[发明专利]散热元件及散热元件的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热元件，且特别是涉及一种被动散热设计的散热元件。

背景技术

近几年来，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)半导体技术的发展由于技术的提升，使得芯片发光效率大幅提升，也因此增加在各方面的应用性，例如从投影笔到照明应用等，大幅增加了应用的范围。此外，LED也具有体积小、寿命长、低污染以及低成本等优点，在光学特性上更具有色彩饱和度佳以及动态色彩控制等特点，因此使得LED相关技术成为目前最受瞩目的技术。

一般而言，LED最广为人知就是比起传统灯源具有更省电、更环保以及体积更小的优势，交流电驱动LED的出现使得其在照明系统使用上更具竞争力。但是，目前LED的芯片中过热问题仍是LED技术发展的主要议题。常见的LED散热方式主要分为主动散热以及被动散热两种类型。

主动散热

通过外加动力使热交换媒介的气体、液体与热电耦合材料在单位时间的热交换量增加，达到散热的目的。实际的设计方式有：(1)气冷式：通过风扇与风管导引，将冷空气与热源有效的强制对流，增加热交换量，来降低LED温度。但风扇马达产生的电磁干扰(EMI)与风扇振动冲击对芯片可靠度的影响，是必须注意的重点。(2)水冷式：以泵与水管增加水流量及热交换量，来降低芯片温度，其构造简单有效，但泵马达产生的电磁干扰、冷却液的热胀冷缩与漏水是必须注意的重点。(3)热电耦合式：通过半导体热电耦合作用的特性，以电能使热电致冷芯片冷端降低LED模块温度，但耗能是其缺点。

被动散热

通过物理性的结构以促进自然对流、传导、辐射的方式做热交换。此种方式已广泛地应用在电子元件散热块等的设计，是最经济、耐久的设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种散热元件，具有多个微纳米孔以提升散热的特性。

本发明的另一目的在于提供一种散热元件的处理方法，以强化散热元件的散热特性。

为了达到上述目的，本发明提出一种散热元件，包括一金属本体。金属本体的主要材质为铝，金属本体的表面具有多个微纳米孔，且微纳米孔的孔径小于300纳米。

本发明另提出一种散热元件的处理方法。首先，提供一金属本体，其主要材质为铝。接着，氧化金属本体的表面。并且，进行一蚀刻制作工艺以在金属本体的表面上形成多个微纳米孔，其中微纳米孔的孔径小于300纳米。

基于上述，本发明一实施例在金属本体的表面进行氧化及蚀刻的处理以形成一散热元件。因此，金属本体的表面具有多个微纳米级的孔洞，而显著地提高其表面积。如此一来，散热元件的热阻明显可被降低且散热效果可以有效地提升。因此，本发明一实施例的散热元件应用于LED芯片或是其他芯片的散热设计时可以提供有效率的散热作用。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例中散热元件的一种使用方式的示意图；

图2A至图2C为图1的散热元件的处理方法，其中图2A至图2C仅绘示图1中区域A的局部放大示意图；

图3A与图3B分别为本发明一实施例的散热元件中，金属本体经处理前以及处理后的显微镜照片图；

图4为相同尺寸规格的多种散热元件应用于图1所绘示的使用方式时，基板与散热元件的接面所测量到的温度随时间的变化关系示意图；

图5为散热元件在图1所绘示的使用方式下，热阻随时间的变化关的示意图；

图6为本发明一实施例的处理方法处理散热元件后，散热元件的热阻变异程度示意图；

图7为本发明另一实施例的散热元件的局部示意图。

主要元件符号说明

10：基板

20：芯片

30：高分子胶体

100、100’：散热元件

102：金属本体

104、104’：金属氧化层

106：微纳米孔

108：纳米金属

110：底座

120：鳍片

410～440、510、520：曲线

A：区域

D：孔径

T：厚度

具体实施方式