一種印製電路板組件及其加工方法
2024-01-20 05:34:15 2
專利名稱：一種印製電路板組件及其加工方法
技術領域：
本發明涉及電路板，尤其涉及一種應用於射頻電路中的具備散熱功能的大功率印製電路板組件及其加工方法。
背景技術：
目前業界在解決電路板散熱問題時往往採用整機強制風冷、大功率器件附加散熱器、電路板安裝在殼體散熱器上，或將這幾種方法組合應用，形成具有散熱功能的電路板組件來實現電路板的有效散熱。
電子產品中經常會使用到提供電源或功率放大功能的印製電路板，該類電路板整板的工作功率一般比較大，可以達到100W以上，或者電路板上的某些元器件功率比較大，達到100W以上。在這樣的工作條件下，首先要為電路板或元器件提供充分的散熱條件，以保證電路板本身、板上其他元器件、以及大功率元器件工作在額定安全工作溫度之下，常用的方法是為這裡這類印製電路連接一個金屬件作為散熱片。由於印製電路的熱量主要來自大功率元件，為滿足大功率元件的散熱，在印製電路板上為大功率元件設置開窗，大功率元件可以透過開窗直接焊接或利用導電導熱膠粘接在散熱片上，更有利於整個電路板的有效散熱。另外，散熱片一般為金屬件，可以形成有效的電連接，因此除了能有效傳導熱量外，還可以為印製電路板提供接地，這一要求在射頻電路應用尤為重要，印製電路板接地通常的做法是將印製電路板的底面局部設計必需的走線，其餘部分做大面積鋪銅設計，通過印製電路板底面銅層與散熱片的連接，提供大功率器件的地迴路。
現有無線基站產品上的射頻放大部分應用的印製電路板組件結構如圖1所述，包括底面覆蓋銅層3的印製電路板1，通過連接層4固定連接印製電路板1的金屬件2，大功率元件5通過印製電路板1上的開窗直接焊接或導電導熱膠粘接在金屬件2上，滿足散熱的需要，大功率元件5的引腳6焊接在印製電路板1上所設置的焊盤上，實現電連接。
該方法的連接層4是焊料，通過焊接滿足所需的導熱、導電和機械固定連接，實現了印製電路板的底面銅層與金屬件之間可靠的電氣導通，焊料通常為電子組裝用的高溫焊料，熔點在210度以上，在完成印製電路板與金屬件之間的焊接之後再進行電路板上器件的組裝焊接。
使用焊料焊接印製電路板和金屬件時，需要進行焊接、清理、檢驗結合率等多個必不可少的步驟，產品工序多、工藝複雜，加工流程長、需要長時間佔用生產線，造成產品成本的升高。一種替代焊接的方法是使用導電膠熱壓粘接，雖然可以節省一定的工藝步驟，但是導電導熱膠的價格比焊料更高，並且粘合工藝要求也很高，產品的成本仍然無法控制。
現有技術中，還有一種印製電路板和金屬件連接方法，就是利用介電、粘接材料在高溫真空環境中將印製電路板壓合到金屬件上，如圖2所示，連接層4為介電、粘接材料形成的板材。該方法加工工藝相對簡單，成本相對較低，尤其與使用導電導熱膠相比，成本下降了很多。但是該方法存在的主要問題在於銅層與金屬件之間沒有電氣導通，無法滿足電路設計要求，尤其是射頻電路的應用需要。
發明內容
本發明提供一種印製電路板組件及其加工方法，以解決現有技術中印製電路板和金屬件粘接時，銅層和金屬件無法電氣連接的問題。
一種印製電路板組件，包括所述組件包括覆蓋有銅層的印製電路板，和與該印製電路板粘接的金屬件，還包括穿過所述銅層和金屬件的導電孔，該導電孔的內壁鍍有金屬膜，使所述銅層和金屬件電氣連接。
所述導電孔為通孔或盲孔。
所述粘接為樹脂粘接。
一種印製電路板組件的加工方法，所述組件包括覆蓋有銅層的印製電路板和金屬件，其特徵在於，所述加工方法包括下列步驟a、利用粘接材料將所述印製電路板和金屬件壓合成所述組件；b、在所述組件中鑽導電孔，並使該導電孔通過所述銅層和金屬件；c、在所述導電孔的內壁上鍍金屬膜，使所述銅層和金屬件電性連接。
所述粘接材料為樹脂。
所述壓合在真空高溫環境中進行。
將所述導電孔鑽為盲孔或通孔；從所述印製電路板側或金屬件側鑽導電孔。
所述的加工方法還包括步驟加工所述印製電路板和所述金屬件。
加工印製電路板時，先取印製電路板基材，然後在該基材上覆蓋銅層和在銅層上進行圖形處理；或者，加工金屬件時先取金屬材料加工成散熱片，然後對該散熱片進行表面處理。
使用本發明技術方案，由於印製電路板和作為散熱器和接地途徑的金屬件之間採用熱壓合工藝實現連接，與焊接工藝相比，取消了印製電路板與金屬基座之間的焊接、檢驗、清晰等工序，極大簡化加工流程，提高了加工效率；與導電膠粘接工藝相比，減少連接材料成本，並且通過導通通孔或盲孔實現印製電路板與金屬基座之間的電氣連接，在較低成本的情況下，滿足了大功率電路板的散熱和電氣連接的要求。
圖1為現有焊接組件的結構示意圖；圖2為本發明所述具有導電孔結構的熱壓合組件的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明所述帶有散熱件的印製電路板組件如圖2所示，包括底面覆蓋的銅層3的印製電路板1，通過連接層4固定連接印製電路板1的金屬件2，該連接層4由介電、粘接材料在高溫真空環境中，將印製電路板壓合到金屬件上形成，大功率元件5通過印製電路板1上的開窗直接焊接或用導電導熱膠粘接在金屬件2上，以滿足散熱的需要，大功率元件5的引腳6焊接在印製電路板1上所設置的焊盤上，實現電連接。為達到金屬件2和銅層3直接電電氣導通的需要，本印製電路板組件還包括導電孔7，該導電孔7同時穿過銅層2和金屬件3，內壁上鍍有金屬膜9，利用金屬膜9的導電特性，使金屬件2和銅層3實現可靠的電連接。
導電孔的結構可以是通孔7，也可以選擇盲孔8，相比加工通孔，加工盲孔時對鑽頭的損耗小，可以優先採用。
導電孔的數量和位置根據需要設定，打孔的方向不限，但是選擇盲孔結構時，由於金屬件2的厚度和強度比印製電路板1都高，因此從印製電路板1側操作較為方便。
本實施方案在印製電路板和金屬件熱壓合形成的組件上增加了導電孔結構，該導電孔連通銅層和金屬件，內壁進行電鍍處理，使導電孔的內壁形成一層金屬膜，金屬膜為銅層和金屬件提供電氣通路，這樣，既保證了印製電路板與金屬基座之間電、熱、機械連接，又解決了現有方案加工流程複雜，成本高的問題。
本發明所述印製電路板組件的加工方法包括下列步驟S1、製作印製電路板；取印製電路板的基材，在基材上覆蓋銅層，在銅層上進行表面圖形處理形成完整的走線。
S2、加工金屬件；取金屬材料利用衝壓等手段加工成尺寸匹配的散熱片，對散熱片進行表面處理以達到要求的光潔度。
S3、利用樹脂等材料在真空高溫環境中將印製電路板和金屬件熱壓合在一起；組件壓合後形成連接層。
S4、鑽導電孔；導電孔的數量根據需要確定，鑽孔的方向可以從印製電路板側或金屬件側進行，導電孔為通孔或盲孔，加工盲孔比加工通孔節省鑽頭。
S5、對導電孔的內壁進行清理後再進行電鍍處理；電鍍處理後的導電孔內壁形成一層金屬膜，電性接通了銅層和金屬件。
使用本發明技術方案，由於印製電路板和作為散熱器和接地途徑的金屬件之間採用熱壓合工藝實現連接，與焊接工藝相比，取消了印製電路板與金屬基座之間的焊接、檢驗、清晰等工序，極大簡化加工流程，提高了加工效率；與導電膠粘接工藝相比，減少連接材料成本，並且通過導通通孔或盲孔實現印製電路板與金屬基座之間的電氣連接，在較低成本的情況下，滿足了大功率電路板的散熱和電氣連接的要求。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種印製電路板組件，包括覆蓋有銅層的印製電路板，粘接該印製電路板的金屬件，其特徵在於，還包括穿過所述銅層和金屬件的導電孔，該導電孔的內壁鍍有金屬膜，使所述銅層和金屬件電氣連接。
2.如權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述導電孔為通孔或盲孔。
3.如權利要求1或2所述的組件，其特徵在於，所述粘接為樹脂粘接。
4.一種印製電路板組件的加工方法，所述組件包括覆蓋有銅層的印製電路板和金屬件，其特徵在於，所述加工方法包括下列步驟a、利用粘接材料將所述印製電路板和金屬件壓合成所述組件；b、在所述組件中鑽導電孔，並使該導電孔通過所述銅層和金屬件；c、在所述導電孔的內壁上鍍金屬膜，使所述銅層和金屬件電性連接。
5.如權利要求4所述的加工方法，其特徵在於，所述粘接材料為樹脂。
6.如權利要求5所述的加工方法，其特徵在於，所述壓合在真空高溫環境中進行。
7.如權利要求4所述的加工方法，其特徵在於，所述步驟b將所述導電孔鑽為盲孔或通孔。
8.如權利要求4、5、6或7所述的加工方法，其特徵在於，所述步驟b從所述印製電路板側或金屬件側鑽導電孔。
9.如權利要求5所述的加工方法，其特徵在於，步驟a之前還包括步驟加工所述印製電路板和所述金屬件。
10.如權利要求9所述的加工方法，其特徵在於，加工印製電路板時，先取印製電路板基材，然後在該基材上覆蓋銅層和在銅層上進行圖形處理；或者，加工金屬件時先取金屬材料加工成散熱片，然後對該散熱片進行表面處理。
全文摘要
本發明涉及電路板，尤其涉及一種應用於射頻電路中的具備散熱功能的大功率印製電路板組件及其加工方法，以解決印製電路板和金屬件粘接時，銅層和金屬件無法電氣連接的問題。一種印製電路板組件，包括所述組件包括覆蓋有銅層的印製電路板，和與該印製電路板粘接的金屬件，還包括穿過所述銅層和金屬件的導電孔，該導電孔的內壁表面鍍有金屬膜，使所述銅層和金屬件電氣連接。所述加工方法包括下列步驟a.利用粘接材料將所述印製電路板和金屬件壓合成所述組件；b.在所述組件中鑽導電孔，並使該導電孔通過所述銅層和金屬件；c.在所述導電孔的內壁上鍍金屬膜，使所述銅層和金屬件電性連接。
文檔編號H05K3/40GK1838868SQ20051005686
公開日2006年9月27日 申請日期2005年3月25日 優先權日2005年3月25日
發明者金俊文, 王界平, 李松林, 習炳濤 申請人:華為技術有限公司