[發(fā)明專利]一種帶液/汽相變傳熱基板的印刷電路板及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110382764.8
• 申請日: 2011-11-27
• 公開（公告）號: CN102497726A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 葛豫卿
• 申請（專利權(quán)）人: 葛豫卿
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02;H01L33/62;H01L33/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種提升縱向?qū)崧始皺M向熱擴散效率的印刷電路板及其制備方法，主要用于解決超高功率發(fā)光二極管(LED)應用過程中的散熱問題。

背景技術(shù)

LED目前已在照明領域得到廣泛應用，單顆3W以上的LED普遍都會采用金屬基印刷電路板(MCPCB)作為電路及散熱基板。現(xiàn)有的MCPCB由于采用金屬基板(一般為銅基板或鋁基板)，導熱率相比以前1W以下LED采用的普通FR4印刷電路板(PCB)有了較大的提升。然而，盡管鋁基板甚至銅基板有很好的熱導率，分別可達205W/mK和380W/mK，但由于電絕緣的需要以及制備工藝的限制，目前的MCPCB電路層和金屬基板之間都有一層絕緣層。該絕緣層的導熱率只有0.2～2.0W/mK左右，導致現(xiàn)有MCPCB的縱向?qū)崧手挥?～4W/mK，視采用絕緣層的材質(zhì)。隨著目前LED封裝水平的不斷提高，大尺寸芯片(Large-scale?Chip)和多芯片(Multi?Chip)封裝越來越多，功耗越來越高，對載體基板提出了更高的散熱要求，現(xiàn)有的MCPCB在應用中已經(jīng)出現(xiàn)了諸多的問題，其中最主要的一個原因就是因為散熱不充分導致LED失效。

LED在使用中由于70～90％的能耗會被轉(zhuǎn)化為熱能，如不能及時將熱量散發(fā)出去，將會導致LED節(jié)溫過高，造成發(fā)光效率下降，降低LED壽命，嚴重時更可能直接燒毀芯片。LED由于封裝結(jié)構(gòu)的限制，前端為了透光一般采用高透光率的環(huán)氧樹脂、塑料或者玻璃等材料，導熱率均較低。特別是在使用塑料透鏡或玻璃蓋片封裝時，為了保護LED晶片與封裝基板直接的晶線，塑料透鏡或玻璃蓋片與LED晶片并沒有直接接觸而是預留一定的空隙，因此LED應用中，熱量從前端散發(fā)的比例極少，90％以上的熱量都需要以熱傳導的方式從LED封裝基板背部經(jīng)由電路板最后傳至散熱器。應用中，LED一般都需要焊裝在電路板上供電，熱量也需要穿透電路板才能到達其背面的散熱器件。因此，LED的散熱的好壞主要可從三個級別來考量：一是封裝級散熱主要取決于LED封裝熱阻的高低；二是板極散熱主要取決于MCPCB的縱向?qū)崮芰皺M向熱擴散能力；三是系統(tǒng)級散熱主要取決于整個外部散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和布局。由于現(xiàn)有MCPCB的縱向?qū)崧瘦^低，已成為高功率LED整個散熱路徑的瓶頸，所以本發(fā)明主要集中于板級散熱，解決現(xiàn)有金屬基印刷電路板熱阻過大的問題，通過采用液/汽相變傳熱裝置基板，提升縱向?qū)崧始皺M向熱擴散效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明帶液/汽相變傳熱基板的印刷電路板主要針對現(xiàn)有金屬基印刷電路板縱向?qū)崧嗜暂^低的問題，在提升電路板傳熱效率方面主要采取了兩項措施：一是通過打穿傳統(tǒng)金屬基印刷電路板熱通路部分的瓶頸--絕緣層，填充導熱性能良好的焊錫，較現(xiàn)有金屬基印刷電路板可大大提升縱向?qū)崧剩欢遣捎昧艘?汽相變傳熱基板，通過基板封閉的工作液體的汽/液相變來傳遞熱量，熱阻極小，具有很高的導熱能力，橫向熱擴散效率較傳統(tǒng)金屬基板得到幾個數(shù)量級的提升。因此該帶液/汽相變傳熱基板的印刷電路板與銅、鋁等傳統(tǒng)金屬基電路板相比，由于縱向?qū)崧屎蜋M向熱擴散效率都得到新的突破，因此單位重量可多傳遞幾個數(shù)量級的熱量。