一种PCB的制造方法及PCB与流程

文档编号:14477850
研发日期:2018/5/19

本发明涉及电路板生产技术领域,尤其涉及一种PCB的制造方法及PCB。



背景技术:

由于电子科技的快速发展,PCB正向着小型化、多功能、高集成度和大功率的方向不断改进,因此对PCB散热性能的要求也越来越高,当前主流的PCB散热技术主要有金属基板(铝基板、铜基板)技术、陶瓷基板技术和埋铜块技术等,这种散热技术是利用铜、铝等金属和陶瓷等非金属的高导热性能,把PCB表面高功率器件工作时产生的热量及时散发出去,从而降低电器和设备温度,提高各个高功率元件的使用寿命和整个电器的工作性能与可靠性。

但上述PCB的散热技术存在的问题是,在制作PCB时,需要在整张PCB上设置金属散热装置,由于金属使用量大而导致的PCB整体重量大,同时也增大了制作工艺和流程复杂程度,对于轻量化的电子产品,采用这种散热技术的PCB的推广使用便受到了一定的限制。因此有必要开发一种新型的散热技术和结构,一方面节省导热材料用量减轻重量,一方面还能减少工艺流程、节省制作成本。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种PCB的制造方法及PCB,提高了功率器件的散热效率,提高了散热基板表面的功率器件的设置密度,节省了PCB的安装空间。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种PCB的制造方法,包括如下步骤:

S1、提供散热基板和开有通槽的基板,在所述散热基板的上表面和侧壁分别敷设铜层,在所述散热基板的上表面的铜层上制作散热基板线路图形;

S2、将所述散热基板嵌入所述基板的通槽内,使所述散热基板的上表面置于所述通槽内,所述散热基板的下表面与所述基板的下表面平齐。

优选地,所述基板内嵌入的散热基板的数量和位置,根据预设的待贴装元器件的数量而定。

具体地,所述基板上的通槽内嵌入散热基板后,散热基板的厚度小于基板的厚度,散热基板的上表面置于通槽内,因此散热基板上表面的上方形成藏件槽,在PCB应用过程中,元器件安装在藏件槽内并与散热基板线路图形电气连接。首先,通过将元器件安装在藏件槽内能够有效减小PCB应用时的厚度,节省PCB的装配空间,有利于PCB在更加紧凑的空间或结构中使用;其次,通过设置所述散热基板线路图形,能够提高线路图形的设计密度,从而有利于PCB的进一步微型化;再次,通过内嵌所述散热基板,既能减小PCB的厚度,还能有效的提高局部位置高功率元器件的散热效率,使元器件处于相对较低的工作温度,从而延长元器件和PCB整体的使用寿命;最后,散热基板的侧壁金属化与散热基板表面线路图形结合,提高了散热基板表面的功率器件的设置密度。

作为优选技术方案,在步骤S1中,在对所述基板开槽前,对所述基板进行钻孔、沉铜和电镀。

具体地,采用机械钻孔的方式在基板上钻过孔或机械盲孔,采用激光钻孔的方式在基板上钻盲孔,对基板进行沉铜和电镀,使过孔或盲孔的孔壁形成孔壁铜,所述孔壁铜能实现基板上各层线路图形电气连通,在对基板沉铜、电镀完后,采用铣机加工所述通槽,所述通槽的侧壁非金属化。

作为优选技术方案,在步骤S1中,所述基板是由多张芯板压合而成,在相邻的两张芯板之间叠合半固化片,压合制成所述基板。

作为优选技术方案,在步骤S1中,在所述散热基板的下表面敷设铜层,在所述铜层上制作散热基板线路图形。

具体地,在散热基板的下表面敷设铜层且与基板的下表面平齐,进一步有效地降低了PCB的高度,散热基板下表面的铜层与散热基板侧壁的铜层连通,进而与基板下表面的表面铜层连通,便于在基板的下表面制作完整的板面线路图形。

作为优选技术方案,所述散热基板线路图形包括至少一个焊盘。

作为优选技术方案,步骤S2之后还包括:步骤S3、对所述基板进行图形转移、阻焊和表面处理。

具体地,对嵌有散热基板的基板通过热风整平、有机涂覆、化学镀镍/浸金、浸银、浸锡等工艺进行表面处理,最终得到高导热的PCB。

作为优选技术方案,所述散热基板为陶瓷基板。

具体地,所述散热基板还可以是铁、铝、铜等金属基板或是其它任意能够使得高功率元器件的热量高效散发的基板。

作为优选技术方案,所述陶瓷基板上设有至少一组相对的尖角,所述尖角均过盈的卡入所述通槽的侧壁中。

具体地,为了实现陶瓷基板嵌入基板中,在陶瓷基板上设有至少一组相对的尖角。通过对陶瓷基板施加压力,可以将陶瓷基板上的尖角缓慢的压进通槽中,由于陶瓷基板的硬度大于PCB基板的硬度,陶瓷基板的尖角会将通槽侧壁的对应位置挤压变形,变形后的PCB基板将陶瓷基板牢牢的卡住,从而陶瓷基板不会从PCB基板上脱落,这种连接方式结构简单,易于实施,可有效的降低PCB的制作成本。

一种PCB,根据上述的PCB的制造方法制成。

本发明的有益效果:首先,通过将元器件安装在藏件槽内能够有效减小PCB应用时的厚度,节省PCB的装配空间,有利于PCB在更加紧凑的空间或结构中使用;其次,通过设置所述散热基板线路图形,能够提高线路图形的设计密度,从而有利于PCB的进一步微型化;再次,通过内嵌所述散热基板,既能减小PCB的厚度,还能有效的提高局部位置高功率元器件的散热效率,使元器件处于相对较低的工作温度,从而延长元器件和PCB整体的使用寿命;最后,散热基板的侧壁金属化与散热基板表面线路图形结合,提高了散热基板表面的功率器件的设置密度。

附图说明

图1是本发明实施例所述的PCB的制造方法流程图;

图2是本发明实施例所述的PCB的结构示意图。

图中:

1、基板;101、通槽;2、散热基板;201、铜层;3、藏件槽。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

如图1所示,本实施例提供了一种PCB的制造方法,包括如下步骤:

步骤一、提供基板1,在所述基板1上依次进行钻孔、沉铜、电镀和开通槽101。

具体地,所述基板1可以是单张芯板,或者是由多张芯板压合而成的多层板。当基板1是由多张芯板压合而成的多层板时,通过提供多张芯板和半固化片,在相邻的两张芯板之间叠合半固化片,压合制成基板1。在本实施例中,基板1由两张芯板压合而成。

通过机械钻孔的方式在基板1上加工过孔或机械盲孔,通过激光钻孔的方式在基板1上加工盲孔,对基板1进行沉铜、电镀加工,使过孔和盲孔的孔壁形成孔壁铜,然后通过铣床加工的方式在基板1上开通槽101,具体地,所述通槽的水平截面可以为正方形,所述通槽101的四个角均为圆角,且所述通槽101的槽壁非金属化。

此外,在基板1上开设通槽101的数量和位置,根据预设的待贴装的元器件的数量而定。

步骤二、提供散热基板2,在所述散热基板2的上表面、下表面和侧壁分别敷设铜层201,在所述散热基板2的上表面和下表面的铜层201上分别制作散热基板线路图形。

此外,也可以只在散热基板2的上表面敷设铜层201并且制作散热基板线路图形,所述散热基板线路图形包括至少一个焊盘。

在本实施例中,所述散热基板2为陶瓷基板,在将陶瓷基板嵌入基板的通槽101内之前,在陶瓷基板的上表面、下表面和侧壁分别敷设铜层201。在本实施例中,陶瓷基板表面的铜层201可以保证功率元件与陶瓷基板很好的贴合,提高散热效果。此外,在陶瓷基板上敷设铜层201还具备以下优势:①陶瓷基板的表面容易被污染和腐蚀,影响结合力,而铜的化学性质比较温和,不易被污染和腐蚀;敷设铜层201可以抗污染和抗腐蚀;②铜层201的导热效果比陶瓷基板好,敷设铜层201后可以提高导热效果;③陶瓷基板表面的铜层201还可以对设置在陶瓷基板表面的功率元件起信号屏蔽作用;④陶瓷基板的侧壁敷设铜层201,并与陶瓷基板表面的铜层201连通,可提高陶瓷基板表面的功率器件的设置密度。

此外,散热基板2还可以是铁基板、铝基板、铜基板等金属基板或是其它任意能够使得热量高效散发的基板,在此不再一一赘述。

步骤三、将所述散热基板2嵌入所述基板1的通槽101内,使所述散热基板2的上表面置于所述通槽101内,所述散热基板2的下表面与基板1的下表面平齐。

具体地,所述散热基板2的厚度小于基板1的厚度,将散热基板2嵌入基板1的通槽101内,使所述散热基板2的上表面置于通槽101内,散热基板2的下表面与基板1的下表面平齐,散热基板2的上表面与散热基板2上方的通槽101形成用于放置功率元器件的藏件槽3,且所述散热基板2侧壁的铜层将散热基板线路图形与基板1的内层线路图形连通。此外,所述散热基板2上表面的铜层201和下表面的铜层201通过散热基板2侧壁的铜层201分别与基板1下表面的铜层201连通。

功率元器件放置在藏件槽3内且与散热基板2接触,实现了功率元器件的有效散热和在整体上降低了PCB的高度,使PCB进一步微型化,此外,散热基板2内嵌于基板1的通槽101内也降低了PCB的高度。

散热基板2下表面的铜层201通过散热基板2侧壁的铜层201与基板1下表面的表面铜层连通,便于在基板1的下表面制作完整的线路图形。

在本实施例中,首先在散热基板2上制作线路图形,然后将散热基板2嵌入到基板1的通槽101内。此外,也可以先将散热基板2嵌入到基1板的通槽101内,然后再在散热基板2的上表面和下表面的铜层201上制作线路图形。

在本实施例中,所述散热基板2为陶瓷基板,所述陶瓷基板上设有至少一组相对的尖角,所述尖角均过盈的卡入所述通槽101的侧壁中。

所述陶瓷基板的水平截面呈正方形,陶瓷基板上设有至少一组相对的尖角,尖角均过盈的卡入通槽101的侧壁中,优选地,在陶瓷基板的尖角的侧壁镀有铜层201,由于尖角过盈的卡入通槽101的侧壁中,而铜层201设置在尖角的外表面,因此铜层201同样过盈的卡入通槽101的侧壁中,即铜层201可以与基板1紧密贴合,从而陶瓷基板上的线路图形通过铜层201与基板1上的线路图形实现电气导通。相比现有技术,本实施例优化了现有PCB制作加工工艺,并且,优选对边角处进行镀铜,减小了镀铜面积,节省了铜原料,降低了生产成本。此外,也可以对陶瓷基板的四个侧面均镀铜。

在将陶瓷基板嵌入基板1的通槽101内时,通过对陶瓷基板施加压力,将陶瓷基板缓慢的压进通槽101中,按压过程中,由于陶瓷基板以及铜层201的硬度要大于基板1的硬度,陶瓷基板的尖角以及尖角上的铜层201会将通槽101的侧壁的对应位置挤压变形,变形后的基板1将铜层201牢牢的卡住,从而陶瓷基板不会从通槽101中脱落,并且这种连接方式结构简单,易于实施,可有效的降低PCB的制作成本。

可以理解的是,本实施例中陶瓷基板可以根据所需要进行散热的发热元件的具体形状制成合适的形状,此外,尖角可以是锐角,也可以是直角或钝角。

步骤四、对所述基板1进行图形转移、阻焊和表面处理。

在本实施例中,在基板1的表面制作板面线路图形,基板1下表面的板面线路图形通过散热基板2侧壁的铜层201与散热基板线路图形连通。此外,散热基板2侧壁的铜层201还使基板1的内层线路图形相互连通以及与基板1下表面的板面线路图形连通。

在本实施例中,将功率元器件放置到藏件槽3内,功率元器件与散热基板2线路图形连接,散热基板线路图形通过散热基板2侧壁的铜层201与基板1下表面的板面线路图形连通,此外,散热基板2侧壁的铜层201也使基板1的内层线路图形和基板1下表面的板面线路图形相互连通,所述内层线路图形包括信号层和接地层,因此,在功率元器件放置在藏件槽3内且与散热基板线路图形连接时,实现了功率元器件与基板1的信号层或接地层可靠的电气连通。

此外,还对嵌有散热基板2的基板1通过热风整平、有机涂覆、化学镀镍/浸金、浸银、浸锡等工艺进行表面处理,最终得到高导热的PCB。

如图2所示,本实施例还提供了一种PCB,采用上述的PCB的制造方法制造而成。在本实施例中,所述PCB包括基板1,所述基板1上开有通槽101,所述通槽101内嵌有散热基板2,所述散热基板2与通槽101过盈配合,散热基板2的上表面置于通槽101内,且散热基板2的上表面与通槽101的侧壁形成藏件槽3,散热基板2的上表面、下表面及侧壁镀有铜层201,所述散热基板2上表面和下表面的铜层201上分别设有散热基板线路图形,所述基板1的表面设有板面线路图形,所述基板1下表面的板面线路图形通过散热基板2侧壁的铜层201与散热基板线路图形连通。

在PCB应用过程中,元器件安装在所述藏件槽3内并与所述散热基板线路图形电导通。首先,通过将元器件安装在所述藏件槽3内,有效减小PCB应用时的厚度,节省PCB的装配空间,利用PCB在更加紧凑空间或结构中的应用;其次,通过设置所述散热基板线路图形,能够提高线路图形的设计密度,从而有利于PCB的进一步微型化;再次,通过内嵌所述散热基板2,既能减小PCB的厚度,还能有效提高局部位置高功率元器件的散热效率,使元器件处于相对较低的工作温度,从而延长元器件和PCB整体的使用寿命;最后,散热基板2侧壁的铜层201与散热基板2上表面的铜层201连通,提高了散热基板2表面的功率器件的设置密度。

显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

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