导热棒的制造方法、电路板及其制造方法

技术领域

本发明是关于一种导热棒的制造方法，特别是关于一种应用导热棒的电路板以及此电路板的制造方法。

背景技术

近年来，电子设备的发展快速，多功能化、高线路密度及小型化是主要的研究方向。一般而言，印刷电路板(printed circuit board，PCB)使用的基板尽管具有优良的电气及加工性能，但缺乏良好的散热性。然而，当电路板上设有多个电子元件或使用功率大的电子元件时，需要良好的散热效果，以维持电路板的正常运作。

发明内容

本发明的一态样是提供一种导热棒的制造方法，其包含将相变材料填入中空槽中，以进行散热。

本发明的另一态样是提供一种电路板的制造方法，其包含将导热棒放置于电路基板中，以提供电路板散热效果。

本发明的再一态样是提供一种电路板，其包含设置导热棒在电子元件周围，以帮助电路板的散热。

根据本发明的一态样，提供一种导热棒的制造方法，其包含形成凹槽在介质层中，其中所述凹槽包含沿着第一侧向方向延伸的沟渠及向下延伸的多个第一凹口，所述沟渠与所述第一凹口连通，且所述第一凹口的最大深度大于所述沟渠的最大深度；放置绝缘支架在所述沟渠中；电镀第一导热材料至所述凹槽内，以使所述绝缘支架被所述第一导热材料包覆；压合绝缘层在所述介质层上；形成多个第二凹口在所述绝缘层中；电镀第二导热材料至所述第二凹口内，以使位于所述第一凹口内的部分所述第一导热材料及位于所述第二凹口内的第二导热材料形成多个散热叶片；移除所述介质层、所述绝缘支架及所述绝缘层，以在所述第一导热材料内形成中空槽；以及加入相变材料至所述中空槽内，其中所述相变材料不完全填满所述中空槽。

根据本发明的一实施例，上述中空槽的开口端远离所述多个散热叶片。

根据本发明的一实施例，在上述加入所述相变材料之后，密封所述中空槽。

根据本发明的一实施例，所述凹槽还包含沿着第二侧向方向延伸在所述介质层中的多个第三凹口，其中所述第二侧向方向与所述第一侧向方向交错。

根据本发明的一实施例，上述填充所述第一导热材料至所述凹槽内的步骤包含填充所述第一导热材料至所述多个第三凹口内。

根据本发明的另一态样，提供一种电路板的制造方法。方法包含形成多个导热棒。形成所述多个导热棒的每一者包含形成凹槽在介质层中，其中所述凹槽包含沿着一侧向方向延伸的沟渠及向下延伸的多个第一凹口，且所述沟渠与所述第一凹口连通；放置绝缘支架在所述沟渠中；电镀第一导热材料至所述凹槽内；压合绝缘层在所述介质层上；形成多个第二凹口在所述绝缘层中；电镀第二导热材料至所述第二凹口内，以形成多个散热叶片；移除所述介质层、所述绝缘支架及所述绝缘层，以形成中空槽，其中所述中空槽的开口端远离所述多个散热叶片，且所述散热叶片分布于所述中空槽的相对两侧；加入相变材料至所述中空槽内；以及在加入所述相变材料之后，密封所述中空槽的所述开口端。方法还包含设置至少一电子元件在电路基板中；形成多个开口在所述电路基板中；以及放置所述多个导热棒在所述多个开口内。

根据本发明的一实施例，上述放置所述多个导热棒在所述多个开口内的步骤包含将所述多个导热棒的每一者的所述开口端埋入所述开口内。

根据本发明的再一态样，提供一种电路板，其包含电路基板、设置于所述电路基板的至少一电子元件以及设置在所述至少一电子元件周围的多个导热棒。每一个导热棒包含导热支架，其中所述导热支架包含中空槽于所述导热支架内；设置在所述导热支架的两侧的多个散热叶片；及设置于所述中空槽内的相变材料。

根据本发明的一实施例，所述多个散热叶片凸出于所述至少一电子元件。

根据本发明的一实施例，所述相变材料不完全填满所述中空槽。

应用本发明的导热棒的制造方法、电路板及其制造方法，以将相变材料填充在导热棒的中空槽内，并将导热棒放置在电路板的电子元件周围，可有效帮助电路板的散热。

附图说明

根据以下详细说明并配合附图阅读，使本发明的态样获致较佳的理解。需注意的是，如同业界的标准作法，许多特征并不是按照比例绘示。事实上，为了进行清楚讨论，许多特征的尺寸可以经过任意缩放。

图1A至图1F绘示根据本发明一些实施例的导热棒的制造过程中间阶段的剖面视图。

图1G绘示根据本发明一些实施例的导热棒的剖面视图。

图2A及图2B绘示根据本发明一些实施例的导热棒的制造过程中间阶段的俯视图。

图3绘示根据本发明一些实施例的电路板的剖面视图。

具体实施方式

本发明提供许多不同实施例或例示，以实施发明的不同特征。以下叙述的元件和配置方式的特定例示是为了简化本发明。这些当然仅是做为例示，其目的不在构成限制。举例而言，第一特征形成在第二特征之上或上方的描述包含第一特征和第二特征有直接接触的实施例，也包含有其他特征形成在第一特征和第二特征之间，以致第一特征和第二特征没有直接接触的实施例。除此之外，本发明在各种具体例中重复元件符号及/或字母。此重复的目的是为了使说明简化且清晰，并不表示各种讨论的实施例及/或配置之间有关系。

再者，空间相对性用语，例如“下方(beneath)”、“在…之下(below)”、“低于(lower)”、“在…之上(above)”、“高于(upper)”等，是为了易于描述图式中所绘示的零件或特征和其他零件或特征的关系。空间相对性用语除了图式中所描绘的方向外，还包含元件在使用或操作时的不同方向。装置可以其他方式定向(旋转90度或在其他方向)，而本发明所用的空间相对性描述也可以如此解读。

由于电路板上的电子元件运作时会输出热量，而电路板的基板材料一般不具有良好的散热性。因此，本发明提供一种导热棒的制造方法、一种电路板及其制造方法，以利用相变材料(phase change material，PCM)填充在导热棒的中空槽内，并将导热棒放置在电路板的电子元件周围，以帮助电路板的散热。

图1A至图1F绘示根据本发明一些实施例的导热棒的制造过程中间阶段的剖面视图，而图1G绘示根据本发明一些实施例的导热棒100的剖面视图。图2A至图2B绘示根据本发明一些实施例的导热棒100的制造过程中间阶段的俯视图。以下利用图1A至图1G及图2A至图2B说明导热棒的制造流程。

请参阅图1A，形成凹槽120在介质层110中，其中凹槽120包含沟渠122及第一凹口124。在一些实施例中，介质层110包含热塑性材料。沟渠122为沿着第一侧向方向X延伸，而第一凹口124为向下延伸，其中第一凹口124可以是沿着介质层110表面的法线方向N1而延伸，而第一侧向方向X与法线方向N1交错，例如，第一侧向方向X与法线方向N1实质上彼此垂直。

在图1所示的实施例中，法线方向N1可为垂直方向，而第一侧向方向X可为水平方向。沟渠122与第一凹口124互相连通。在一些实施例中，第一凹口124的最大深度大于沟渠122的最大深度，其中前述最大深度是第一凹口124与沟渠122两者相对于介质层110的上表面111的高度。在一些实施例中，凹槽120可利用激光烧蚀、等离子体蚀刻、准分子蚀刻、定深钻孔或模具转印等方式来形成。

请参阅图1B，放置绝缘支架130在沟渠122中。在一些实施例中，绝缘支架130的长度与沟渠122的长度可实质相同。请参阅图1C，填充第一导热材料140至凹槽120(参阅图1A)中，并使第一导热材料140包覆绝缘支架130。在一些实施例中，第一导热材料140包含铜或其他合适的导热材料。在一些实施例中，填充于第一凹口124内的部分第一导热材料140可形成散热叶片142。

请参阅图1D，压合绝缘层150在介质层110及第一导热材料140上，然后形成第二凹口126在绝缘层150中。在一些实施例中，第二凹口126对称于第一凹口124(参照图1A)(或散热叶片142)。在一些实施例中，绝缘层150包含热塑性材料。在一些实施例中，第二凹口126可利用定深钻孔的方式形成。

请参阅图1E，填充第二导热材料至第二凹口126(参阅图1D)，以形成散热叶片144。在一些实施例中，第二导热材料与第一导热材料140相同。在一些实施例中，填充第二导热材料可利用电镀或其他物理气相沉积的方式进行。在一些实施例中，可选择在图1B的结构上先压合绝缘层150并形成第二凹口126之后，再填充第二导热材料，而一并形成散热叶片142及散热叶片144。

请同时参阅图1E及图1F，移除介质层110及绝缘层150，以暴露出散热叶片142及散热叶片144。之后，抽出绝缘支架130，以形成导热支架160及在导热支架160内的中空槽165。中空槽165的开口端165A在远离散热叶片142及散热叶片144的一端。

请参阅图1G，其绘示根据本发明一些实施例的导热棒100的剖面视图。对图1F的结构填入相变材料170至中空槽165内，然后利用以封胶材料180密封中空槽165的开口端165A(参阅图1F)。在一些实施例中，由于相变材料170由液态吸收热量转变成气态后，再冷凝回液体沿着导热支架160流下，故相变材料170不完全填满中空槽165。

请同时参阅图1A及图2A，图2A为图1A所示的结构的俯视图。凹槽120还包含沿着第二侧向方向Y延伸的第三凹口128。第三凹口128与沟渠122连通。在图2A中，上述法线方向N1为出纸面方向，故第二侧向方向Y与法线方向N1交错(例如第二侧向方向Y与法线方向N1实质上彼此垂直)，且第二侧向方向Y与第一侧向方向X交错(例如实质垂直)。

请同时参阅图1C及图2B，图2B为图1C所示的结构的俯视图。填充第一导热材料140至凹槽120时包含填充第一导热材料140至第三凹口128，以形成散热叶片146及散热叶片148。因此，所得的导热棒100应包含互相交错的两对散热叶片。

请参阅图3，其绘示根据本发明一些实施例的电路板300的剖面视图。电路板300包含电路基板310、设置在电路基板310中的电子元件320及导热棒100。在一些实施例中，电子元件320可内埋于电路基板310内。在放置导热棒100之前，可在电路基板310中形成多个开口(图未绘示)在电子元件320周围。

之后，将如图1G所示的导热棒100放置在前述开口内，并使散热叶片(例如散热叶片142、散热叶片144、散热叶片146及散热叶片148)凸出于电路基板310及电子元件320，即为图3所示的电路板300。须理解的是，虽然图3仅绘示两个导热棒100在电子元件320两边，实际上，可设置更多个导热棒100在电子元件320的四周，以提升散热效果。

在一些实施例中，相变材料170为液相-气相转换的相变材料，则导热棒100中的相变材料170会先流至靠近封胶材料180或开口端165A(参照图1F)。在吸收电子元件320放出的热量后，相变材料170会吸热汽化成气体而上升，经由散热叶片(例如散热叶片142及散热叶片144)的散热后，气体冷却凝结成液体而沿着导热支架160的内侧壁流下。如此，相变材料170可重复用来进行电路板300的散热。

如上所述，本发明提供一种导热棒的制造方法、电路板及其制造方法，制造出具有多个散热叶片的导热棒，并将相变材料填充在导热棒的中空槽内。导热棒可放置在电路板的电子元件周围，以提升电路板的散热效果。

虽然本发明已以数个实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在本发明所属技术领域中任何技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

【符号说明】

100:导热棒

110:介质层

111:上表面

120:凹槽

122:沟渠

124:第一凹口

126:第二凹口

128:第三凹口

130:绝缘支架

140:第一导热材料

142,144,146,148:散热叶片

150:绝缘层

160:导热支架

165:中空槽

165A:开口端

170:相变材料

180:封胶材料

300:电路板

310:电路基板

320:电子元件

N1:法线方向

X:第一侧向方向

Y:第二侧向方向。