[发明专利]散热基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热基板及其制造方法，尤其是有关于一种陶瓷导热绝缘层附着于金属基板上的制造方法及其结构。

背景技术

随着地球暖化日益严重，绿色环保议题受到重视，全球所有国家也于2009年底聚首哥本哈根，展开以世界气候为主题的超大型会议，讨论着地球的未来，力求共识以至高的智慧为地球环境保护作最大的努力。而在电子产业中，LED省电、节能一直都是热门的话题，在2010年受惠于LED TV加上照明应用，而使得LED呈现高度成长，整体产值预估将较上一年成长约15％。因为具有低耗电量及长效寿命的优势，LED已经由普通电子零组件转为重要的节能产品，因此LED产品的应用正吸引着世人的目光。

发光二极管(以下简称LED)因耗电量小、亮度足、体积小等优异特点，目前已成为各类手电筒、灯泡等照明设备所广泛使用的组件，甚至已取代传统的钨丝灯泡，成为小型照明设备的主流商品，跃升为消费者选购上的优先考虑对象。而此类LED虽具有低耗电、高亮度的优点，但正因其发光效率佳，所以在其工作时所产生的温度亦相对较高，若未能适时将其工作产生的高温适时加以排导散热，可能会对LED及外围线路造成不利影响，甚至会影响其使用寿命。

目前LED产品封装方式皆以打线与覆晶为主。产品由单晶至多晶组合都有，最关键的技术莫过于LED封装后如何将其发光过程蓄积的热能发散，散热主要由传导及对流决定，其中又以面积为最重要参数，以达到维持稳定发光效率的目的。以往LED芯片的封装方式为，将其放置于金属基板上再包覆树脂，但以低热传系数的树脂包覆，所产生的热都由金属基板传递，但金属热膨胀系数远大于LED芯片，因此过度膨胀的现象会导致基板热歪斜，进而引发芯片瑕疵或是发光效率降低。基于上述问题，针对各种LED散热基板种类与特性，LED封装改用低成本的印刷电路板或金属芯印刷电路板进行散热，此方法虽有效提升散热效果，但以高分子当作主要基板却又不能承受高温工作条件的考验。因此用于高功率的LED封装会有许多限制的产生。目前，钻石为现有材料中硬度最高，散热最快，也最耐蚀的材料，因此也被一些厂家选为未来基板的研发素材，其具有最佳导热系数和优越的机械强度的材料，但材料价格不斐不易量产。

有鉴于此，现今LED封装散热基板多采用成本具竞争力的陶瓷材质，并且利用陶瓷基板具有与半导体有接近的热膨胀系数与高耐热能力，有效地解决热歪斜及高温制程问题。近期有许多以陶瓷材料作为高功率LED散热基板的应用，然而LTCC/HTCC二者因采用厚膜制程备置金属线路，使得线路精准度不高，且材料成本价格昂贵，加上受限于制程因素，不符合成本效应，因此LTCC/HTCC现阶段制程能力并不适合小尺寸高功率产品的需求。另一方面，DBC亦受限于制程能力，线路分辨率仅适合100～300um，且其量产能力受金属/陶瓷接口空气孔洞问题而受限。在陶瓷基板产品的线路精确度、材料散热系数、金属表面平整度、金属/陶瓷间接合覆着度考虑。

有鉴于以上内容，本发明提供一种散热基板及其制造方法，将一陶瓷导热绝缘层以片状堆栈微结构于一基材上。本发明的散热基板，其微结构之间有较多空隙，可防止于热膨胀时不至产生分离现象，进而可提高金属散热板的使用寿命，此外，本发明的散热基板的导热陶瓷薄膜因具有高导热性，因此，亦有助于提升对高发热组件的散热效能。又，本发明的生产方式简单，故可大幅降低制作成本。

发明内容

本发明的目的，提供一种散热基板及其制造方法，其为形成一陶瓷导热绝缘层于一基材上，而该陶瓷导热绝缘层具有复数片状结构，且该些片状微结构相互堆栈的氮化铝薄膜的制造方法。

本发明的技术方案：一种散热基板，包含：

一基材；以及

一陶瓷导热绝缘层，设置于该基材之上，该陶瓷导热绝缘层具有复数片状结构，该些片状结构相互堆栈。

本发明中，其中该基材为铝或铜。

本发明中，其中该陶瓷导热绝缘层为氮化铝或氧化铝或碳化硅或氮化硼。

本发明中，其中该陶瓷导热绝缘层的厚度为1-10uM。

本发明中，其中该些片状结构之间具有一缓冲空间。

本发明还同时公开了一种散热基板的制造方法，包含：

提供一基材；以及

形成一陶瓷导热绝缘层于该基材之上，该陶瓷导热绝缘层具有复数片状结构，该些片状结构相互堆栈。

本发明中，其中该陶瓷导热绝缘层为氮化铝或氧化铝或碳化硅或氮化硼。

本发明中，其中该陶瓷导热绝缘层的厚度为1-10uM。