專利名稱：復合式散熱器與其制造方法及其應用的制作方法
技術領域：
本發明系有關一種復合式散熱器組件與其制造方法及其應用，特
別是指一種X、 Y、 Z軸向皆具有優良熱能散逸的復合式散熱器組件 與其制造方法及其應用。
背景技術：
舉凡電子組件一般僅能在一定范圍的低限溫度下才能有效操作， 若超過低限溫度時，過量的熱不僅可能損害電子組件本身的特性，且 會降解全部系統的性能、可靠性，甚至使整個系統失效。
隨著對電子裝置運作速度的需求與形體輕、薄、短、小的趨勢， 電子裝置的設計越趨復雜，但在此趨勢下，電子裝置操作時將相對地 產生極大溫度，其將嚴重考驗電子裝置的操作溫度極限，因此熱控制 變成設計電子裝置時一個日漸重要的因素。
而散熱組件系用以促進一熱源表面的熱散逸至一較冷卻之環境， 因此成為電子裝置的熱控制方式中最常使用者一。但是現有的散熱組 件一般僅使用單一金屬例如銅等金屬材質來制作以達散熱效果，而使 得熱無法在X、 Y方向更直接快速地傳導。
有鑒于此，本發明遂針對上述習知技術之缺失，提出一種復合式 散熱器組件與其制造方法及其應用，以有效克服上述之該等問題。
發明內容
本發明之主要目的在提供一種復合式散熱器與其制造方法及其 應用，其具備至少在X、 Y軸向皆有較佳的導熱優異的特性，因此可 直接快速的將熱源所產生的熱能消散出。
本發明之另一目的在提供一種復合式散熱器與其制造方法及其 應用，其可直接作為發光組件承載基板，來有效節省使用基板所需的 成本。
5本發明之再一 目的在提供一種復合式散熱器與其制造方法及其 應用，其具有優良的導熱特性，可以有效的提高電子組件的壽命。
為達上述之目的，本發明提供一種復合式散熱器結構，其包含有 一金屬本體，其具有至少Z軸向導熱較佳的特性；以及數個嵌設于金 屬本體內的非金屬片，其具有至少X、 Y軸向導熱較佳的特性。
本發明之金屬本體之一側面可形成為鰭片狀。
本發明尚提供此復合式散熱器的應用于發光組件的實施例。此實 施例包含有一上述之復合式散熱器，其系作為發光組件的承載基板； 一第二接著層，其系位于復合式散熱器上； 一系覆蓋于部分散熱器接 著層上的介電層；至少一發光組件，其一端系電性接合于自介電層顯 露出的第二接著層，另一端系電性接合至介電層上；以及至少一封圍 發光組件的封圍組件。
本發明也提供此種復合式散熱器的制造方法，其包含有下列步 驟，首先提供一載板；于載板上形成一分離層；于分離層上形成一片 狀非金屬層，其中非金屬層所使用的材料具有至少X、 Y軸向導熱較 佳之特性；對非金屬層形成數個貫穿孔；沉積一金屬層于非金屬層上 與貫穿孔內，以形成一金屬本體；以及移除分離層與載板。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易了解本發明之目的、技 術內容、特點及其所達成之功效。
第1圖系本發明之復合式散熱器的第一實施例示意圖。 第2圖系本發明之第一實施例之復合式散熱器接合一鰭片狀散 熱器的示意圖。
第3 (a) ~3 (d)圖系第1圖之本發明之復合式散熱器的一種制
作步驟流程示意圖。
第4圖系本發明之復合式散熱器的第三具體實施例示意圖。
第5圖系使用本發明之復合式散熱器作為發光組件基板的發光
組件封裝結構示意圖。
圖中-
IO復合式散熱器12金屬本體
14非金屬片
16第一接著層
18鰭片狀散熱器
20載板
22分離層
24非金屬層
26貫穿孔
28金屬層
30復合式散熱器
32金屬本體
34非金屬片
36發光組件封裝結構
38第二接著層
40介電層
42傳導層
44發光二極管
50第三接著層
具體實施方式
請參閱第1圖，其系本發明之片狀復合式散熱器的第一種實施例 示意圖。如圖所示，本發明之復合式散熱器10包含有一片狀的金屬 本體12，其具有至少Z軸向導熱較佳的特性；以及非金屬片14，其 系嵌設于該金屬本體12內，其中該非金屬片14具有至少X、 Y軸向 導熱較佳的特性。
上述之非金屬片14之材料是選自于鉆石或者石墨，而金屬本體 12之材料是選自于銅、鋁或合金。
如圖所示，本發明之復合式散熱器10為片狀，因此于表面上更 可形成一第一接著層16，以與一任意組件接著，舉例來說，與一鰭 片狀散熱器18接著，以形成如第2圖所示之另一種復合式散熱器結 構。當然也可無須利用接著層，而是利用焊接、超音波金屬接合或者 電鍍的方式于復合式散熱器表面上連接一具有鰭片狀之散熱器。
接續，系提出制作第1圖所示之復合式散熱器的一種制作方法。
請一并參閱第3 (a) ~3 (d)圖，首先如第3 (a)圖所示，提供一載 板20，于載板20上形成一分離層22，在于分離層上形成一非金屬層 24;再如第3 (b)圖所示，對非金屬層24形成數個貫穿孔(via) 26; 如第3 (c)圖所示，于沉積一金屬層28，以覆蓋非金屬層24與填入 貫穿孔26;如第3 (d)圖所示，移除分離層22，此時將一并移除載 板20，即可獲得本發明之片狀復合式散熱器10。
更者，請參閱第4圖，其系本發明之復合式散熱器的第三種實施 例示意圖。如圖所示，本發明之復合式散熱器30包含有一一端面上 具有鰭片狀的金屬本體32，其所使用的材質具有至少Z軸向導熱較 佳的特性；以及非金屬片34，其系嵌設于該金屬本體32內，其中該 非金屬片34之材質具有至少X、 Y軸向導熱較佳的特性。
上述之非金屬片34之材料是選自于鉆石或者石墨，而金屬本體 32之材料是選自于銅、鋁或合金。
而上述第三種實施例的制作方法與第一實施例之差異，僅在于成 形金屬本體32時，直接將金屬本體之一端面是成形為鰭片狀。
請參閱第5圖，其系將本發明之第一實施例之復合式散熱器應用 于發光組件的示意圖。如圖所示，此發光組件封裝結構36包含有第 一實施例之復合式散熱器10，其系作為發光組件的承載基板，此復 合式散熱器IO之底面上系形成一第一接著層16以接合一具有鰭片之 散熱器18; —位于復合式散熱器10頂面上的第二接著層38，其系用 以與發光組件接著，此第二接著層38可以是金屬材質； 一覆蓋于部 分第二接著層38上用以界定出導電區域之圖案化介電層40，且介電 層40上形成有至少一傳導層42;至少一發光二極管44，其系位于第 二接著層38上，該發光二極管44之一電極是直接電性連接至第二接 著層38，而另一端系打線接合至傳導層42上，以達到發光二極管44 電性驅動；以及至少一封圍發光二極管44的封圍組件48，其可以透 鏡或膠體層。
此外，為更增加發光二極管44與第二接著層38間的材料匹配性，更可于發光二極管44與第二接著層38間形成一第三接著層50。
其中發光二極管44的位置可以較佳是對應于非金屬片14的位 置，以利用非金屬片14在X、 Y方向優異的熱傳導特性，將發光二 極管44所產生的熱迅速的X、 Y方向傳遞，并緊接續透過金屬本體 12在垂直方向的優異熱傳導特性,將熱傳遞至復合式散熱器10底部， 以避免發光二極管44所產生的熱量對發光二極管44造成的損害。 而上述發光組件也可以是聚光型太陽能芯片、覆晶式發光組件。 當然，上述的實施例也可直接使用本發明之第二實施例之復合式 散熱器來作為發光組件的承載基板。
綜上所述，本發明系揭露一種嶄新的復合式散熱器結構構及其制 作方法與其應用，其系于以具有z軸導熱較優異的金屬材為復合式散 熱器為本體，并于本體內嵌設有具X、 Y軸向導熱優異的片狀非金屬 材，以使本發明之復合式散熱器能夠達到X、 Y軸向皆具導熱優異， 因此在應用電子組件時能有效地將如發光組件等需熱控制的電子組 件所產生的熱迅速的消散出，以避免發光組件所累積的熱對發光組件 造成的損害。再者，本發明可直接使用作為電子組件的基板，如發光 組件的基板，因此能節省習知技術使用基板時需額外裝設散熱組件的 成本。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，并非用來限定本 發明實施之范圍。故即凡依本發明申請范圍所述之特征及精神所為之 均等變化或修飾，均應包括于本發明之申請專利范圍內。
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權利要求
1.一種復合式散熱器，其特征在于其包含有一金屬本體，其具有至少Z軸向導熱較佳的特性；以及數個非金屬片，其系嵌設于該金屬本體內，其中該非金屬片具有至少X、Y軸向導熱較佳的特性。
2. 根據權利要求第1項所述之復合式散熱器，其特征在于其中該 非金屬片之材料是選自于鉆石或者石墨。
3. 根據權利要求第1項所述之復合式散熱器，其特征在于其中該 金屬本體之材料是選自于銅、鋁或合金。
4. 根據權利要求第1項所述之復合式散熱器，其特征在于其系可 應用于發光組件封裝。
5. 根據權利要求第1項所述之復合式散熱器，其特征在于其中該 復合式散熱器為片狀。
6. 根據權利要求第5項所述之復合式散熱器，其特征在于其中該 復合式散熱器表面上更接合有一具有散熱鰭片之散熱器。
7. 根據權利要求第6項所述之復合式散熱器，其特征在于其中該 接合方式為焊接、超音波金屬接合或者電鍍。
8. 根據權利要求第1項所述之復合式散熱器，其特征在于其中該 復合式散熱器之一側面上更包含有一接著層，以黏著一具有散熱 鰭片之散熱器。
9. 根據權利要求第1項所述之復合式散熱器，其特征在于其中該 金屬本體之一端面為鰭片狀結構。
10. —種發光組件封裝結構，其特征在于其包含有 一復合式散熱器，其包含有-一金屬本體，其具有至少Z軸向導熱較佳的特性；以及 非金屬片，其系嵌設于該金屬本體內，其中該非金屬片具有至少 X、 Y軸向導熱較佳的特性；一散熱片接著層，其系位于該復合式散熱器上；一介電層，其系覆蓋于部分該散熱器接著層上；至少一發光組件，其一端系電性接合于自該介電層顯露出的該散熱器接著層，另一端系電性接合至該介電層上；以及 至少一封圍組件，其系封圍該發光組件。
11. 根據權利要求第10項所述之發光組件封裝結構，其特征在于其中該發光組件的較佳位置是對應于該非金屬片的位置。
12. 根據權利要求第10項所述之發光組件封裝結構，其特征在于其 中該發光組件可以是覆晶式LED芯片、打線式LED芯片或者是 有激發光二極管(OLED)或者是聚光型太陽能芯片。
13. 根據權利要求第12項所述之發光組件封裝結構，其特征在于其 中該發光組件是打線式LED芯片時，該散熱器接著層與該打線式 LED芯片間更具有一 LED接著層。
14. 根據權利要求第10項所述之發光組件封裝結構，其特征在于其 中散熱器接著層是金屬材質。
15. 根據權利要求第12項所述之發光組件封裝結構，其特征在于其 中該發光組件是覆晶式LED芯片時，該LED芯片與自該介電層 顯露出的該散熱器接著層間更具有一傳導層。
16. 根據權利要求第10項所述之發光組件封裝結構，其特征在于其 中該非金屬片之材料是選自于鉆石或者石墨。
17. 根據權利要求第10項所述之發光組件封裝結構，其特征在于其 中該金屬本體之材料是選自于銅、鋁或合金。
18. 根據權利要求第10項所述之發光組件封裝結構，其特征在于其 中該復合式散熱器為片狀。
19. 根據權利要求第18項所述之發光組件封裝結構，其特征在于其中該復合式散熱器表面上更接合有一具有散熱鰭片之散熱器。
20. 根據權利要求第10項所述之發光組件封裝結構，其特征在于其中該金屬本體之一端面為鰭片狀結構。
21. —種復合式散熱器的制造方法，其特征在于其包含有下列步驟: 提供一載板；于該載板上形成一分離層；于該分離層上形成一片狀非金屬層，其中該非金屬層所使用的材料具有X、 Y軸向導熱較佳之特性；對該非金屬層形成數個穿孔；沉積一金屬層于該非金屬層上與該穿孔內，以形成一金屬本體；以 及移除該分離層與該載板，以獲得一復合式散熱器。
22. 根據權利要求第21項所述之復合式散熱器的制造方法，其特征在 于其中該復合式散熱器之側面上更形成有一接著層。
23. 根據權利要求第22項所述之復合式散熱器的制造方法，其特征在 于該接著層系用以與一具有散熱鰭片之散熱器接著。
24. 根據權利要求第21項所述之復合式散熱器的制造方法，其特征在 于其中該非金屬片之材料是選自于鉆石或者石墨。
25. 根據權利要求第22項所述之復合式散熱器的制造方法，其特征在 于其中該金屬本體之材料是選自于銅、鋁或合金。
26. 根據權利要求第22項所述之復合式散熱器的制造方法，其特征在于其中該復合式散熱器為片狀。
27. 根據權利要求第26項所述之復合式散熱器的制造方法，其特征在 于其中該復合式散熱器表面上更接合有一具有散熱鰭片之散熱 器°
28. 根據權利要求第27項所述之復合式散熱器的制造方法，其特征在于其中該接合方式為焊接、超音波金屬接合或者電鍍。
29. 根據權利要求第21項所述之復合式散熱器的制造方法，其特征在 于其中該金屬本體之一端面為鰭片狀結構。
全文摘要
本發明提供一種復合式散熱器與其制造方法及其應用，其包含有一金屬本體，其具有至少Z軸向導熱較佳的特性；以及數個嵌設于金屬本體內的非金屬片，其具有至少X、Y軸向導熱較佳的特性，藉此使該復合式散熱器X、Y、Z軸向皆具有極佳的導熱性。更者，本發明之復合式散熱器更可直接作為電子組件的承載基板，以更直接地促進電子組件表面的熱散逸至一較冷卻之環境。
文檔編號H01L21/02GK101686626SQ20081021137
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月24日 優先權日2008年9月24日
發明者何昆耀 申請人:何昆耀