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Dokumentenidentifikation DE202007003496U1 14.06.2007
Titel Elektronische Einrichtung mit Wärmeabführung
Anmelder Tai, Yun, Taipei City, TW;
Tai, Ruey-Feng, Changhua City, Changhua, TW
Vertreter Glawe, Delfs, Moll, Patentanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 202007003496
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 14.06.2007
Registration date 10.05.2007
Application date from patent application 08.03.2007
IPC-Hauptklasse H01L 23/36(2006.01)A, F, I, 20070308, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01L 33/00(2006.01)A, L, I, 20070308, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Einrichtung mit einer Wärmeabführung.

Ein Wärmeabführungsmaterial für Halbleiter ist bekannt, das auf folgende Weise hergestellt wird. Es wird ein isolierendes Beschichtungsmaterial auf eine Oberfläche eines gut gereinigten Metallsubstrats aufgesprüht oder aufgedruckt, und dann wird das isolierende Beschichtungsmaterial gebacken, um zu trocknen, um eine isolierende Schicht auf dem Metallsubstrat zu bilden. Anschließend wird eine leitende Schicht auf der isolierenden Schicht hergestellt. Das isolierende Beschichtungsmaterial wird dadurch hergestellt, dass ein Gesteinsmehl mit einem Harz und einem Lösungsmittel gemischt wird. Das Verfahren hat jedoch folgende verschiedene Nachteile:

  • 1. Die isolierende Schicht ist nicht ohne Zwischenraum mit dem Metallsubstrat verbunden, und der Zwischenraum zwischen der isolierenden Schicht und dem Metallsubstrat bildet eine Barriere für die Übertragung von Wärmeenergie.
  • 2. Um eine geeignete Struktur in der isolierenden Schicht zu erhalten, muss die isolierende Schicht mit einer gewissen Dicke hergestellt werden. Die dicke isolierende Schicht bringt jedoch eine Barriere für die Übertragung von Wärmeenergie mit sich.
  • 3. Da die Wärmeleitfähigkeit des nichtmetallischen Materials schlecht ist, kann die Wärmeenergie, die durch die elektronische Einrichtung erzeugt wird, die auf der isolierenden Schicht installiert ist, nicht schnell zum Metallsubstrat übertragen werden, um schnell abgeleitet zu werden.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung dieser Umstände geschaffen. Die elektronische Einrichtung mit Wärmeabführung der vorliegenden Erfindung weist ein Metallsubstrat hoher Leitfähigkeit, eine oxidierte Isolationsschicht, die das Metallsubstrat hoher Leitfähigkeit bedeckt, eine metallische leitende Schicht, die auf der oxidierten Isolationsschicht an ausgewählten Stellen angeordnet ist und diese bedeckt, und eine elektronische Einrichtung, die in dem Metallsubstrat hoher Leitfähigkeit installiert ist, sowie eine Mehrzahl von Verbindungsdrähten auf, die zwischen der elektronischen Einrichtung und der metallischen leitenden Schicht verbunden sind.

Die Erfindung hat die folgenden Vorteile:

  • 1. Die Verbindung ohne Zwischenraum zwischen dem Metallsubstrat und der oxidierenden isolierenden Schicht verbessert die Wirksamkeit der Wärmeübertragung.
  • 2. Die Wärme, die während des Betriebs der elektronischen Einrichtung erzeugt wird, kann wirksam gleichmäßig auf das Metallsubstrat für schnelle Ableitung übertragen werden.
  • 3. Die oxidierte isolierende Schicht ist dünn, um Übertragung von Wärmeenergie zu erleichtern.
  • 4. Die oxiderte isolierende Schicht ist hitzebeständig und spannungsresistent.
  • 5. Die Einrichtung kann frei bearbeitet werden, um mit den Umrissen der zu installierenden elektronischen Einrichtung zusammenzupassen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, es zeigen:

1 eine Querschnittsansicht einer Wärmeabführung für eine Beleuchtungseinrichtung vom LED-Typ gemäß der Erfindung;

2 eine perspektivische Ansicht der Wärmeabführungseinrichtung, die in 1 gezeigt ist;

3 ein Ablaufdiagramm der vorliegenden Erfindung;

4 eine Querschnittsansicht einer alternativen Form der elektronischen Einrichtung mit Wärmeabführung der Erfindung;

5 eine Explosionsansicht noch einer anderen alternativen Ausführungsform der elektronischen Einrichtung mit Wärmeabführung der Erfindung;

6 eine Explosionsansicht noch einer anderen alternativen Ausführungsform der elektronischen Einrichtung mit Wärmeabführung gemäß der vorliegenden Erfindung; und

7 eine Explosionsansicht noch einer anderen alternativen Ausführungsform der elektronischen Einrichtung mit Wärmeabführung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Bezug nehmend auf die 1 und 2 wird ein Metallsubstrat A mit hoher Leitfähigkeit durch einen elektrolytischen Oxidationsprozess bearbeitet, um eine oxidierte Isolationsschicht B zu erhalten, die dessen Oberfläche bedeckt. Die oxidierte Isolationsschicht B ist sehr temperaturbeständig und hat hohen elektrischen Widerstand. Danach wird eine metallische leitende Schicht C auf die oxidierte Isolationsschicht B an ausgewählten Stellen durch Elektroplattieren oder mit Halbleiterphotolithographietechnik aufgebracht. Verbindungsdrähte 111 werden mit der metallischen leitenden Schicht C und der elektronischen Einrichtung bzw. den elektronischen Einrichtungen A1 auf dem Metallsubstrat A hoher Leitfähigkeit gebondet. Während des Betriebs der elektronischen Einrichtung oder Einrichtungen A1 wird erzeugte Wärme schnell zum Metallsubstrat A hoher Leitfähigkeit für schnelle Ableitung übertragen.

Bezug nehmend auf die 3 und 4 wird der vorgenannte elektrolytische Oxidationsvorgang auf das Metallsubstrat A hoher Leitfähigkeit angewendet, nachdem das Metallsubstrat A hoher Leitfähigkeit mit laufendem Wasser gut gereinigt worden ist. Die Erfindung schließt die Schritte ein: (1) Entfetten, (2) primäres chemisches Oberflächenschleifen, (3) primäres Spülen, (4) Neutralisierung, (5) elektrolytische Oxidation, (6) sekundäres Spülen, (7) Abdichten, (8) Eintauchen in heißes Wasser, (9) Oberflächenhärtung, (10) sekundäres chemisches Oberflächenschleifen, (11) drittes Spülen und (12) Trocknen. Wenn ein Elektroplattierungsprozess verwendet wird, um die metallische leitende Schicht C auf der oxidierten Isolationsschicht B auf dem Metallsubstrat A hoher Leitfähigkeit zu bilden, schließt das Verfahren der vorliegenden Erfindung weiter die Schritte ein, (13) in Fluid eintauchen, (14) Elektroplattieren, (15) letztes Spülen, und (16) letztes Trocknen.

Die vorgenannte metallische leitende Schicht C kann direkt auf die oxidierte Isolationsschicht B auf dem Metallsubstrat A hoher Leitfähigkeit an ausgewählten Stellen aufgedruckt werden.

Bezug nehmend auf 5 kann die metallische leitende Schicht C aus einer Mehrzahl von metallischen leitenden Blattgliedern bestehen, die direkt auf die oxidierte Isolationsschicht B auf dem Metallsubstrat A hoher Leitfähigkeit an ausgewählten Orten angebondet ist.

Bezug nehmend auf 6 kann die vorgenannte metallische leitende Schicht C aus einer Mehrzahl von metallischen Klemmplatten C3 bestehen, die auf die oxidierte Isolationsschicht B auf dem metallischen Substrat A hoher Leitfähigkeit an ausgewählten Orten auf geklammert sind. Die metallischen Klemmplatten C3 haben einen hakenförmigen Teil C4, der in ein entsprechendes Hakenloch A2 in der oxidierten Isolationsschicht B auf dem Metallsubstrat A hoher Leitfähigkeit eingehakt sind.

7 zeigt ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer integrierten Schaltung. Wie dargestelt ist, hat das Metallsubstrat A hoher Leitfähigkeit eine oxidierte Isolationsschicht B, die dasselbe bedeckt, und eine leitende Schicht, die aus einer Mehrzahl von leitenden Linien C1 besteht, die die oxidierte Isolationsschicht B an ausgewählten Orten bedeckt und elektrisch mit entsprechenden Stiften C2 am Rand des Metallsubstrats A hoher Leitfähigkeit verbunden sind. Weiter ist eine elektronische Einrichtung D in einem Loch A3 in Form einer Ausnehmung angebracht, die auf dem Metallsubstrat A hoher Leitfähigkeit ausgebildet ist und durch die oxidierte Isolationsschicht B hindurchgeschnitten ist. Die elektronische Einrichtung D hat Kontakte D1, die elektrisch mit entsprechenden Stiften C2 an dem Metallsubstrat A hoher Leitfähigkeit durch die leitenden Linien C1 verbunden sind. Während des Betriebs der elektronischen Einrichtung D wird erzeugte Wärme von der elektronischen Einrichtung D durch die leitenden Linien C1 und die Stifte C2 zum Metallsubstrat A hoher Leitfähigkeit für schnelle Ableitung übertragen.

Die Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden. Die elektronische Einrichtung mit Wärmeableitung weist ein Metallsubstrat hoher Leitfähigkeit, eine oxidierte Isolationsschicht, die das Metallsubstrat hoher Leitfähigkeit bedeckt, und eine metallische leitende Schicht auf, die die oxidierte Isolationsschicht an ausgewählten Stellen bedeckt. Eine elektronische Einrichtung ist in dem Metallsubstrat hoher Leitfähigkeit installiert, und eine Mehrzahl von Verbindungsdrähten ist zwischen der elektronischen Einrichtung und der metallischen leitenden Schicht verbunden.

Obwohl besondere Ausführungsformen der Erfindung detailliert für Illustrationszwecke beschrieben worden sind, können verschiedene Abwandlungen und Verbesserungen vorgenommen werden, ohne vom Geist und Bereich der Erfindung abzuweichen. Demgemäß soll die Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt sein.


Anspruch[de]
Elektronische Einrichtung mit Wärmeabführung, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Metallsubstrat (A) hoher Leitfähigkeit, eine oxidierte Isolationsschicht (B), die das Metallsubstrat (A) hoher Leitfähigkeit bedeckt, eine metallische leitende Schicht (C), die die oxidierte Isoloationsschicht (B) an ausgewählten Stellen bedeckt, eine elektronische Einrichtung (A1, D), die in dem Metallsubstrat (A) hoher Leitfähigkeit installiert ist, und eine Mehrzahl von Verbindungsdrähten (111) aufweist, die zwischen der elektronischen Einrichtung (A1, D) und der metallischen leitenden Schicht (C) verbunden sind. Elektronische Einrichtung mit Wärmeabführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische leitende Schicht (C) auf der oxidierten Isolationsschicht (B) an ausgewählten Stellen durch einen Elektroplattiervorgang aufgebracht ist. Elektronische Einrichtung mit Wärmeabführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische leitende Schicht (C) aus einer Mehrzahl von leitenden Linien oder Leitungen (C1) gebildet ist. Elektronische Einrichtung mit Wärmeabführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische leitende Schicht (C) aus einer Mehrzahl von leitenden Blattgliedern gebildet ist, die mit der oxiderten isolierenden Schicht (B) an ausgewählten Stellen gebondet sind. Elektronische Einrichtung mit Wärmeabführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische leitende Schicht (C) eine Mehrzahl von Metallklemmplatten (C3) aufweist, die auf die oxidierte Isolationsschicht (B) an dem Metallsubstrat (A) hoher Leitfähigkeit an ausgewählten Stellen angeklemmt sind, welche metallischen Klemmplatten (C3) jeweils einen hakenförmigen Teil (C4) haben, der in ein entsprechendes Hakenloch (A2) in der oxidierten Isolationsschicht (B) an dem Metallsubstrat (A) hoher Leitfähigkeit eingehakt ist. Elektronische Einrichtung mit Wärmeabführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische leitende Schicht (C) direkt auf die oxidierte Isolationsschicht (B) an dem metallischen Substrat (A) hoher Leitfähigkeit an ausgewählten Stellen aufgedruckt ist. Elektronische Einrichtung mit Wärmeabführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oxidierte Isolationsschicht (B) die gesamte Oberfläche des metallischen Substrats (A) hoher Leitfähigkeit bedeckt.






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