專利名稱：一種散熱電路板及其制備方法
一種散熱電路板及其制備方法
相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求于2009年9月23日遞交的題為“ A radiant heat circuit board and a method of manufacturing the same (放熱型電路板及其制備方法)”的韓國專利申請 No.10-2009-0090162的優(yōu)先權(quán)。該申請的全部內(nèi)容通過引用而被結(jié)合于此。技術(shù)領(lǐng)域
本申請涉及一種散熱電路板(heat dissipating circuit board)及其制備方法。
技術(shù)背景
目前伴隨著電子工業(yè)的發(fā)展而來的是顯著增長的對具有越來越多功能的電子零 件的需求。用于安裝輕質(zhì)、薄、短且小的電子零件的電路板應(yīng)該能夠?qū)⒍鄠€電子產(chǎn)品整 合在該電路板上的小區(qū)域內(nèi)。
同時，這建立在所述電路板為發(fā)熱器件(heating device)(例如半導(dǎo)體器件或發(fā)光 二極管)的前提上。然而，所述器件能夠產(chǎn)生非常大量的熱。如果發(fā)熱器件所產(chǎn)生的熱 量沒有得到迅速的散失，則電路的溫度升高，進而使發(fā)熱器件的操作變得難以進行且導(dǎo) 致該發(fā)熱器件的運行錯誤，這是人們所不希望發(fā)生的。因此，對具有改善的散熱特性的 電路板進行了研究。
圖1是反映了傳統(tǒng)的散熱電路板的截面圖。下面結(jié)合圖1對散熱電路板及其制 備方法進行描述。
首先，對金屬芯11進行例如陽極氧化的處理，從而在金屬芯11的兩側(cè)表面上形 成絕緣層12。
接著，在絕緣層12上進行鍍金屬(plating)工藝和蝕刻工藝以形成電路層13。
然后，將發(fā)熱器件(未示出)置于電路層13上，并使用導(dǎo)線或焊料將電路層13 和加熱裝置(未示出)彼此結(jié)合。
由此，通過以上過程制造了傳統(tǒng)的散熱電路板。
在使用傳統(tǒng)的散熱電路板的情況中，由于金屬傳熱的效率很高，發(fā)熱器件(未 示出)所產(chǎn)生的熱量通過絕緣層12和金屬芯11向外散失。因此，形成在散熱電路板上 的電子器件不會遭受較高的熱量，在一定程度上解決了電子裝置性能降低的問題。
但在使用了傳統(tǒng)的散熱電路板的情況中，電路層13的厚度應(yīng)該形成為能使散熱 效果最大化。因為電路層13是通過鍍金屬工藝形成在絕緣層12上的，所以厚的電路層 13的形成會不期望地增加鍍金屬過程的時間和成本。
此外，隨著加工的時間延長，由于鍍金屬工藝而施加到散熱電路板上的應(yīng)力也 不期望地增加。發(fā)明內(nèi)容
因此，為了解決相關(guān)領(lǐng)域中所遇到的問題而做出了本發(fā)明，且本發(fā)明的目的在于提供一種散熱電路板，在該電路板中，通過使用焊料而不是鍍金屬工藝將厚的散熱框 層(dissipating frame layer)結(jié)合到電路層上，因此減少了鍍金屬工藝的時間及成本，本發(fā) 明還提供了一種制備所述散熱電路板的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種縮短了鍍金屬工藝時間的散熱電路板，由此減 輕了施加在散熱電路板上的應(yīng)力，本發(fā)明還提供了一種制備所述散熱電路板的方法。
本發(fā)明的一個方面提供了一種散熱電路板，其中，該電路板包括金屬芯，該金 屬芯包括形成在所述金屬芯表面上的絕緣層；形成在所述絕緣層上的電路層，該電路層 包括種子層(seed layer)和第一電路圖案(circuit pattern)；以及利用焊料而結(jié)合到所述電 路板上的散熱框?qū)?，該散熱框?qū)泳哂械诙娐穲D案。
該方面中，所述金屬芯可以含有鋁(Al)，并且形成在所述金屬芯表面上的絕緣層可以含有Al2O3。
該方面中，所述金屬芯還可以包括形成在所述金屬芯內(nèi)的通孔，且所述通孔的 內(nèi)表面被鍍金屬以連接到所述電路層，所述絕緣層形成在所述通孔內(nèi)和金屬芯的表面 上。
該方面中，所述散熱構(gòu)造層的厚度可以等于或大于數(shù)十微米。
該方面中，可以形成與第一電路圖案相同的第二電路圖案。
可選擇地，可以形成與第一電路圖案不同的第二電路圖案。
本發(fā)明的另一方面提供了一種制備散熱電路板的方法，其中，該方法包括(A) 在金屬芯表面上形成絕緣層；(B)在所述絕緣層上形成電路層，該電路層包括種子層和 第一電路圖案；(C)制備具有第二電路圖案的散熱框?qū)?；以?D)用焊料將所述散熱框 層結(jié)合到所述電路層上。
該方面的(C)中，所述散熱框?qū)拥暮穸瓤梢缘扔诨虼笥跀?shù)十微米。
該方面中，所述(A)可以包括(Al)制備含有鋁的金屬芯和(A2)對所述金屬芯 進行陽極氧化從而形成含有Al2O3的絕緣層。
該方面的(C)中，所述第二電路圖案可以形成為與所述第一電路圖案相同。
可選擇地，所述(C)中，所述第二電路圖案可以形成為與所述第一電路圖案不 同。


從以下結(jié)合附圖所進行的詳細(xì)描述中可以更清楚地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點。
圖1為反映了傳統(tǒng)的散熱電路板的截面圖2為反映了根據(jù)本發(fā)明第一種實施方式的散熱電路板的截面圖3為反映了圖2所示的散熱電路板的分解透視圖(explodedperspective view)；
圖4為反映了根據(jù)本發(fā)明第二種實施方式的散熱電路板的分解透視圖5至圖8為依次反映了制備圖2所示散熱電路板的方法的透視圖；以及
圖9至圖12為依次反映了制備圖4所示的散熱電路板的方法的透視圖。
具體實施方式
接下來，將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行具體描述。在全部的附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同或相似的元件。在本說明書中，術(shù)語“第一”、“第二”等 僅用來將元件彼此區(qū)分開來，且這些元件不受到上述術(shù)語的限制。此外，即使一些現(xiàn)有 技術(shù)是與本發(fā)明有關(guān)的，也應(yīng)該認(rèn)為對于這些現(xiàn)有技術(shù)的描述是不必要的，且只要它們 可能使本發(fā)明的特征不清楚且在說明書中造成混亂的，可以將其忽略。
此外，不應(yīng)將本說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語和詞理解為局限于通常意義 或字典上的定義，而應(yīng)該基于這樣的規(guī)則將其理解為具有本發(fā)明技術(shù)范圍相關(guān)的意義和 概念發(fā)明人根據(jù)該規(guī)則可以對術(shù)語所表示的概念進行適當(dāng)?shù)亩x，以最佳地描述他/ 她所知道的用以實施本發(fā)明的方法。
散熱電路板
圖2為反映了根據(jù)本發(fā)明第一種實施方式的散熱電路板IOOa的截面圖，圖3為 反映了圖2所示散熱電熱板的分解透視圖。下面結(jié)合這些附圖對根據(jù)本實施方式的散熱 電路板IOOa進行描述。
如圖2和圖3所示，將根據(jù)本實施方式的散熱電路板IOOa構(gòu)造為通過焊料l(Ma 而不是通過直接鍍金屬法來在絕緣層102上形成散熱框?qū)?05a，從而使所述電路板具有 高的散熱特性。
更具體地說，在金屬芯101上形成絕緣層102，且通過鍍金屬法在所述絕緣層 102上形成具有種子層的電路層103。進一步來說，用焊料l(Ma將散熱框?qū)?05結(jié)合到 電路層103上。雖然圖2和圖3所示的絕緣層102、電路層103和散熱框?qū)?05a僅形成 在金屬芯101的一個表面上，但本發(fā)明不限于此。金屬芯101的兩側(cè)表面上均可以形成 有絕緣層102、電路層103和散熱框?qū)?05a。
可以用鋁制成能夠起到改善散熱特性作用的金屬芯101。由此，絕緣層102可以 通過對鋁進行陽極氧化而形成的Al2O3所制得。此外，金屬芯101內(nèi)可以形成有通孔(未 示出)，且對該通孔(未示出)的內(nèi)表面進行鍍金屬以使形成在金屬芯101的兩個表面上 的電路層103可以彼此連接。
電路層103形成在絕緣層102上。電路層103可以包括種子層和形成在該種子 層上的鍍層。根據(jù)本發(fā)明，由于散熱框?qū)?05a是通過后續(xù)過程而單獨提供的，所以，與 傳統(tǒng)技術(shù)相比，鍍金屬工藝可以形成較薄的電路層103。電路層103的厚度范圍可以為數(shù) 微米至數(shù)十微米。當(dāng)電路層103形成的厚度超過數(shù)十微米時，可能會有不期望的高應(yīng)力 施加到散熱電路板IOOa上。
通過以下方式形成散熱框?qū)?05a:用焊料104a將散熱框?qū)?05a結(jié)合到電路圖 103上，在此狀態(tài)下，第二電路圖案107a已經(jīng)形成在散熱框?qū)?05a上，這與通過直接鍍 金屬法在絕緣層上形成厚的散熱框?qū)拥膫鹘y(tǒng)技術(shù)不同。由與電路層103所用金屬相同的 金屬形成散熱框?qū)?05a，且散熱框?qū)?05a的厚度等于或大于數(shù)十微米以使散熱特性得到 改善。在形成的散熱框105a比電路層103厚得多的情況下，安裝在散熱框?qū)?05a上的 發(fā)熱器件(未示出)所產(chǎn)生的熱量可以通過散熱框?qū)?05a迅速地傳遞到金屬芯101或散 熱電路板IOOa的外部。
焊料l(Ma的作用是將散熱框?qū)?05a與電路層103彼此結(jié)合，以使發(fā)熱器件(未 示出)產(chǎn)生的熱量傳遞到金屬芯101上；焊料104a還將散熱框?qū)?05a和電路層103彼此 進行電連接，以使散熱框?qū)?05a起到電路圖的作用。焊料104a所用材料可以包括本領(lǐng)域公知的任何粘結(jié)材料，例如，作為軟焊料的具有低熔點的金屬。
本實施方式中，電路層103的第一電路圖案106和散熱框?qū)?05a的第二電路圖案 107a形成為相同的形狀。因此，可以將發(fā)熱器件(未示出)置于形成第一電路圖案106 處的任意電路圖案(any pattern)上，且由所述發(fā)熱器件(未示出)產(chǎn)生的熱量可以依次通 過散熱框?qū)?05a、焊料104a和電路層103而傳遞到金屬芯101上。
焊料104a位于散熱框?qū)?05a下方并未露出于成品的表面上。因此，焊料104a 的圖案與散熱框?qū)?05a的第二電路圖案107a相同，且由此焊料l(Ma的圖案可以與第一 電路圖案106相同。
圖4為反映了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的散熱電路板IOOb的分解透視圖。下面 結(jié)合該附圖對根據(jù)本實施方式的散熱電路板IOOb進行描述。在本實施方式的描述中，與 前述實施方式相同或相似的元件由相同的附圖標(biāo)記表示，且不再贅述于此。
如圖4所示，將根據(jù)本實施方式的散熱電路板IOOb構(gòu)造為在金屬芯101上形 成絕緣層102，通過鍍金屬法在所述絕緣層102上形成包括種子層的電路層103，以及通 過焊料104b結(jié)合到電路層103上的散熱框?qū)?0 ，其中，電路層103的第一電路圖案106 與散熱框?qū)?0 的第二電路圖案107b不同。
更具體地說，將第一電路圖案106形成為與第二電路圖案107b不同，但可以將 所述第二電路圖案107b形成為與第一電路圖案106的一部分相同。據(jù)此，將散熱框?qū)?105b僅結(jié)合到電路層103上發(fā)熱器件(未示出)所處的位置，從而減少了工藝時間和成本。
焊料104b上形成的圖案與第二電路圖案107b相同，因此，可以如在第二電路圖 案107b中形成的那樣與第一電路圖案106的一部分相同。
制備散熱電路板的方法
下面結(jié)合圖5至圖8對制備根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的散熱電路板IOOa的方法 進行描述。
首先，如圖5所示，在金屬芯101表面上形成絕緣層102。雖然圖5所示出的絕 緣層102僅形成于金屬芯101的上表面，但是在金屬芯101的全部表面上都可以形成有絕 緣層102。
如此一來，金屬芯101可以由鋁制成，且絕緣層102可以由對金屬芯101進行陽 極氧化所得到的Al2O3制得。在金屬芯由鋁制成的情況下，可以使散熱電路板IOOa的散 熱特性得到有效地改善。
接著，如圖6所示，在絕緣層102上形成包括種子層和第一電路圖案106的電路 層 103。
更具體地說，例如，在絕緣層102上進行化學(xué)鍍工藝或濺射工藝以形成種子 層。這樣一來，所述種子層促進了鍍層和絕緣層102的結(jié)合，能夠簡便地將電路層103 結(jié)合到絕緣層102上。
形成種子層后，在該種子層上形成電路層103。通過鍍金屬工藝和蝕刻工藝形 成電路層103的第一電路圖案106。本領(lǐng)域公知的方法是特別有用的，例如，減成法 (subtractive process)、力口成法(additive process)、半力口成法(semi-additive process)、或改進的半加成法。電路層103的厚度范圍可以為數(shù)微米至數(shù)十微米。當(dāng)電路層103形成的厚度超過數(shù)十微米時，可能由于長時間的鍍金屬過程而使施加到散熱電路板IOOa上的應(yīng) 力增大。
然后，如圖7所示，制備具有第二電路圖案107a的散熱框?qū)?05a。
可以利用本領(lǐng)域公知技術(shù)將散熱框?qū)?05a單獨地制造為具有預(yù)定的圖形，對此 沒有特別的限定。而且，為了改善散熱框?qū)?05a的散熱特性，需要使散熱框?qū)?05a所 形成的厚度等于或大于數(shù)十微米。由于沒有通過直接鍍金屬法就在絕緣層102上形成了 厚的散熱框?qū)?05a，能夠避免由于鍍金屬工藝而使應(yīng)力直接施加到散熱電路板上。
可以使散熱框?qū)?05a的第二電路圖案107a形成為與電路層103的第一電路圖案 106相同。
接著，如圖8所示，用焊料l(Ma使散熱框?qū)?05a結(jié)合到電路層103上。
焊料104a的材料可以包括各種金屬，特別是軟焊料。當(dāng)使用軟焊料時，因為軟 焊料的熔點低，所以可以在低的溫度下用焊料104a進行粘結(jié)工藝，還可以減小施加到散 熱電路板IOOa上的應(yīng)力。
形成于焊料104a上的圖案可以與第二電路圖案107a具有相同的形狀。在此情 況下，焊料104a的全部圖案、第一電路圖案106和第二電路圖案107可以具有相同的形 狀。
如圖8所示，可以通過上述制造工藝來制造根據(jù)第一實施方式的散熱電路板 100a。
下面將結(jié)合附圖9至附圖12對制備根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的散熱電路板IOOb 的方法進行描述。在本實施方式的描述中，與前述實施方式相同或相似的元件由相同的 附圖標(biāo)記表示，且不再贅述于此。
首先，如圖9所示，在金屬芯101上形成絕緣層102。
接著，如圖10所示，在所述絕緣層102上形成包括種子層和第一電路圖案106 的電路層103。
然后，如圖11所示，制備具有第二電路圖案107b的散熱框?qū)?0恥。據(jù)此形成 彼此不同的第二電路圖案107b和第一電路圖案106，且可以使形成的第二電路圖案107b 與第一電路圖案106的一部分相同。
接下來，如圖12所示，用焊料104b將散熱框?qū)?0 結(jié)合到電路層103上。焊 料104b的圖案可以與第二電路圖案107b相同。在此情況下，焊料104b的圖案也可以與 第一電路圖案106不同，并且可以如在第二電路圖案107b中形成的那樣與第一電路圖案 106的一部分相同。
如圖12所示，可以根據(jù)上述制造方法制得根據(jù)第二實施方式的散熱電路板 IOObo
如上文所描述地，本發(fā)明提供了一種散熱電路板及其制備方法。根據(jù)本發(fā)明， 將所述散熱電路板構(gòu)造為使形成在絕緣層上的電路層的厚度范圍為數(shù)微米或數(shù)十微米， 且使用焊料將厚度等于或大于數(shù)十微米的厚的散熱框?qū)咏Y(jié)合到電路層上，從而減少了鍍 金屬工藝時間和成本，因此降低了制備散熱電路板所需的凈時間和成本。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于鍍金屬工藝的時間減少了，所以可以減緩鍍金屬過程 中施加到散熱電路板上的應(yīng)力。
此外，根據(jù)本發(fā)明，將電路層的第一電路圖案形成為與散熱電路框的第二電路 圖案相同，因此改善了散熱效果，還使發(fā)熱器件可以被置于形成第一電路圖案上的任何 電路圖案上。
而且，根據(jù)本發(fā)明，可以將第一電路圖案與第二電路圖案形成為彼此不同。由 此，第二電路圖案形成為與第一電路圖案的一部分相同。據(jù)此，散熱框?qū)觾H結(jié)合到發(fā)熱 器件所放置的位置處，從而減少了制備散熱電路圖板所需成本。
同樣地，根據(jù)本發(fā)明，因為焊料由金屬制成，所以它可以將散熱框?qū)影l(fā)出的熱 傳遞至電路層，而且焊料還可以將散熱框?qū)雍碗娐穼颖舜诉M行電連接以使散熱框?qū)悠鸬?電路圖的作用。
雖然，已經(jīng)為了闡述目的而對本發(fā)明的關(guān)于散熱電路板及其制備方法的實施方 式進行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在不背離隨附權(quán)利要求書中公開的本 發(fā)明的范圍和實質(zhì)的情況下可以做出各種不同的修改、增加或減少。因此，應(yīng)該將這些 修改、增加或減少理解為落入了本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種散熱電路板，其中，該散熱電路板包括金屬芯，該金屬芯包括形成在所述金屬芯表面上的絕緣層；電路層，該電路層形成在所述絕緣層上，并且所述電路層包括種子層和第一電路圖 案；以及散熱框?qū)?，該散熱框?qū)油ㄟ^使用焊料而結(jié)合到所述電路層上，并且所述散熱框?qū)泳?有第二電路圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱電路板，其中，所述金屬芯含有鋁，并且形成于所述金 屬芯表面上的所述絕緣層含有Al2O3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱電路板，其中，所述金屬芯還包括形成在所述金屬芯內(nèi) 的通孔，并且所述通孔的內(nèi)表面被鍍金屬以連接至所述電路層，所述絕緣層形成在所述 通孔內(nèi)和所述金屬芯的表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱電路板，其中，所述散熱框?qū)拥暮穸鹊扔诨虼笥跀?shù)十微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱電路板，其中，形成的所述第二電路圖案與所述第一電 路圖案相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱電路板，其中，形成的所述第二電路圖案與所述第一電 路圖案不同。
7.—種制備散熱電路板的方法，其中，該方法包括(A)在金屬芯表面上形成絕緣層；(B)在所述絕緣層上形成電路層，該電路層包括種子層和第一電路圖案；(C)制備具有第二電路圖案的散熱框?qū)?；以?D)使用焊料將所述散熱框?qū)咏Y(jié)合到所述電路層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在(C)中，所述散熱框?qū)拥暮穸鹊扔诨虼笥跀?shù) 十微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述(A)包括 (Al)制備含有鋁的金屬芯；和(A2)對所述金屬芯進行陽極氧化，從而形成含有Al2O3的絕緣層。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在(C)中，使形成的所述第二電路圖案與所 述第一電路圖案相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在(C)中，使形成的所述第二電路圖案與所 述第一電路圖案不同。
全文摘要
公開了一種散熱電路板，其中，該散熱電路板包括金屬芯，該金屬芯包括形成在所述金屬芯表面上的絕緣層；形成在所述絕緣層上的電路層，所述電路層包括種子層和第一電路圖案；以及利用焊料而結(jié)合到所述電路層上的散熱框?qū)樱撋峥驅(qū)泳哂械诙娐穲D案，并且，其中，通過使用焊料而不是鍍金屬工藝將所述散熱框?qū)咏Y(jié)合到電路層上，從而減少了鍍金屬工藝的成本和時間，并減輕了由鍍金屬工藝施加到所述散熱電路板上的應(yīng)力。還提供了一種制備所述散熱電路板的方法。
文檔編號H05K7/20GK102026473SQ20091021127
公開日2011年4月20日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者崔碩文, 李榮基, 林昶賢, 申惠淑, 金泰賢, 高山 申請人:三星電機株式會社