電鍍法製作高導熱性電路板的方法及高導熱性電路板的製作方法

2023-06-06 05:40:26 1

專利名稱：電鍍法製作高導熱性電路板的方法及高導熱性電路板的製作方法
技術領域：
本發明涉及電學領域的印刷電路板及其製造方法。背景技術：
功率器件在工作過程中發熱明顯，如果不能及時散熱，可能損毀功率器件，甚至導 致整個電子產品工作異常。以LED發光產品為例，其通常是將大量LED集中地排列在電路 板上，當LED長時間工作時，熱量的積蓄就會導致LED的壽命縮短，使得產品特性不穩定。中國200810241905. 2號發明專利申請公開了一種在線路板裝配熱沉的方法及該 方法製作的散熱線路基板。其裝配熱沉的方法包括以下步驟在線路板上製作至少一個通 孔；製作與通孔間隙配合的熱沉；把熱沉置入線路板的通孔內；以及利用模具對熱沉施壓， 直至熱沉受擠壓變形而固定在線路板上。其提供的散熱線路基板包括線路板、通孔及熱沉， 熱沉裝配於通孔內。然而，上述專利技術僅針對已完成電氣線路後的線路板上的熱沉安裝，其缺陷在 於首先，安裝熱沉的工序是在線路板完成後的獨立工序，增加了工作量；其次，通過模具 擠壓熱沉時，可能會損毀線路板上的電氣線路。可以說，上述專利技術較適合個別功率器件 的安裝，不適合高密度、陣列分布的大量功率器件的安裝。此外，上述專利技術中熱沉的熱 量沒有進一步的傳導，散熱效果有限。隨著半導體產業的進一步發展及電子產品的高度集成化發展，電路板上發熱元件 的散熱解決方案還有待進一步提升。

發明內容本發明的目的是，綜合考慮高導熱性電路板的實現工序，將熱沉的裝配工序集成 到線路板的製作工序中，以簡化高導熱性電路板的製作方法並得到相應的高導熱性電路 板。為實現上述目的，本發明採用了如下的技術方案一種電鍍法製作高導熱性電路板的方法，其特徵在於，包括以下步驟(一 )提供絕緣基材層；(二)或者a:在絕緣基材層上開設若干通孔，在通孔中置入金屬導熱柱，並熱壓、 固化，在絕緣基材層上表面電鍍導電層，下表面電鍍導熱層；或者b 在絕緣基材層下表面貼設金屬導熱層，先構成單面帶金屬層板材，在單面 帶金屬層板材上開設若干通孔，在通孔中置入金屬導熱柱，並熱壓、固化，在絕緣基材層上 表面電鍍導電層；或者c 在絕緣基材層上表面貼設金屬導電層，下表面貼設金屬導熱層，在雙面金 屬層板材上開設若干通孔，在通孔中置入金屬導熱柱，並熱壓、固化，在金屬導電層表面進 而電鍍導電層，在金屬導熱層表面進而電鍍導熱層；(三)在絕緣基材層上表面蝕刻多餘導電材料，形成電氣連接線路。
一種高導熱性電路板，其特徵在於包括絕緣基材層、絕緣基材層上表面的電氣線 路層、絕緣基材層下表面的電鍍導熱層及金屬導熱柱；電氣線路層為電鍍導電層經蝕刻形 成；絕緣基材層在預設置發熱元件處開設通孔，所述金屬導熱柱設置在通孔內，其上端用於 與預設置的發熱元件熱傳導配合，下端與電鍍導熱層熱傳導配合。一種高導熱性電路板，其特徵在於包括絕緣基材層、絕緣基材層上表面的電氣線 路層、絕緣基材層下表面的導熱層及金屬導熱柱；電氣線路層為金屬導電層及其表面的電 鍍導電層經蝕刻而形成，導熱層包括金屬導熱層及其表面的電鍍導熱層；絕緣基材層在預 設置發熱元件處開設通孔，所述金屬導熱柱設置在通孔內，其上端用於與預設置的發熱元 件熱傳導配合，下端與金屬導熱層及電鍍導熱層熱傳導配合。本發明提供的製作高導熱性電路板的方法，通過總體安排，在形成電氣連接線路 之前，將導熱柱裝配在電路板內預定位置，不影響後續工序(蝕刻)，避免電路板成型後的 再次加工，設置的金屬導熱層可以進一步將導熱柱上的熱量散去，散熱效果更好，且操作簡 便，結構簡單，成本低。

圖IA-圖IF是本發明製作高導熱性電路板的實施例一。圖2A-圖2F是本發明製作高導熱性電路板的實施例二。圖3A-圖3E是本發明製作高導熱性電路板的實施例三。圖4是本發明製作高導熱性電路板的實施例四。
具體實施方式實施例一請參見圖IA-圖1F，本實施例提供的電鍍法製作高導熱性電路板的方法包括如下 步驟(1)在絕緣基材層1 (可以是FR4片材或BT片材)上開設若干通孔11 ； (2)製造 若干與通孔配合的金屬導熱柱4 ； (3)將金屬導熱柱4置入通孔11中，並熱壓、固化；(圖 1C) (4)絕緣基材層1上表面電鍍導電層2，下表面電鍍導熱層3，形成雙面帶金屬材料的板 材；(5)在絕緣基材層1上表面蝕刻多餘導電材料，形成電氣連接線路和若干焊盤22 (圖IE 中僅示出焊盤)；本實施例提供的方法還可以進一步包括步驟(6)對電氣連接線路和若干 焊盤進行選鍍，鍍金、鍍銀、噴錫或其它可焊性金屬5，以形成良好的整體金屬同質接觸；以 及，步驟(7)線路板正面絲印字符或標記。值得注意的是，所述電氣連接線路用於電性連接發熱器件，同時也會起到一定的 機械支撐作用；所述焊盤22用於機械連接發熱器件，並用於間接熱傳導，所以蝕刻時，焊盤 22不是必要預留的，可以只蝕刻形成電氣連接線路，而使得發熱器件直接設置在金屬導熱 柱上方，形成熱傳導連接。當然同時蝕刻形成電氣連接線路和焊盤是最佳方案。實施例1製作的高導熱性電路板如圖IF所示，其包括絕緣基材層1、位於絕緣基 材層上表面的電鍍導電層2、位於絕緣基材層下表面的電鍍導熱層3及金屬導熱柱4 ；絕緣 基材層1在預設置發熱元件處開設通孔11，所述金屬導熱柱4設置在通孔11內，其上端用 於與預設置的發熱元件(圖中未示)熱傳導配合，下端與電鍍導熱層3熱傳導配合。包括絕緣基材層1、絕緣基材層上表面的電氣線路層、絕緣基材層1下表面的電鍍導熱層3及金 屬導熱柱4 ；電氣線路層為電鍍導電層2經蝕刻形成；絕緣基材層1在預設置發熱元件處開 設通孔11，金屬導熱柱4設置在通孔內，其上端用於與預設置的發熱元件熱傳導配合，下端 與電鍍導熱層3熱傳導配合。實施例二請參見圖2A-圖2F，本實施例提供的製作高導熱性電路板的方法包括如下步驟(1)提供絕緣基材層1 (可以是FR4片材或BT片材)，在絕緣基材層1下表面貼設 金屬導熱層3，從而構成單面帶金屬層板材；(2)在單面帶金屬層板材上開設若干通孔11 ； (3)製造若干與通孔配合的金屬導熱柱4; (4)將金屬導熱柱4置入通孔11中，熱壓、固化； (5)在絕緣基材層1上表面電鍍導電層2 ； (6)絕緣基材層1上表面蝕刻多餘導電材料，形成 電氣連接線路和若干焊盤22 (圖2E中僅示出焊盤)；本實施例提供的方法還可以進一步包 括步驟(7)對電氣連接線路和若干焊盤進行選鍍，鍍金、鍍銀、噴錫或其它可焊性金屬5， 以形成良好的整體金屬同質接觸；以及，步驟(8)線路板正面絲印字符或標記。實施例二製作的高導熱性電路板與實施例一具有相同的結構，此處不再贅述。實施例三 請參見圖3A-圖3E，本實施例提供的製作高導熱性電路板的方法包括如下步驟(1)提供絕緣基材層1 (可以是FR4片材或BT片材)，在絕緣基材層1上表面貼設 金屬導電層51，下表面貼設金屬導熱層61，從而構成雙面帶金屬層板材；(2)在雙面帶金屬 層板材上鑽若干通孔11 ； (3)製造若干與通孔配合的金屬導熱柱4 ； (4)將金屬導熱柱4置 入通孔11中，熱壓、固化；(5)在金屬導電層51表面進而電鍍導電層52，在金屬導熱層61 表面進而電鍍導熱層62，使金屬導熱柱和金屬層聯繫更緊密；(6)在絕緣基材層1上表面蝕 刻多餘導電材料，形成電氣連接線路和若干焊盤22(圖IC中僅示出焊盤)；本實施例提供 的方法還可以進一步包括步驟(7)對電氣連接線路和若干焊盤進行選鍍，鍍金、鍍銀、噴 錫或其它可焊性金屬，以形成良好的整體金屬同質接觸；以及，步驟(8)線路板正面絲印 字符或標記。實施例三製作的高導熱性電路板如圖3E所示，其包括絕緣基材層1、絕緣基材層 上表面的電氣線路層、絕緣基材層1下表面的導熱層及金屬導熱柱4 ；電氣線路層為金屬導 電層51及其表面的電鍍導電層52經蝕刻而形成，導熱層包括金屬導熱層61及其表面的電 鍍導熱層62 ；絕緣基材層1在預設置發熱元件處開設通孔11，金屬導熱柱4設置在通孔11 內，其上端用於與預設置的發熱元件熱傳導配合，下端與金屬導熱層61及電鍍導熱層62熱 傳導配合。實施例四請參見圖4，實施例四提供的製作高導熱性電路板的方法與實施例一、實施例二或 實施例三的不同之處在於絕緣基材層是由若干環氧半固化片(PP片)、膠膜或其它含膠不 導電基材33疊層鉚合而成。以上實施例僅為充分公開而非限制本發明，可以理解的是，除LED外，其他發熱元 件同樣存在散熱問題需要解決，例如大功率電晶體、晶閘管、雙向晶閘管、GT0、M0SFET、IGBT 等。而且，本實施例中所提到的金屬較佳為銅，當然，也可以是其他金屬材料。所述金屬導 熱柱在熱壓前，其直徑小於所述通孔直徑，長度大於所述通孔長度；在熱壓後，其體積恰好填充所述通孔容積 。
權利要求
一種電鍍法製作高導熱性電路板的方法，其特徵在於，包括以下步驟(一)提供絕緣基材層；(二)或者a在絕緣基材層上開設若干通孔，在通孔中置入金屬導熱柱，並熱壓、固化，在絕緣基材層上表面電鍍導電層，下表面電鍍導熱層；或者b在絕緣基材層下表面貼設金屬導熱層，先構成單面帶金屬層板材，在單面帶金屬層板材上開設若干通孔，在通孔中置入金屬導熱柱，並熱壓、固化，在絕緣基材層上表面電鍍導電層；或者c在絕緣基材層上表面貼設金屬導電層，下表面貼設金屬導熱層，在雙面金屬層板材上開設若干通孔，在通孔中置入金屬導熱柱，並熱壓、固化，在金屬導電層表面進而電鍍導電層，在金屬導熱層表面進而電鍍導熱層；(三)在絕緣基材層上表面蝕刻多餘導電材料，形成電氣連接線路。
2.根據權利要求1所述的電鍍法製作高導熱性電路板的方法，其特徵在於所述絕緣 基材層可以是FR4片材或BT片材。
3.根據權利要求1所述的電鍍法製作高導熱性電路板的方法，其特徵在於所述絕緣 基材層是由若干環氧半固化片、膠膜或其它含膠不導電基材疊層鉚合而成。
4.根據權利要求1所述的電鍍法製作高導熱性電路板的方法，其特徵在於所述金屬 導熱柱在熱壓前，其直徑小於所述通孔直徑，長度大於所述通孔長度；所述金屬導熱柱在熱 壓後，其體積恰好填充所述通孔容積。
5.根據權利要求1所述的電鍍法製作高導熱性電路板的方法，其特徵在於步驟(三) 中蝕刻多餘導電材料時，同時形成電氣線路及若干焊盤；所述焊盤位於金屬導熱柱上方。
6.根據權利要求5所述的電鍍法製作高導熱性電路板的方法，其特徵在於進一步包 括步驟(四)對電氣連接線路和若干焊盤進行選鍍，鍍金、鍍銀、噴錫或其它可焊性金屬。
7.一種高導熱性電路板，其特徵在於包括絕緣基材層、絕緣基材層上表面的電氣線 路層、絕緣基材層下表面的電鍍導熱層及金屬導熱柱；電氣線路層為電鍍導電層經蝕刻形 成；絕緣基材層在預設置發熱元件處開設通孔，所述金屬導熱柱設置在通孔內，其上端用於 與預設置的發熱元件熱傳導配合，下端與電鍍導熱層熱傳導配合。
8.根據權利要求7所述的高導熱性電路板，其特徵在於絕緣基材層上表面設有焊盤， 該焊盤為所述電鍍導電層經蝕刻形成，位於金屬導熱柱上方。
9.一種高導熱性電路板，其特徵在於包括絕緣基材層、絕緣基材層上表面的電氣線 路層、絕緣基材層下表面的導熱層及金屬導熱柱；電氣線路層為金屬導電層及其表面的電 鍍導電層經蝕刻而形成，導熱層包括金屬導熱層及其表面的電鍍導熱層；絕緣基材層在預 設置發熱元件處開設通孔，所述金屬導熱柱設置在通孔內，其上端用於與預設置的發熱元 件熱傳導配合，下端與金屬導熱層及電鍍導熱層熱傳導配合。
10.根據權利要求9所述的高導熱性電路板，其特徵在於絕緣基材層上表面設有焊 盤，該焊盤為金屬導電層及其表面的電鍍導電層經蝕刻而形成，位於金屬導熱柱上方。
全文摘要
本發明涉及電鍍法製作高導熱性電路板的方法及高導熱性電路板，用於解決電路板上發熱元件的散熱問題。本發明通過綜合考慮高導熱性電路板的實現工序，總體安排，將導熱柱的裝配工序集成到線路板本身的製作工序中，主要在於在形成形成電氣連接線路之前，將導熱柱裝配在電路板內預定位置，之後再電鍍導電層，進而蝕刻出電氣線路，避免了電路板成型後再次加工散熱機構，設置的金屬導熱層可以進一步將導熱柱上的熱量散去，散熱效果更好，且操作簡便，結構簡單，成本低。
文檔編號H05K3/00GK101841974SQ20101017742
公開日2010年9月22日 申請日期2010年5月12日 優先權日2010年5月12日
發明者孫百榮 申請人:珠海市榮盈電子科技有限公司