[发明专利]一种导热基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导热基板，尤指设置于一电子组件与一散热模块之间，用于将电子组件所产生的热传导至散热模块。

背景技术

电子产品在技术的进步下，逐渐朝向高效能化发展，而高效能电子组件相对需要较高功率来驱动，但伴随着功率的提高，电子组件在运作时也产生可观的热量，这些累积在电子组件上的热量将对电子组件造成损害，造成电子组件寿命及可靠度下降，举例来说，在绿能产业迅速发展下，发光二极管(LED，light-emitting diode)在照明、背光模块等领域的重要性也日益增加，尤以照明产业更是积极将白炽灯源置换成LED灯源，随之带动LED需求日益增加，然而目前LED输入功率约仅15～25％的电能转化为光，其余75～85％的输入功率均转化为热量，热量若累积在LED将造成其发光强度降低、发光颜色偏移、封装材料产生黄变及寿命减少等问题，尤其对高功率LED而言，其所产生的热对LED的影响更不可忽视。

参见图4所示，为解决上述热量所带来的不良影响，于电子组件(40)上可装设有导热绝缘金属基板(IMS，Insulated metal substrate)，用以将电子组件(40)上产生的热量传导至一散热模块(图中未示)发散，现有技术中常见用于电子组件的导热绝缘金属基板，其结构于一导电金属层(31)与一导热金属层(33)之间设置一导热绝缘层(32)，现有技术的导热绝缘金属基板概略有三种工艺，其中：

第一种工艺先将导热粉体与热可塑性有机树脂分散混合，将混合完成的溶液分别涂布于导电金属层(31)表面与导热金属层(33)表面，并将二者烘烤完全干燥，使其分别在两金属层(31)(33)表面形成一热可塑性导热复合薄膜，随后将两金属层(31)(33)以形成有热可塑性导热复合薄膜的一面贴合，并通过热压合工艺令热可塑性导热复合薄膜熔融而将两金属层(31)(33)黏着，而构成一电子组件用导热绝缘金属基板，此一工艺的缺点为需经过高温压合，压合的温度大于200℃，且易在各层接口产生孔洞，因而造成热阻抗值增加；

第二种工艺先将导热固体粉体与液态热固性有机树脂混合成树脂浆料(slurry)，并将浆料涂布于导热金属层(33)表面，形成一导热复合树脂浆料薄层，再将导电金属层(31)覆盖于浆料薄层上，以加温加压方式令导热复合树脂浆料薄层热固化成一导热绝缘层，该工艺的缺点是树脂浆料在热固化前具流动性，在加温加压压合工艺中，易有未固化浆料溢出板外的问题，且胶浆料在压合过程中，易产生导热固体粉末与液态热固性树脂分相的现象，造成导热固体粉末在导热绝缘层中分散不均，导致绝缘层导热效率及可靠度下降；

第三种工艺为在树脂熔点以上的温度，将无机导热粉末、热塑性塑料、热固性环氧树脂均匀混练，形成一均匀状橡胶材料，在制膜加工前，于均匀橡胶材料中加入一热固性环氧固化剂及催化剂，并通过塑料加工工程(包含挤出成形(extrusion)、轮压成形(calendering)、射出成形(injection molding))制成一附有离型材的导热绝缘复合材料薄膜，该导热绝缘复合材料薄膜的高分子部分为一交互穿透结构(IPN，inter-penetrating network)，将移除离型材的导热绝缘复合薄膜置于导电金属层(31)与导热金属层(33)之间，再以加温压合工艺将绝缘层与两金属层(31)(33)贴合而构成所述导热绝缘金属基板，该工艺的缺点为橡胶材料制备过程需在高温下混练，热塑性塑料在高温混练过程中为一高黏度流体，无机导热粉末不易在其中均匀分散，且具交互穿透结构的导热绝缘复合材料薄膜在压合时，须加热至热塑性塑料的熔点以上，如此易造成无法均匀流平于金属层(31)(33)表面而在界面形成空隙或孔洞，使导热绝缘金属基板热阻抗值上升。

上述该三种工艺所制备的导热绝缘金属基板，因受限于电性可靠度的影响，导热绝缘层的厚度必须大于75微米(μm)以上，且为降低其导热绝缘层的热阻抗值，必须将该导热绝缘层的热传导系数提高，因此其添加的导热粉体用量的体积百分比需大于50％以上，造成导热绝缘复合材料的机械强度不良，易受外力而产生破孔或龟裂，使得电性可靠度下降。

发明内容

有鉴于上述三种工艺所制备的现有技术的导热绝缘金属基板，其导热绝缘层有于接口处易产生孔洞或空隙、导热效率低或机械强度不良等情形，而致使导热绝缘金属基板有热阻抗值上升或电性可靠度不足的缺点，本发明通过改良该导热绝缘层据以解决上述问题。

为达成上述发明目的，本发明提供一种导热基板，其包含有：

一导电金属层；