[發明專利]反光高導熱金屬基印刷電路板及其應用

有效

• 申請號: 201610151198.2
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105744723B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 葉懷宇;陳顯平;黃潔瑩;梁潤園;張國旗
• 申請（專利權）人: 常州市武進區半導體照明應用技術研究院
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02
• 代理公司: 南京思拓知識產權代理事務所(普通合伙) 32288
• 代理人: 張濤

一反光高導熱金屬基印刷電路板及其應用，該電路板用于連接支撐各種電子器件，其包括一金屬層板，一金屬箔板和一絕緣層。所述金屬層板位于所述絕緣層和所述金屬箔板之間,以使所述絕緣層和所述金屬箔板被所述金屬層板隔離，當所述電子器件連接于所述金屬箔板時，即直接透過所述金屬層板進行散熱。

技術領域

本發明涉及印刷電路板，特別涉及一反光高導熱金屬基印刷電路板及其應用，其中利用一金屬層的縱向及橫向熱導率，以有效的解決電子器件在運轉時產生的熱能問題。

背景技術

隨著科技的發達，時代的進步，各種科技產品相對因應而生，其中伴隨著大功率、微型化電子器件的不斷發展，在電子器件或相關產品中，因電能轉換或供應產生的熱能造成各種電子器件運轉操作的問題，也因熱能造成的發熱日趨嚴重，因此在各種產品或電子器件的散熱問題上越來越成為一個亟待解決的突出問題。在探討散熱問題時，不得不說做為電子元件支撐體的一印刷電路板，其是在電子產品中重要的一電子部件，并且是電子元器件線路連接的提供者，也因為大部份的電子元件都是裝置于所述印刷電路板，所以在各種電子器件運轉同時造成的熱能也會集中于所述印刷電路板。然而在傳統的電路板的制程中，多為采用無堿玻璃布、纖維紙、環氧樹脂等絕緣材料再以覆銅箔加工而成，其中無堿玻璃布、纖維紙、環氧樹脂主要的目的為絕緣，且導熱效果較差，因此根法無法解決熱能集中于所述印刷電路板的問題。另外，關于印刷電路板由于采用印刷蝕刻阻劑的工法，做出電路的線路及圖面，所以才被稱為印刷電路板或印刷線路板。

為解決散熱問題，目前已經有一些金屬基覆銅板(Metal Core PCB，MCPCB)和覆銅型材，如專利CN200620032367.2、CN200610145206.9、CN200910097243.0、CN201380022829.5等。由金屬基板、樹脂或陶瓷絕緣層和銅箔板等構成的這些金屬基印刷電路板已經廣泛應用于大功率器件的表面貼裝。其主要工藝為應用厚度為幾毫米的銅板或鋁板作為金屬基板，先在其上覆蓋一層厚度為幾十微米到幾百微米的環氧樹脂材料或者填充有導熱金屬粒子的樹脂絕緣層，或者使用特殊工藝或材料形成一層絕緣層(例如使用陶瓷材料、陽極氧化鋁等)，再在該絕緣層上壓覆銅箔板。如圖18所示。

并且，為了進一步增加金屬基印刷電路板的熱導率，使用器件和金屬層直接焊接的結構或者金屬通孔的結構，例如專利CN201110032105.1,CN201210401060.5,CN201320101348.0。但是此類結構對于電極在金屬基印刷電路板一側的器件要求器件的電極與導熱金屬片之間絕緣分離，提高了對器件要求的同時減少了電極的面積與導熱金屬片的面積。另外，使用通孔結構和金屬層直接焊接的結構的金屬基印刷電路板只能提高縱向的傳熱熱阻，不能有效減少橫向的熱阻(擴散熱阻)，并不能完全有效的利用金屬層的高熱導率。

然而相對于普通印制線路板，現有的金屬基印刷電路板的熱導率已經有了很大的提高，但是還是存在熱導率較差的缺陷。銅箔板與金屬基板之間的絕緣層的熱導率較低，導致金屬基印刷電路板的整體熱導率僅僅為1～5W/mK,遠遠低于金屬的熱導率(一般金屬的熱導率為50～415W/mK)，因而該絕緣層將成為金屬基印刷電路板散熱性能的短板。即使采用陶瓷材料或填充有導熱金屬粒子的樹脂絕緣層，其熱導率的提升也有限。同時，絕緣層的熱導率指的是其縱向的傳熱熱阻，其橫向的熱阻(擴散熱阻)也遠遠小于金屬的熱導率，使得金屬基印刷電路板的縱向及橫向熱阻均遠小于金屬。因而在金屬基印刷電路板中，其金屬部分的散熱能力不能有效的使用，從而使得散熱性能的提升很有限。另外，金屬基印刷電路板與普通印制線路板的絕緣層對于光的反射率都較低，即使采用陶瓷基PCB其反射率只能做到85％-95％，無法達到鏡面鋁、鏡面銅基板98％以上的反射率。

因此，不管是傳統的印刷電路板或者是金屬基印刷電路板都沒有辦法非常有效地解決散熱的問題，同時也無法作為高反射率的反射層。而透過本發明即可同時解決反射層和有效散熱的問題。

發明內容