TWI495056B - 基板結構 - Google Patents

Description

基板結構

本發明是有關於一種基板結構，且特別是有關於一種具有散熱功能之基板結構。

發光二極體具有諸如壽命長、體積小、高抗震性、低熱產生及低功率消耗等優點，因此已被廣泛應用於家用及各種設備中的指示器或光源。近年來，發光二極體已朝高功率發展，因此其應用領域已擴展至道路照明、大型戶外看板、交通號誌燈及相關領域。在未來，發光二極體甚至可能成為兼具省電及環保功能的主要照明光源。

一般來說，當高功率的發光二極體晶片發出高亮度的光線時，會產生大量的熱能。倘若熱能無法逸散而不斷地堆積在發光二極體晶片內，發光二極體晶片的溫度會持續地上升。如此一來，發光二極體晶片可能會因為過熱而導致亮度衰減及使用壽命縮短，嚴重者甚至造成永久性的損壞。再者，在高密度的多晶片封裝結構中，由於發光二極體晶片是呈現陣列排列，因此發光二極體晶片所產生的熱在整體陣列排列之中心區域相較於在整體陣列排列之周邊區域較難排除。也就是說，發光二極體所產生的熱會集中在整體多晶片封裝結構的中心位置。如此一來，中心區域之發光二極體晶片的壽命易小於周邊區域之發光二極體晶片的壽命，進而影響整體多晶片封裝結構的信賴度。

本發明提供一種基板結構，具有較佳的散熱效果。

本發明提出一種基板結構，適於承載多個發熱元件。基板結構包括一板體、一圖案化金屬層以及多個散熱通道。板體具有一上表面。圖案化金屬層配置於板體上，包括一第一電極、一第二電極、多個第一接墊以及多個第二接墊。第一電極未接觸第二電極。第一接墊與第二接墊平行且呈交替配置於上表面上。第一接墊的一部分與第一電極電性連接。第二接墊的一部分與第二電極電性連接。第一接墊的另一部分分別與第二接墊的另一部分電性連接。每一第一接墊與相鄰的第二接墊定義出一元件接合區。發熱元件分別配置於元件接合區內，且相鄰兩元件接合區之間存有多條溝渠。散熱通道配置於溝渠中。

在本發明之一實施例中，上述之第一電極與第二電極位於板體的上表面上，且第一接墊與第二接墊位於第一電極與第二電極之間。

在本發明之一實施例中，上述之圖案化金屬層更包括多個第一連接線與多個第二連接線，配置於板體的上表面上。第一接墊的一部分透過第一連接線與第一電極電性連接，而第二接墊的一部分透過第二連接線與第二電極電性連接。

在本發明之一實施例中，上述之板體更具有相對於上表面的一下表面，而第一電極與第二電極位於下表面上。

在本發明之一實施例中，上述之基板結構更包括多個第一導電通道以及多個第二導電通道。第一導電通道與第二導電通道貫穿板體。第一接墊的部分透過第一導電通道與第一電極電性連接。第二接墊的部分透過第二導電通道與第二電極電性連接。

在本發明之一實施例中，上述之圖案化金屬層更包括多條橋接線，配置於板體的上表面上。第一接墊的另一部分分別透過橋接線與第二接墊的另一部分電性連接。

在本發明之一實施例中，上述之散熱通道至少其中之一與第一電極或第二電極相連接。

在本發明之一實施例中，上述之散熱通道配置於板體的上表面上。

在本發明之一實施例中，上述之散熱通道內埋於板體的上表面。

在本發明之一實施例中，上述之散熱通道貫穿板體，且每一散熱通道的一頂面與板體的上表面齊平，而每一散熱通道的一底面與板體相對於上表面的一下表面齊平。

在本發明之一實施例中，上述之散熱通道包括沿著一第一軸線延伸的多個第一散熱通道以及沿著一第二軸線延伸的多個第二散熱通道。第一軸線垂直第二軸線，且第一散熱通道部分重疊或不重疊第二散熱通道。

在本發明之一實施例中，上述之每一第一散熱通道的邊緣形狀與每一第二散熱通道的邊緣形狀呈現連續的直線狀、波浪狀或是曲折狀。

在本發明之一實施例中，上述之散熱通道是由多個非連續之塊狀圖案所組成。

在本發明之一實施例中，上述之每一發熱元件為一發光二極體晶片。每一發光二極體晶片具有一第一導電接點與一第二導電接點。第一導電接點與第二導電接點分別與對應的元件接合區內的第一接墊與第二接墊電性連接。

基於上述，由於本發明之散熱通道是配置於相鄰兩元件接合區之間的溝渠中，因此發熱元件所產生的熱除了可透過熱傳導至其下方之圖案化金屬層，進而對流至外界環境外，相鄰兩發熱元件所產生的熱亦可透過熱對流至散熱通道，並藉由傳導及對流作用來排除發熱元件所產生的熱。如此一來，本發明之基板結構可具有較佳的散熱效率。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A為本發明之一實施例之一種基板結構的俯視示意圖。圖1B為沿圖1A之線I-I所繪示之一實施例之基板結構的剖面示意圖。為了方便說明起見，圖1B中省略繪示放置於圖1A之基板結構上的發熱元件。請同時參考圖1A與圖1B，在本實施例中，基板結構100a適於承載多個發熱元件10，且基板結構100a包括一板體110a、一圖案化金屬層120a以及多個散熱通道130a。於此，每一發熱元件10為一發光二極體晶片，且每一發光二極體晶片10具有一第一導電接點12與一第二導電接點14。

詳細來說，板體110a具有一上表面112a。圖案化金屬層120a配置於板體110a上，且圖案化金屬層120a包括一第一電極122a、一第二電極124a、多個第一接墊126a、126b以及多個第二接墊128a、128b。第一電極122a未接觸第二電極124a，且第一電極122a與第二電極124a分別位於板體110a之上表面112a的兩側。第一接墊126a、126b與第二接墊128a、128b平行並呈交替配置於上表面112a上，且第一接墊126a、126b與第二接墊128a、128b位於第一電極122a與第二電極124a之間。第一接墊126a與第一電極122a電性連接。第二接墊128a與第二電極124a電性連接。第一接墊126b分別與第二接墊128b電性連接。

具體來說，本實施例之圖案化金屬層120a更包括多個第一連接線140a、多個第二連接線140b以及多條橋接線150。第一連接線140a、第二連接線140b以及橋接線150配置於板體110a的上表面112a上。第一接墊126a透過第一連接線140a與第一電極122a電性連接，而第二接墊128a透過第二連接線140b與第二電極124a電性連接。第一接墊126b分別透過橋接線150與第二接墊128b電性連接。

在本實施例中，每一第一接墊126a、126b與相鄰的第二接墊128a、128b定義出一元件接合區R，且相鄰兩元件接合區R之間存有多條溝渠T。於此，發熱元件10分別配置於元件接合區R內，且發熱元件10之第一導電接點12與第二導電接點14分別與對應的元件接合區R內的第一接墊126a、126b與第二接墊128a、128b電性連接。特別是，本實施例之散熱通道130a配置於溝渠T中，且散熱通道130a位於板體110a的上表面112a上。

更具體來說，請再參考圖1A，本實施例之散熱通道130a包括沿著一第一軸線L1延伸的多個第一散熱通道132a以及沿著一第二軸線L2延伸的多個第二散熱通道134a，其中第一散熱通道132a至少其中之一與第二電極124a相連接。當然，於其他未繪示的實施例中，亦可以是第一散熱通道132a與第一電極122a相連接。第一軸線L1垂直第二軸線L2，且第一散熱通道132a部分重疊於第二散熱通道134a。也就是說，第一散熱通道132a垂直且部分重疊於與第二散熱通道134a。於此，每一第一散熱通道132a的邊緣形狀與每一第二散熱通道134a的邊緣形狀呈現連續的直線狀。

值得一提的是，本發明並不限定散熱通道130a的配置方式，雖然於此散熱通道130a是位於板體110a的上表面112a上。但於其他實施例中，請參考圖1C，基板結構100b之散熱通道130b(如第二散熱通道134b)是內埋於板體110b的上表面112b，且每一散熱通道130b的一頂面131b與板體110b的上表面112b齊平；或者是，請參考圖1D，散熱基板100c之散熱通道130c(如第二散熱通道134c)貫穿板體110c，且每一散熱通道130c的一頂面131c與板體110c的上表面112c齊平，而每一散熱通道130c的一底面133c與板體110c相對於上表面112c的一下表面114c齊平。因此，圖1B所示的散熱通道130a的配置方式僅為舉例說明，並非限定本發明。

由於本實施例之散熱通道130a是配置於相鄰兩元件接合區R之間的溝渠T中，因此發熱元件10所產生的熱除了可透過熱傳導至其下方之圖案化金屬層120a，進而對流至外界環境外，相鄰兩發熱元件10所產生的熱亦可透過熱對流至散熱通道130a，並藉由傳導及對流作用來排除發熱元件10所產生的熱。換言之，本實施例是透過散熱通道130a的設置來使得位於板體110a之中心區域之發熱元件10與位於板體110a之周邊區域之發熱元件10可具有相近之散熱效果。如此一來，本實施例之基板結構100a可有效將發熱元件10所產生的熱傳遞至外在環境，可具有較佳的散熱效率。

以下將用多個實施例來說明散熱通道130d、130e、130f的結構設計。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。

圖2為本發明之另一實施例之一種基板結構的俯視示意圖。請參考圖2，本實施例之基板結構100d與圖1A之基板結構100a相似，惟二者主要差異之處在於：圖2之基板結構100d之散熱通道130d的第一散熱通道132d是由多個非連續之塊狀圖案135所組成，而散熱通道130d的第二散熱通道134d是由多個非連續之塊狀圖案137組成。於此，塊狀圖案135、137的形狀具體化為圓形，但於其他實施例中，塊狀圖案135、137的形狀亦可為矩形、三角形、菱形、圓形或其他適當的多邊形。此外，本實施例之散熱通道130d的第一散熱通道132d並未與第一電極122a或第二電極124a相連接。

圖3為本發明之又一實施例之一種基板結構的俯視示意圖。請參考圖3，本實施例之基板結構100e與圖1A之基板結構100a相似，惟二者主要差異之處在於：圖3之基板結構100e之散熱通道130e之第一散熱通道132e的邊緣形狀與每一第二散熱通道134e的邊緣形狀呈現連續的曲折狀，且第一散熱通道132e不重疊第二散熱通道134e。此外，本實施例之散熱通道130e的第一散熱通道132e並未與第一電極122a或第二電極124a相連接。

圖4為本發明之再一實施例之一種基板結構的俯視示意圖。請參考圖4，本實施例之基板結構100f與圖1A之基板結構100a相似，惟二者主要差異之處在於：圖4之基板結構100f之散熱通道130f之第一散熱通道132f的邊緣形狀與每一第二散熱通道134f的邊緣形狀呈現連續的波浪狀，且第一散熱通道132f不重疊第二散熱通道134f。此外，本實施例之散熱通道130f的第一散熱通道132f並未與第一電極122a或第二電極124a相連接。

圖5A為本發明之更一實施例之一種基板結構的俯視示意圖。圖5B為沿圖5A之線II-II的剖面示意圖。為了方便說明起見，圖5B中省略繪示放置於圖5A之基板結構上的發熱元件。請同時參考圖5A與圖5B，本實施例之基板結構100g與圖1A之基板結構100a相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例之基板結構100g之圖案化金屬層120b的第一電極122b與第二電極124b位於板體110g的下表面114g上，且基板結構110g更包括多個第一導電通道160a(圖5B中僅示意地繪示一個)以及多個第二導電通道160b(圖5B中僅示意地繪示一個)。

詳細來說，第一導電通道160a與第二導電通道160b貫穿板體110g。第一接墊126a透過第一導電通道160a與第一電極122b電性連接。第二接墊128a透過第二導電通道160b與第二電極124b電性連接。此外，本實施例之散熱通道130g更包括一環繞圖案化金屬層120b之第一接墊126a、126b及第二接墊128a、128b且連接第一散熱通道132g的散熱環139。如此一來，相鄰兩發熱元件10所產生的熱可透過熱對流至散熱通道130g，並藉由傳導的方式將熱傳遞至較大面積之散熱環139，以有效將發熱元件10所產生的熱傳遞至外在環境。

綜上所述，由於本發明之散熱通道是配置於相鄰兩元件接合區之間的溝渠中，因此發熱元件所產生的熱除了可透過熱傳導至其下方之圖案化金屬層，進而對流至外界環境外，相鄰兩發熱元件所產生的熱亦可透過熱對流至散熱通道，並藉由傳導及對流作用來排除發熱元件所產生的熱。換言之，本發明是透過散熱通道的設置來使得位於板體之中心區域之發熱元件與位於板體之周邊區域之發熱元件可具有相近之散熱效果。如此一來，本發明之基板結構可有效將發熱元件所產生的熱傳遞至外在環境，可具有較佳的散熱效率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．發熱元件

12．．．第一導電接點

14．．．第二導電接點

100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g．．．基板結構

110a、110b、110c、110g．．．板體

112a、112b、112c、112g．．．上表面

114c、114g．．．下表面

120a、120b．．．圖案化金屬層

122a、122b．．．第一電極

124a、124b．．．第二電極

126a、126b．．．第一接墊

128a、126b．．．第二接墊

130a、130b、130c、130d、130e、130f、130g．．．散熱通道

131b、131c．．．頂面

132a、132d、132e、132f．．．第一散熱通道

133c．．．底面

134a、134b、134c、134d、134e、134f．．．第二散熱通道

135、137．．．塊狀圖案

139．．．散熱環

140a．．．第一連接線

140b．．．第二連接線

150．．．橋接線

160a．．．第一導電通道

160b．．．第二導電通道

L1．．．第一軸線

L2．．．第二軸線

R．．．元件接合區

T．．．溝渠

圖1A為本發明之一實施例之一種基板結構的俯視示意圖。

圖1B為沿圖1A之線I-I所繪示之一實施例之基板結構的剖面示意圖。

圖1C為沿圖1A之線I-I所繪示之另一實施例之基板結構的剖面示意圖。

圖1D為沿圖1A之線I-I所繪示之又一實施例之基板結構的剖面示意圖。

圖2為本發明之另一實施例之一種基板結構的俯視示意圖。

圖3為本發明之又一實施例之一種基板結構的俯視示意圖。

圖4為本發明之再一實施例之一種基板結構的俯視示意圖。

圖5A為本發明之更一實施例之一種基板結構的俯視示意圖。

圖5B為沿圖5A之線II-II的剖面示意圖。

10．．．發熱元件

12．．．第一導電接點

14．．．第二導電接點

100a．．．基板結構

110a．．．板體

112a．．．上表面

120a．．．圖案化金屬層

122a．．．第一電極

124a．．．第二電極

126a、126b．．．第一接墊

128a、128b．．．第二接墊

130a．．．散熱通道

132a．．．第一散熱通道

134a．．．第二散熱通道

140a．．．第一連接線

140b．．．第二連接線

150．．．橋接線

R．．．元件接合區

T．．．溝渠

Claims (14)

1. 一種基板結構，適於承載多個發熱元件，該基板結構包括：一板體，具有一上表面；一圖案化金屬層，配置於該板體上，包括一第一電極、一第二電極、多個第一接墊以及多個第二接墊，其中該第一電極未接觸該第二電極，該些第一接墊與該些第二接墊平行且呈交替配置於該上表面上，該些第一接墊的一部分與該第一電極電性連接，該些第二接墊的一部分與該第二電極電性連接，而該些第一接墊的另一部分分別與該些第二接墊的另一部分電性連接，各該第一接墊與相鄰的該第二接墊定義出一元件接合區，該些發熱元件分別配置於該些元件接合區內，且相鄰兩該些元件接合區之間存有多條溝渠；以及多個散熱通道，配置於該些溝渠中，其中該些散熱通道包括沿著一第一軸線延伸的多個第一散熱通道以及沿著一第二軸線延伸的多個第二散熱通道，且該些第一散熱通道部分重疊或不重疊該些第二散熱通道。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，其中該第一電極與該第二電極位於該板體的該上表面上，且該些第一接墊與該些第二接墊位於該第一電極與該第二電極之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之基板結構，其中該圖案化金屬層更包括多個第一連接線與多個第二連接線，配 置於該板體的該上表面上，該些第一接墊的該部分透過該些第一連接線與該第一電極電性連接，而該些第二接墊的該部分透過該些第二連接線與該第二電極電性連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，其中該板體更具有相對於該上表面的一下表面，而該第一電極與該第二電極位於該下表面上。
5. 如申請專利範圍第4項所述之基板結構，更包括多個第一導電通道以及多個第二導電通道，其中該些第一導電通道與該些第二導電通道貫穿該板體，且該些第一接墊的該部分透過該些第一導電通道與該第一電極電性連接，而該些第二接墊的該部分透過該些第二導電通道與該第二電極電性連接。
6. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，其中該圖案化金屬層更包括多條橋接線，配置於該板體的該上表面上，該些第一接墊的該另一部分分別透過該些橋接線與該些第二接墊的該另一部分電性連接。
7. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，其中該些散熱通道至少其中之一與該第一電極或該第二電極相連接。
8. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，其中該些散熱通道配置於該板體的該上表面上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，其中該些散熱通道內埋於該板體的該上表面。
10. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，其中該 些散熱通道貫穿該板體，且各該散熱通道的一頂面與該板體的該上表面齊平，而各該散熱通道的一底面與該板體相對於該上表面的一下表面齊平。
11. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，其中該第一軸線垂直該第二軸線。
12. 如申請專利範圍第11項所述之基板結構，其中各該第一散熱通道的邊緣形狀與各該第二散熱通道的邊緣形狀呈現連續的直線狀、波浪狀或是曲折狀。
13. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，其中該些散熱通道是由多個非連續之塊狀圖案所組成。
14. 如申請專利範圍第1項所述之基板結構，其中各該發熱元件為一發光二極體晶片，各該發光二極體晶片具有一第一導電接點與一第二導電接點，該第一導電接點與該第二導電接點分別與對應的該元件接合區內的該第一接墊與該第二接墊電性連接。