[发明专利]电子元件的散热衬底

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热衬底，尤其涉及用于电子元件散热的散热衬底。

背景技术

近几年来，白光发光二极管(LED)是最被看好且最受全球瞩目的新兴产品。它具有体积小、耗电量低、寿命长和反应速度佳等优点，能解决过去白炽灯泡所难以克服的问题。LED应用于显示器背光源、迷你型投影机、照明及汽车灯源等市场越来越获得重视。

目前欧美和日本等国基于节约能源与环境保护的共识，都积极开发白光发光二极管作为本世纪照明的新光源。再加上目前许多同家的能源都仰赖进口，使得它在照明市场上的发展极具价值。根据专家评估，日本如果是将所有白炽灯以白光发光二极管取代，则每年可省下1～2座发电厂的发电量，间接减少的耗油量达10亿公升，而且在发电过程中所排放的二氧化碳也会减少，进而抑制了温室效应。基此，目前欧美和日本等先进国家都投注了非常多的人力推动研发。预计在未来十年内，可以普遍替代传统的照明器具。

然而，对于照明用的高功率LED而言，其输入LED的功率约只有15～20％转换成光，其余80～85％转换成热。这些热如果无法适时逸散至环境，将使得LED元件的界面温度过高而影响其发光强度及使用寿命。因此，LED元件的热管理问题越来越受到重视。

不论是显示器背光源或一般照明，通常是将多个LED元件组装在一电路衬底上。电路衬底除了扮演承载LED模块的角色外，还需提供散热的功能。传统LED的工作电流仅约为20mA左右，因发热量不大，其散热问题也不严重，因此只要运用一般电子用的铜箔印刷电路板(PCB)即可。但随着高功率LED的普遍应用，其工作电流可达1A以上，常规利用玻璃纤维FR4表面设置铜箔的印刷电路板(散热系数约0.3W/m·K)已不足以应付散热需求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种散热衬底，其具有优异散热特性，且兼具耐高电压介电绝缘特性、可挠曲机械结构特性，以及金属层与导热高分子介电绝缘材料层间的优良接合拉力强度，而得以提供例如LED等高功率元件的应用(例如折叠式手机)。

为了达到上述目的，本发明揭示一种电子元件的散热衬底，其包含一第一金属层、一第二金属层及一导热高分子介电绝缘材料层。所述第一金属层的表面承载所述电子元件(例如发光二极管(LED)元件)。所述导热高分子介电绝缘材料层叠设于所述第一金属层及第二金属层之间并形成物理接触，所述导热高分子介电绝缘材料层与所述第一和第二金属层的界面包含至少一微粗糙面(粗糙度Rz大于7.0，依据JIS B 06011994)。所述微粗糙面包含复数个瘤状突出物，且所述瘤状突出物的粒径主要分布于0.1至100微米之间，所述导热高分子介电绝缘材料层的导热系数大于1W/m·K，厚度小于0.5mm，且包含：(1)含氟高分子聚合物，其熔点高于150℃，且体积百分比介于30-60％之间；及(2)导热填料，散布于所述含氟高分子聚合物中，且其体积百分比介于40-70％之间。

优选地，所述含氟高分子聚合物可选自聚偏二氟乙烯(Poly Vinylidene Fluoride；PVDF)或聚乙烯-四氟乙烯(polyethylenetetrafluoroethylene；PETFE)，而熔点以大于150℃为佳，且以大于220℃为更佳。所述导热填料则可选用如氮化物及氧化物等陶瓷导热材料。

本发明的散热衬底还可经过0～20Mrad的放射线照射使所述导热高分子介电绝缘材料层交链固化，除了具良好的导热及绝缘效果外，如果将所述第一金属层及第二金属层的厚度分别制作小于0.1mm及0.2mm，而所述导热高分子介电绝缘材料层的厚度小于0.5mm(0.3mm更佳)，其可通过将1cm宽的试验衬底绕曲成5mm直径圆柱的挠曲测试，其表面不会有断裂或裂痕的情形发生，而得用于折叠式的产品应用。

此外，因含氟高分子材料一般均具有较高熔点(例如PVDF约165℃，PETFE约240℃)且具阻燃特性，可耐高温，且不易起火燃烧，而更具安全上的应用价值。

附图说明

图1例示本发明一实施例的散热衬底。

具体实施方式