TWI726567B - 發光元件散熱結構及其製作方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露了一種發光元件散熱結構。該發光元件散熱結構包含一金屬基板、一薄膜絕緣層、一導熱電路層以及至少一發光模組。其中該薄膜絕緣層設置於該金屬基板上，該導熱電路層設置於該薄膜絕緣層上。而該至少一發光模組設於該導熱電路層之上，且該導熱電路層包含至少一銅箔。透過該發光元件散熱結構，可以有效的將熱能均勻散佈於整個金屬基板上。除此之外，透過該金屬基板的使用，更可以讓該至少一發光模組抵抗彎折和斷裂等情況。

Description

發光元件散熱結構及其製作方法

本發明為一種發光元件散熱結構及其製作方法，尤指一種以金屬基板作為基底，並輔以特殊薄膜絕緣層及導熱電路層的發光元件散熱結構及其製作方法。

隨著半導體技術製品和零件，諸如電晶體、冷凝器、電容器或電池等電子零件朝向更高性能化的走勢逐漸發展。伴隨而來的便是該些電子零件運作時之發熱量逐漸增大。

若電子零件處於高溫狀態，而無法有效散熱，則有壽命變短，或可靠性降低的情況產生。以面板或發光元件等電子零件為例，該些電子零件或由其所構成的裝置多半裝設有散熱構件或散熱器。

其原因主要在於，電能通過導線傳送時，會因為導線的電阻或是其上所連接的負載，損耗一部分能量轉換為熱能。其餘正確送至發光元件的部份才會轉換成光能。而傳統來說，散熱器係多使用具有熱傳導性的金屬箔實現，並於其上貼合黏著膠帶構成。

但是，隨著各種發光元件的技術和封裝方式越趨多元的情況下，一般的散熱結構已經不再堪用於所有的發光元件或裝置上；此外，材料科學也日新月異的情況下，針對發光元件中所用的散熱技術也必須逐步革新。

為了解決先前技術中所提及的問題，本發明提供了一種發光元件散熱結構及其製作方法。該發光元件散熱結構包含一金屬基板、一薄膜絕緣層、一導熱電路層以及至少一發光模組。

其中該薄膜絕緣層設置於該金屬基板上，該導熱電路層設置於該薄膜絕緣層上。而該至少一發光模組設於該導熱電路層之上，且該導熱電路層包含至少一銅箔。

而所述發光元件散熱結構的製作方法主要由四個步驟構成。首先，步驟(a) 提供一金屬基板，接著執行步驟 (b) 於該金屬基板上形成一薄膜絕緣層。再執行步驟 (c) 於該薄膜絕緣層形成一導熱電路層。最後，執行步驟 (d) 於該導熱電路層上設置至少一發光模組。

以上對本發明的簡述，目的在於對本發明之數種面向和技術特徵作一基本說明。發明簡述並非對本發明的詳細表述，因此其目的不在特別列舉本發明的關鍵性或重要元件，也不是用來界定本發明的範圍，僅為以簡明的方式呈現本發明的數種概念而已。

為能瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：

首先請先參照圖1，圖1係本發明發光元件散熱結構之實施例結構示意圖。在圖1的實施例結構中，可得知該實施例之發光元件散熱結構10主要由底部的金屬基板100作為基底，接著薄膜絕緣層200設置於該金屬基板100之上。而導熱電路層300則設置於該薄膜絕緣層200上。發光模組600設於該導熱電路層300之上，且本實施例中，導熱電路層300係全由銅箔301所構成。

更進一步來說，在圖1的實施例中，薄膜絕緣層200的厚度介於10-50微米之間，有利熱量快速且平均地在整個發光元件散熱結構10中傳遞至金屬基板100。本實施例所採用的金屬基板100可以是任何強韌不易彎折或破裂的高導熱金屬材質構成，包含銅、銀或鋁，但本發明並不加以限制。

而本實施例之發光模組600為發光二極體（Light-emitting diode, LED）。更進一步來說，在本實施例中，發光模組600選用的發光二極體（Light-emitting diode, LED）係以晶片級封裝（Chip Scale Package,　CSP）製程所製作而成的平板狀發光二極體（Light-emitting diode, LED）。

至於本實施例之導熱電路層300上設有供應發光模組600發光所用的電極500。而在導熱電路層300上未佈設電極500的部份，更設有反光層400的結構。在本實施例中，反光層400選用可以最大限度反射各波長光線的白色油墨進行噴塗，可以防止因為輻射產生的熱能滯留於發光模組600，造成溫度升高。

透過圖1實施例中的結構，發光模組600運作時所產生的熱能可以有效的從輻射和傳導兩大面向進行快速的熱量傳導，進一步達到良好的散熱效果。

接著請參照圖2，圖2係本發明發光元件散熱結構之另一實施例結構示意圖。如圖2所是，圖2中的實施例結構幾乎與圖1中的實施例相同，差別在於圖2中的實施例將導熱電路層300的結構替換為以兩銅箔301雙面包裹BT（Bismaleimide Triazine）樹脂板302構成的複合散熱結構。BT（Bismaleimide Triazine）樹脂板302具有很高的高玻璃化溫度（Tg）、優秀的介電和導熱性能、低熱膨脹率、和良好物理抗力等特性（例如防止彎折或斷裂）。

因此，圖2的實施例中，導熱電路層300以兩銅箔301雙面包裹BT（Bismaleimide Triazine）樹脂板302構成的複合散熱結構之前提下，配合最下方的金屬基板100應用，造就了能夠兼具良好導熱性質及強韌物理破壞或膨脹抗性的發光元件散熱結構10。

接著請參照圖3，圖3係本發明發光元件散熱結構之又一實施例結構示意圖。圖3中的實施例結構與圖1中的實施例結構類同，其差異在於圖3的實施例之發光模組600採用晶片級封裝發光二極體（Chip Scale Package light-emitting diode ,CSP LED）。更進一步來說該晶片級封裝發光二極體（Chip Scale Package light-emitting diode ,CSP LED）之尺度（Scale）可以是迷你發光二極體（Mini LED）或是微發光二極體（Micro LED）等級的結構。也因如此，圖3的實施例中並不具有反光層400的結構。

同理，再請參照圖4，圖4係本發明發光元件散熱結構之再一實施例結構示意圖。如圖4所示，圖4中的實施例基礎的結構上也與圖2的實施例相同，差異同樣再於圖4的實施例之發光模組600亦改採用晶片級封裝發光二極體（Chip Scale Package light-emitting diode ,CSP LED）。更進一步來說該晶片級封裝發光二極體（Chip Scale Package light-emitting diode ,CSP LED）之尺度（Scale）可以是迷你發光二極體（Mini LED）或是微發光二極體（Micro LED）等級的結構。也因如此，圖4的實施例如圖3的實施例相同，其並不具有反光層400的結構。

最後，請參照圖5，圖5係本發明發光元件散熱結構製作方法之流程圖。如圖5所示，首先，本實施例會先執行步驟(a) 提供一金屬基板。如前圖1-4的實施例一般，考量到整個發光元件散熱結構10的散熱效果，金屬基板100可以選用高導熱的金屬材質，且必須具有優異的物理性質。該金屬基板100可以選自銀、銅、鋁或其組合，本發明並不加以限制。

接著執行步驟 (b) 於該金屬基板上形成一薄膜絕緣層。在本實施例中，薄膜絕緣層200係由厚度10-50微米之單層或多層絕緣材料所製作而成。更進一步來說，當製作為多層材料的時候，可以選擇具有耐燃特性的樹脂材料、高分子材料或黏性複合材料；前述耐燃程度可為FR-4等級，但本發明並不加以限制。因此，本實施例之薄膜絕緣層200能在確保穩定性的前提下，有利熱量快速且平均地在整個發光元件散熱結構10中傳遞至金屬基板100。

再執行步驟 (c) 於該薄膜絕緣層形成一導熱電路層。在步驟(c)中，會依據導熱電路層300的類型不同而選用不同的製作方式。如圖1或圖3的實施例，則直接將銅箔301黏合、貼合或轉印至薄膜絕緣層200上即可；而若欲製作圖2或圖4的實施例時，則需先準備一BT（Bismaleimide Triazine）樹脂板302，接著將兩銅箔301黏合、貼合或轉印至BT（Bismaleimide Triazine）樹脂板302的正反兩面上，最後再將其中一面的銅箔301黏合或貼合至薄膜絕緣層200上。

最後，執行步驟 (d) 於該導熱電路層上設置至少一發光模組。在步驟(d)執行前，必須先檢視發光元件散熱結構10係屬於圖1-圖2的實施例；抑或圖3-圖4的實施例。若是圖1-圖2的實施例，則需要檢視導熱電路層300上電極500分布的情形，並視情況在導熱電路層300未分佈電極500的部份塗佈作為反光層400的白色油墨。待塗佈完成後，再依照電極500的分佈狀態安裝發光模組600。

反之，如非圖1-圖2的實施例；而是圖3-圖4的實施例中的結構，則僅需要依照電極500的分佈狀態安裝發光模組600即可。最後，便可完成本實施例所稱之發光元件散熱結構10

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及說明內容所作之簡單變化與修飾，皆仍屬本發明涵蓋之範圍內。

10:發光元件散熱結構

100:金屬基板

200:薄膜絕緣層

300:導熱電路層

301:銅箔

302:BT（Bismaleimide Triazine）樹脂板

400:反光層

500:電極

600:發光模組

(a)-(d):步驟

圖1係本發明發光元件散熱結構之實施例結構示意圖。 圖2係本發明發光元件散熱結構之另一實施例結構示意圖。 圖3係本發明發光元件散熱結構之又一實施例結構示意圖。 圖4係本發明發光元件散熱結構之再一實施例結構示意圖。 圖5係本發明發光元件散熱結構製作方法之流程圖。

10:發光元件散熱結構

100:金屬基板

200:薄膜絕緣層

300:導熱電路層

301:銅箔

302:BT(Bismaleimide Triazine)樹脂板

400:反光層

500:電極

600:發光模組

Claims (7)

1. 一種發光元件散熱結構，包含：一金屬基板；一薄膜絕緣層，設置於該金屬基板上；一導熱電路層，設置於該薄膜絕緣層上，該導熱電路層包含有一BT(Bismaleimide Triazine)樹脂板；以及至少一發光模組，設於該導熱電路層之上；其中，係在該BT(Bismaleimide Triazine)樹脂板的雙面貼附銅箔，從而形成該導熱電路層。
2. 一種發光元件散熱結構，包含：一金屬基板；一薄膜絕緣層，設置於該金屬基板上，該薄膜絕緣層之厚度係介於10-50微米之間；一導熱電路層，設置於該薄膜絕緣層上，該導熱電路層包含有一BT(Bismaleimide Triazine)樹脂板；以及至少一發光模組，設於該導熱電路層之上；其中，係在該BT(Bismaleimide Triazine)樹脂板的雙面貼附銅箔，從而形成該導熱電路層。
3. 如請求項1或2所述的發光元件散熱結構，其中該至少一發光模組為發光二極體(Light-emitting diode,LED)。
4. 如請求項3所述的發光元件散熱結構，其中該至少一發光模組為晶片級封裝發光二極體(Chip Scale Package light-emitting diode,CSP LED)。
5. 如請求項1或2所述的發光元件散熱結構，其中該導熱電路層上更設有一反光層。
6. 如請求項5所述的發光元件散熱結構，其中該反光層為白色油墨。
7. 一種發光元件散熱結構的製作方法，包含：(a)提供一金屬基板；(b)於該金屬基板上形成一薄膜絕緣層；(c)於該薄膜絕緣層形成一導熱電路層；以及(d)於該導熱電路層上設置至少一發光模組；其中，係在該BT(Bismaleimide Triazine)樹脂板之雙面貼附銅箔，從而形成該導熱電路層，且其中步驟(c)係透過該BT(Bismaleimide Triazine)樹脂板的其中一面銅箔貼附至該薄膜絕緣層。

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