鉆石粉末或鉆石及類(lèi)鉆碳膜的導(dǎo)熱絕緣層，該導(dǎo)熱絕緣層用以迅速傳導(dǎo)直接來(lái)自于線路的高熱及間接來(lái)自于半導(dǎo)體芯片的高熱，并將高熱排除至外界，由此，以維持該電路板在一正常工作溫度；導(dǎo)熱絕緣層可取代現(xiàn)有電路板基板上的防焊層，使得高功率半導(dǎo)體芯片所產(chǎn)生的高熱能通過(guò)線路及導(dǎo)熱絕緣層的傳遞，快速的與外界空氣進(jìn)行熱交換而散熱。
文檔編號(hào)H01L23/373GK1941346SQ20051010804
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者甘明吉, 胡紹中, 宋健民 申請(qǐng)人:中國(guó)砂輪企業(yè)股份有限公司