(57)【要約】【課題】高い伝熱性を持つ基板及びその製造工程を提供する。【解決手段】高い伝熱性を持つ基板及びその製造工程の一種であり、主に、伝熱係数が高い金属(例えばアルミ材)に予め適当な穴を穿孔し、さらに上記の金属材を上下二つの銅箔層間に置く。並びに高伝熱ペーストをその金属材及び銅箔層の間に注入し、絶縁及び粘着の媒体とする。板材の圧着過程で生じる高温を利用し、高伝熱ペーストを溶融させ金属材及び銅箔層を粘着固定する。そして、高伝熱ペーストの溶融過程時に、金属材の予め穿孔した穴の中を満たして、絶縁層を形成し、基板を穿孔後電気メッキする際、金属材及び銅張積層板が接触して短絡が発生しないようにする。並びに電子部品が産生する高熱を急速に金属材に伝導するため、その散熱面積を増加し、高伝熱性基板により良い散熱効果を達成させる。【選択図】図３
2006173612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法、以下のステップを包括し、
(a)金属材を予め粗化し、
(b)予め穿孔機で金属材に適当な穴を穿孔し、
(c)高伝熱ペーストをその金属材及び銅箔層間に注入し、
(d)上記の金属材及び銅箔層を圧着することを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法。
【請求項２】
請求項１記載の高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法において、当該ステップ(a)の粗化動作は機械粗化を採用することができることを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法。
【請求項３】
請求項１記載の高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法において、当該ステップ(a)の粗化動作はサンドブラスト粗化を採用することができることを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法。
【請求項４】
請求項１記載の高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法において、当該ステップ(b)の穿孔穴は銅箔層の穴サイズより少し大きいとすることを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法。
【請求項５】
請求項１記載の高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法において、当該ステップ(c)の高伝熱ペーストは固体とすることができることを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法。
【請求項６】
請求項１記載の高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法において、当該ステップ(c)の高伝熱ペーストは液体とすることができることを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法。
【請求項７】
請求項１記載の高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法において、当該ステップ(c)の高伝熱ペーストはプリント方式で金属材に注入することができることを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法。
【請求項８】
一種高伝熱基板、下記のものを包括し、
予め適当な穴が穿孔された金属材、
当該金属材上に設置された高伝熱ペースト(当該高伝熱ペーストは絶縁及び粘着媒体とすることができる)、及び、
当該高伝熱ペースト上に形成された少なくとも一つの銅箔層があることを特徴とする高伝熱基板。
【請求項９】
請求項８記載の高伝熱基板において、当該金属材をアルミニウムとすることを特徴とする高伝熱基板。
【請求項１０】
請求項８記載の高伝熱基板において、当該金属材を銅とすることを特徴とする高伝熱基板。
【請求項１１】
請求項８記載の高伝熱基板において、当該金属材を鉄とすることを特徴とする高伝熱基板。
【請求項１２】
請求項８記載の高伝熱基板において、当該金属材をアルミ合金とすることを特徴とする高伝熱基板。
【請求項１３】
請求項８記載の高伝熱基板において、当該高伝熱ペーストを固体とすることができることを特徴とする高伝熱基板。
【請求項１４】
請求項８記載の高伝熱基板において、当該高伝熱ペーストを液体とすることができることを特徴とする高伝熱基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い伝熱性を持つ基板及びその製造工程に関するものであり、特に伝熱係数の高い金属材(例えばアルミ材)を利用し、上下二つの銅箔層間に粘着し、銅箔層の熱エネルギーを急速に金属材に伝導させ、そして、その散熱面積及び散熱効果を増加すると共に、ニーズに応じて、金属材及び銅箔層を積み重ねたり組み合わせたりすることができ、より良い散熱空間を産生し、さらにその散熱機能を高めたものを指す。
【背景技術】
【０００２】
現在、回路板を応用する分野及び領域は相当広く、一般に電子製品内の電子部品は全て回路板中に挿入されている。そして、現在回路板は高効率及び高熱量に適合する部品として、皆回路板の散熱に対して強化し、その散熱効率を高めて高効率にしている。
【０００３】
現に、従来の回路板の構造において、電子部品の数量及び消耗効率が低いため、電子部品が産生する熱量の大部分は、銅箔層より伝導され、直接、環境空気中に発散させることができる。しかし、現在の回路板上に設置される電子部品の電力は高く、且つ数量も多い。それに伴い生じる問題は、電流が増大するにつれ、消耗する電力が増加し、局部の熱量が過度に上昇するという問題が生じ、電子部品の脚を利用して排熱する方式では、大部分の熱エネルギーを散熱して、電子部品及び回路板の正常な作業温度を維持し確保することができない。過熱した作業温度が電子部品の物理特性を変え、電子部品に予定の作業機能を達成させることができず、さらには焼損や使用寿命が短縮する恐れがある。
【０００４】
図１に示すように、現在の散熱回路板の製法は、銅箔層A1一つ及びアルミ板A2一つを主要構造とすると共に、銅箔層A1及びアルミ板A2間にペースト片A3を設置し、基板を圧着する時、ペースト片A3により銅箔層A1及びアルミ板A2を粘着固定し、初めて散熱回路板一つが形成される。電子部品が銅箔層A1上に設けられると、上記構造のように、電子部品が産生する熱量は銅箔層A1により、アルミ板A2に伝導し、散熱面積を拡大して、排熱効果を強化する事ができる。
【０００５】
しかし、上記に述べた、従来の散熱回路板には、その構造に多くの製造と使用上の欠点が隠れている。
１．従来の散熱回路板が散熱する時、銅箔層A1とアルミ板A2が接触する部分だけで、熱伝導を行い、銅箔層A1の熱エネルギーを完全にアルミ板A2へ伝導させる事ができない。従来の散熱回路板で、多層板を製作すると、散熱効果はさらに悪く、逆に回路板の体積及び重量をいたずらに増加するだけで、散熱効率上、明らかに制限がある。
２．アルミ板A2は銅箔層A1上に付着しているため、銅箔層A1に近い側のほうがより大きな効果を発揮し、もう片側のアルミ板A2は熱を効果的に伝導ができないため効果が劣り、そのコストも増加する。
３．空間は基板体積の制限を受け、実際に使用する時は、基板以外にアルミ片の体積も加える必要があり、且つ基板が大きいほど、使用するアルミ板A2も増加する。
４．現在は、単面板しか作る事ができない(電気メッキができないため)。
５．従来の散熱回路板は製作完了後、穿孔加工する事ができない(電気メッキ時に銅張積層板とアルミ板A2二つの導体を接触させると短絡が起こるため)。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主要な目的は、高い伝熱性を持つ基板及びその製造工程の一種を提供し、伝熱係数が高い金属材(例えばアルミ材)を、上下二つの銅箔層間に置き、その散熱面積を増加することである。
【０００７】
本発明の二つ目の目的は、高い伝熱性を持つ基板及びその製造工程を提供し、高導電ペーストを金属材及び銅箔層の間に注入することを利用し、絶縁及び粘着固定の媒体とする。また高導電ペーストにより、銅箔層の熱エネルギーを急速に金属材に伝導できることである。
【０００８】
本発明のもう一つの目的は、高い伝熱性を持つ基板及びその製造工程を提供し、金属材に予め適当な穴を穿孔し、圧着の過程で生じる高温を利用して、高伝熱ペーストが溶融過程で、金属材に予め穿孔された穴の中を満たすことで、基板穿孔後の電気メッキの際に、金属材及びに銅張積層板が接触して短絡が発生することがない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、一種高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法、以下のステップを包括し、
(a)金属材を予め粗化し、
(b)予め穿孔機で金属材に適当な穴を穿孔し、
(c)高伝熱ペーストをその金属材及び銅箔層間に注入し、
(d)上記の金属材及び銅箔層を圧着することを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法において、当該ステップ(a)の粗化動作は機械粗化を採用することができることを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法において、当該ステップ(a)の粗化動作はサンドブラスト粗化を採用することができることを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法において、当該ステップ(b)の穿孔穴は銅箔層の穴サイズより少し大きいとすることを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法において、当該ステップ(c)の高伝熱ペーストは固体とすることができることを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法において、当該ステップ(c)の高伝熱ペーストは液体とすることができることを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法としている。
請求項７の発明は、請求項１記載の高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法において、当該ステップ(c)の高伝熱ペーストはプリント方式で金属材に注入することができることを特徴とする高い伝熱性を持つ基板の製造工程の方法としている。
【００１０】
請求項８の発明は、一種高伝熱基板、下記のものを包括し、
予め適当な穴が穿孔された金属材、
当該金属材上に設置された高伝熱ペースト(当該高伝熱ペーストは絶縁及び粘着媒体とすることができる)、及び、
当該高伝熱ペースト上に形成された少なくとも一つの銅箔層があることを特徴とする高伝熱基板としている。
請求項９の発明は、請求項８記載の高伝熱基板において、当該金属材をアルミニウムとすることを特徴とする高伝熱基板としている。
請求項１０の発明は、請求項８記載の高伝熱基板において、当該金属材を銅とすることを特徴とする高伝熱基板としている。
請求項１１の発明は、請求項８記載の高伝熱基板において、当該金属材を鉄とすることを特徴とする高伝熱基板としている。
請求項１２の発明は、請求項８記載の高伝熱基板において、当該金属材をアルミ合金とすることを特徴とする高伝熱基板としている。
請求項１３の発明は、請求項８記載の高伝熱基板において、当該高伝熱ペーストを固体とすることができることを特徴とする高伝熱基板としている。
請求項１４の発明は、請求項８記載の高伝熱基板において、当該高伝熱ペーストを液体とすることができることを特徴とする高伝熱基板としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は主に伝熱係数が高い金属材(例えば、アルミ材)に予め適当な穴を穿孔し、さらに上記の金属材を上下二つの銅箔層間に置く。並びに、高伝熱ペーストを絶縁及び粘着媒体として、その金属材及び銅箔層間に注入し、板材の圧着過程で生じる高温を利用して、高伝熱ペーストを溶融させ、金属材及び銅箔層を粘着固定する。そして、高伝熱ペーストが溶融する過程で金属材に予め穿孔された穴の中を満たして絶縁層を形成し、基板穿孔後の電気メッキの際に、金属材及び銅張積層板が接触して短絡が発生しないようにする。並びに電子部品が産生する高温を、急速に金属材に伝導し、その散熱面積を増加することで、高伝熱基板のより良い散熱効果を達成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図２は、本発明の高い伝熱性を持つ基板及びその製造工程中、その製造工程が包括する以下のステップを示す。
(a)金属材を予め粗化する
(b)穿孔機により金属材に予め適当な穴を穿孔する
(c)高伝熱ペーストをその金属材及び銅箔層間に注入する
(d)上記の金属材及び銅箔層を圧着する。
ステップ(a)で述べるように、金属材1に粗化動作を施し、圧着時に高伝熱ペースト2と金属材1がより緊密に密着しやすくし、粗化程度は金属材の厚みにより決定する。次に粗化の方法は「機械粗化」或いは「サンドブラスト粗化」で行うことができる。
【００１３】
図３及び図４を参照してください。ステップ(b)では、穿孔機で金属材1に予め適当な穴11を穿孔し、穿孔穴11は銅箔層のサイズよりやや大きくして、高伝熱ペーストを穴11中に注入しやすくする。そしてその高伝熱ペースト2は液体高伝熱ペースト21と固体高伝熱ペースト22に分けられる。
さらに、ステップ(c)では、高伝熱ペースト2をその金属材1及び銅箔層3の間に注入し、高伝熱ペーストの注入方法は、以下のように区別することができる。
プリント式：プリント方式で液体高伝熱ペースト21を金属材にプリント注入し、液体高伝熱ペースト21を金属材1の穴11内に流入させ、穴11を満たす。(図３に示す)
溶融注入式：固体高伝熱ペースト22を金属材1及び銅箔層3の間に設置し、圧着時に生じる高温を利用して、固体高伝熱ペースト22が溶融した後、固体高伝熱ペースト22が溶融する過程で金属材1の予め穿孔した穴11中に流入して、穴11を満たす。(図４に示す)
【００１４】
図５を参照してください。ステップ(d)では、上記の金属材1、銅箔層3及び高伝熱ペースト2が圧着動作を行い、一つの高伝熱基板4を形成する。
上記の高伝熱基板4は以下のものを包括する。
予め適当な穴が穿孔された金属材1一つ、
高伝熱ペースト2はその金属材1の上に設置され、その中で、その高伝熱ペースト2は絶縁及び粘着媒体とする事ができる。
及びその高伝熱ペースト上に少なくとも一つの銅箔層3が形成される。
【００１５】
図６を参照してください。その高伝熱基板4で回路板を製作する時、まず若干の通し穴5を開ける必要がある。並びにその通し穴5の穴壁には電気メッキ層6を施し、電子部品を挿しこんで、或いは二つの銅箔層3の信号導通ルートとして提供する。この時、高伝熱ペースト2が絶縁層を形成することにより、電気メッキ層6が金属材1と互いに接触しても短絡を起こさないようにする。
上記に述べるように、その電子部品7を銅箔層3にはめ込み、熱エネルギーが生じた場合、熱エネルギーは高伝熱ペースト2を熱伝導の媒体とすることで、熱エネルギーを金属材1に伝導することができ、熱エネルギーが吸収され、且つ平均に熱源を分散することができる。或いは高伝熱基板4の下層表面の銅箔層3へ間接的に伝導する。銅箔層3が持続して熱エネルギーを交換し、導き出すことで、急速に散熱する目的を達成する。
また、より良い散熱効果を達成するため、伝熱係数が比較的良い金属材質(例えば、鉄、アルミ合金等)を上記の金属材1に代え、熱エネルギーの伝導効率を増加することができる。
【００１６】
本発明の別の実施例(図７に示す)では、上記の高伝熱基板中に述べたように、さらに良い散熱効果を達成するため、その高伝熱基板4を多層の金属材1及び銅箔層3の組合せとすることができる。並びに高伝熱ペースト2をその金属材1及び銅箔層3の間に注入し、絶縁及び粘着媒体とし、高伝熱基板4の散熱面積を増加することができ、さらに散熱効率をアップすることで、面積を増加し、急速に熱エネルギーを伝導する目的を達成するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の散熱回路板の構造を示す図である。
【図２】本発明の製造工程を説明する図である。
【図３】本発明の製造工程の実施例を示す図である。
【図４】本発明の製造工程の別の実施例を示す図である。
【図５】本発明の高伝熱基板の構造を示す図である。
【図６】本発明の熱エネルギーの伝導を説明する図である。
【図７】本発明の多層回路板の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
A1  銅箔層
A2  アルミ板
A3  ペースト片
1  金属材
11  穴
2  高伝熱ペースト
21  液体高伝熱ペースト
22  固体高伝熱ペースト
3  銅箔層
4  高伝熱基板
5  通し穴
6  電気メッキ層
7  電子部品
【図１】
2006173612.tif 000003
【図２】
2006173612.tif 000004
【図３】
2006173612.tif 000005
【図４】
2006173612.tif 000006
【図５】
2006173612.tif 000007
【図６】
2006173612.tif 000008
【図７】
2006173612.tif 000009