專利名稱：一種高散熱效率的金剛石電路板模組結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金剛石電路板模組結構，屬于散熱應用之技術領域，該散熱模組結構可用于芯片、發(fā)光二極管等各式發(fā)熱元件的組裝使用上。
背景技術：
隨著芯片、發(fā)光二極管或各式電器元件功率的不斷提高，工作廢熱量增加而排放量未等量提高，造成元件溫度上升工作效率降低甚至于損壞元件的問題。檢討常用的散熱方式，有使用散熱器、熱管和風扇等方式，例如芯片或各式電器元件通過散熱膠與散熱器的接觸，使電器元件的熱量傳導到散熱器，再由風扇排出。然實際使用顯示目前的散熱方式仍存在如下三項缺點，一.散熱器與芯片或各式發(fā)熱電器元件之間，存在絕緣封裝用的高熱阻塑料層結構；二.電子元件安裝在高熱阻絕緣的不飽和聚脂電路基板上；三.使用散熱膠于各結構層間，因散熱膠介面會存在氣泡與結構缺陷等，造成產品巨大的熱不穩(wěn)定性。因此目前提高散熱器鰭片面積或提高風扇轉速等方法，只是治標方法未能解決問題本質。在克服上述問題的發(fā)展上有下列幾種方式，如技術一，日本專利JP2004-200347A，公開了一種技術以金剛石與金屬材料為混合物，為發(fā)光二極管p極與n極間積層構造的導電散熱層，然該技術是改善發(fā)光二極管內部結構的導電散熱層，對于外部高熱阻絕緣封裝層的熱堵塞堆積狀況，未能解決前述問題。技術二，如日本專利JP平5-347369A，公開了一種技術以金剛石細顆?；旌檄h(huán)氧樹脂或珪酸酯，作為電子元件的散熱絕緣封裝層，該技術改善了發(fā)熱電子元件的上部封裝層散熱問題，但對于下部高熱阻絕緣電路板與散熱膠介面缺陷的問題，未能提供解決方法，另外該技術使用金剛石細顆?；旌檄h(huán)氧樹脂、石英微?；蜓趸X微粒組成，在材料抗張?zhí)匦陨衔茨軡M足長期因溫度變化造成伸縮破壞的要求。技術三，如中國專利CN1545148A，公開了一種技術為大功率發(fā)光二極管貼裝在金剛石基板上的散熱結構，然該技術使用多層散熱膠于各結構層間，以期達成熱傳導目的。實際使用顯示，每增加一介面會因增加氣泡、雜質、材料缺陷等因素造成熱阻的提高，因此上述發(fā)明在降低熱阻通道、降低導熱結構復雜度、介面數量與確保散熱膠介面氣泡等項目，仍未合理解決熱傳導的整體性問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的，在于克服上述導熱不足的問題，如散熱器與芯片或各式電器元件之間存在高熱阻絕緣封裝高分子塑料層等結構；電子元件安裝在高熱阻絕緣的不飽和聚脂電路基板上；使用多層散熱膠于各結構層間，而散熱膠介面會因氣泡、雜質、材料缺陷等材料缺陷等造成散熱不良導致效率低或損壞元件等問題，提供一種高散熱效率的金剛石電路板模組結構。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現的。
一種金剛石電路板模組結構，它包括有一個絕緣的金剛石層為電路基板，并在金剛石基板上制作電路結構層，使電子元件可在金剛石電路基板電路上進行安裝，金剛石基板在電路結構層的另一面，不使用散熱膏，直接積層于散熱器上，以達到金剛石電路板模組具結構簡易且高效排熱的性能。該金剛石基板的電路結構層，在金剛石基板之第一面，以印刷或電鍍等方式制作電路結構層。在金剛石基板的第二面，不使用散熱膏，直接積層成形于散熱管、半導體制冷器或散熱器上。該金剛石基板，為金剛石復合材料，可使用擠出、壓模、注射、網印、噴涂或灌模等方式，形成適當厚度的金剛石層。該金剛石基板，依電路及散熱需求，可制作成不同形狀配置的金剛石層。該金剛石基板，其組成物由補強纖維、金剛石細顆粒粉體、絕緣性無機材料與高分子結合劑制成的金剛石復合材料。
本發(fā)明的技術手段，是使用含金剛石層1取代傳統(tǒng)的電路板基材，并在金剛石層1上制作電路結構2，來進行芯片、發(fā)光二極管3或各式電器元件封裝與安裝。其導熱機制是不使用散熱膏，將金剛石電路板直接積層于散熱器4上，金剛石電路板另一面直接粘貼安裝發(fā)熱元件，并在發(fā)熱元件上進行上部封裝，如此形成一簡捷且散熱效率高的電路板模組結構，實際解決了因散熱不良導致效率低或損壞元件的問題。


圖1金剛石電路板模組立體結構示意圖；圖2金剛石電路板模組結構剖面圖。
圖中1-金剛石層，11-金剛石層第一面，12-金剛石層第二面，2-電路結構層，21-電路接點A，22-電路接點B，23-外電路A，24-外電路B，25-引線，3-發(fā)光二極管元件，33-環(huán)氧樹脂封裝透鏡，4-熱管散熱器。
具體實施例方式
本發(fā)明金剛石電路基板模組結構分析如下，第一為金剛石層單元依電路及散熱需求的設計，制作金剛石層1，其組成物由補強纖維、金剛石細顆粒粉體、絕緣性無機材料與高分子結合劑制成的金剛石復合材料。不使用散熱膏，將金剛石電路板直接積層于散熱器上，以滿足長時間溫度強烈變化的要求。第二為電路結構層單元在金剛石層的第一面11，以印刷或電鍍等方式制作電路結構層2。第三為金剛石電路板上電子元件安裝單元將發(fā)熱電子元件電極接合于金剛石電路接點B22上，并將元件另一電極接引線于電路接點A21上，并以環(huán)氧樹脂封裝。第四為模組散熱器在金剛石層的第二面12，接合散熱管、與半導體制冷器或散熱器4。因此該模組含封裝完成的發(fā)熱電子元件、電路結構層、金剛石層及散熱器所組成，以確保發(fā)熱電子元件可快速排熱，以維持正常工作溫度的條件。
金剛石電路板模組結構的實施例，使用含金剛石層1結構取代傳統(tǒng)的電路板基材，并在金剛石層上制作電路結構2，來進行大功率發(fā)光二極管元件安裝與封裝。
實施制作方式如下述。
第一階段為金剛石層制作由補強纖維、金剛石細顆粒粉體、絕緣性無機材料與高分子結合劑制成的金剛石復合材料，依電路需求制作1mm厚度的矩形金剛石層1，該金剛石復合材料層第二面12，應用壓制方式成型于散熱器4上，使金剛石層第二面12與散熱器4完全密合，可達到介面無氣泡、雜質、材料缺陷等狀態(tài)。第二階段為電路板制作在金剛石層的第一面11，以印刷方式制作電路結構層2。第三階段為封裝制作將發(fā)光二極管元件3，直接焊接并封裝于金剛石電路接點B22上，將元件另一電極用引線接于電路接點A21上，并使用透明環(huán)氧樹酯封裝33成發(fā)光元件。如此形成一簡捷且散熱效率高的電路板模組結構，實際解決因散熱不良導致效率低或損壞元件的問題，金剛石電路板模組的剖面結構，如圖2。
權利要求
1.一種金剛石電路板模組結構，其特征在于該金剛石電路板模組結構，包括有一個絕緣的金剛石層為電路基板，并在金剛石基板上制作電路結構層，使電子元件可在金剛石電路基板電路上進行安裝，金剛石基板在電路結構層的另一面，不使用散熱膏，直接積層于散熱器上，以達到金剛石電路板模組具結構簡易且高效排熱的性能。
2.根據權利要求1所述的金剛石電路板模組結構，其特征在于該金剛石基板的電路結構層，在金剛石基板之第一面，以印刷或電鍍等方式制作電路結構層。
3.根據權利要求1所述的金剛石電路板模組結構，其特征在于在金剛石基板的第二面，不使用散熱膏，直接積層成形于散熱管、半導體制冷器或散熱器上。
4.根據權利要求1所述的金剛石電路板模組結構，其特征在于該金剛石基板，為金剛石復合材料，可使用擠出、壓模、注射、網印、噴涂或灌模等方式，形成適當厚度的金剛石層。
5.根據權利要求1所述的金剛石電路板模組結構，其特征在于該金剛石基板，依電路及散熱需求，可制作成不同形狀配置的金剛石層。
6.根據權利要求1所述的金剛石層，其特征在于該金剛石基板，其組成物由補強纖維、金剛石細顆粒粉體、絕緣性無機材料與高分子結合劑制成的金剛石復合材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高散熱效率的金剛石電路板模組結構，它利用含絕緣導熱金剛石層取代了傳統(tǒng)的電路板基材，用以進行芯片、發(fā)光二極管或各式電子元件的安裝與封裝。金剛石電路板可將電子元件直接安裝在電路接點上，并在金剛石電路板的另一面，不使用散熱膏，直接積層于散熱器上。應用金剛石高熱導率及高絕緣特性，形成一散熱效率高的封裝模組結構，解決排熱堵塞堆積的問題。
文檔編號H01L23/367GK101064991SQ20071011158
公開日2007年10月31日 申請日期2007年6月21日 優(yōu)先權日2007年6月21日
發(fā)明者陳鴻文 申請人:陳鴻文