CN101035407A - 具有金属芯的印刷电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有金属芯的印刷电路板。印刷电路板包括金属芯和叠置在金属芯的至少一个表面上的绝缘层，其中，绝缘层的一部分被去除，以便将金属芯的边缘表面暴露于外部，从而形成暴露表面，使得能够通过暴露表面实现极好的散热。

Description

具有金属芯的印刷电路板
相关申请交叉参考
本发明要求于2006年3月10日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2006-0022564的权益，其公开内容整体结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种具有金属芯的印刷电路板。
背景技术
随着以更小、更薄、更高密度、封装型及便携式的产品趋势为代表的电子产品被制造得更小和更轻，多层印刷电路板也同样经历着朝向更精细图案以及更小的封装产品的方向发展的趋势。因此，随着用于在多层印刷电路板上形成精细图案以及用于提高可靠性和设计密度的原材料方面的改变，存在着朝向集成电路层结构(layer composition)的方向的改变。元件也同样经历着从DIP(双列直插式封装技术)类型到SMT(表面贴装技术)类型的改变，从而使得安装密度也增加了。而且，便携式电子设备的发展以及对于更多功能、网络应用、视频剪辑、和高容量数据传输等、的需求，形成了对用于印刷电路板的更复杂设计以及更高技术水平的要求。
同样，已经构思出了用于在印刷电路板内嵌入金属芯的方法，其中，在这样的印刷电路板中，将绝缘层形成在诸如铝等具有散热效果的金属基板表面上，之后，通过印刷布线工艺形成导电电路图案。接着，将诸如能量元件和控制元件的需要散热的多个电子元件以高密度方式安装在电路图案上。通过基于对流和辐射等或使用散热片等的传热方法，实现了具有以高密度方式安装的电子元件的印刷电路板的散热。
然而，由于对流传热系数和辐射传热系数低，所以依赖于对流或辐射的散热在效率方面很低，而使用散热片或风扇的方法不仅增加了体积，而且还额外地导致了高能耗。
发明内容
本发明一个方面在于提供一种具有金属芯的印刷电路板，其使得能够实现极好的散热。
根据本发明一个方面的印刷电路板包括金属芯和叠置在金属芯的至少一个表面上的绝缘层，其中，该绝缘层的一部分被去除以便将该金属芯的边缘表面暴露于外部，从而形成暴露表面。
根据本发明特定实施例，具有金属芯的印刷电路板可具有一个或多个以下特征。例如，绝缘层可包括叠置在金属芯上表面上的上绝缘层以及叠置在金属芯下表面上的下绝缘层，其中，上绝缘层可具有安装于其上的电子元件，而下绝缘层可被去除一部分以形成暴露表面。金属芯可由铝、铜、和不锈钢、或它们的合金中的任一种制成。金属芯可具有四边形形状，在与金属芯形状相对应的两个平行侧部上去除绝缘层的部分。金属芯可具有四边形形状，在与金属芯形状相对应的四个侧部上去除绝缘层的部分。
绝缘层可包括叠置在金属芯上表面上的上绝缘层以及叠置在金属芯下表面上的下绝缘层，其中，上绝缘层可具有安装于其上的电子元件，而上绝缘层和下绝缘层可被去除一部分，以形成暴露表面。金属芯可由铝制成，在该暴露表面上形成有黑色耐热铝层(blackalumite layer)。
本发明的其它方面和优点将通过以下包括所附的附图及权利要求的描述而变得显而易见且更易于理解，或者可通过实施本发明而获知。
附图说明
图1是根据本发明实施例的具有金属芯的印刷电路板的透视图。
图2是图1的印刷电路板沿线I-I′的横截面图。
图3是示出了固定于盒体的根据本发明实施例的具有金属芯的印刷电路板的示意图。
图4是示出了部分“A”的示意图，其示出了图3所示的根据本发明实施例的具有金属芯的印刷电路板是如何与盒体结合在一起的。
图5是根据本发明另一实施例的具有金属芯的印刷电路板的透视图。
图6是图5的印刷电路板沿线II-II′的横截面图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本发明的实施例，其中，无论图号如何，那些相同或相应的元件使用相同的参考标号来表示，并且省略重复的解释。
参照图1和2，根据本发明实施例的具有金属芯的印刷电路板包括金属芯11以及叠置于金属芯11两侧上的上绝缘层13和下绝缘层15。虽然附图中没有表示出，但是，诸如IC的有源元件以及诸如电容器的无源元件可以安装于上绝缘层13上，同时下绝缘层15的部分可以被去除，从而使得与金属芯11的边缘表面相对应的暴露表面17露出到外部。该暴露表面17被设置成与盒体19直接接触(见图3)且被固定，并且由于其与外部空气直接接触，因此通过暴露表面17实现极好的散热。
金属芯11设置于上绝缘层13与下绝缘层15之间，并且将由安装在上绝缘层13上的电子元件(未示出)所产生的热散发到外部。而且，由于金属芯11具有比由环氧树脂等形成的绝缘层的强度更大的强度，因而它提供了对热变形的更大阻力。金属芯11由铝、铜、不锈钢、或它们的合金制成，这些金属都具有极好的导热特性。虽然金属芯通常可具有四边形形状，但其并不局限于此，金属芯的形状可根据印刷电路板10将结合的盒体的形式而改变。
下绝缘层15形成在金属芯11的下表面上，并且暴露表面17形成于去除了下绝缘层15的部分的边缘表面上。当印刷电路板10随后被固定于盒体等时，暴露表面17露出到外部，以便更容易通过对流和辐射散热。
当金属芯11具有四边形形状时，暴露表面17可形成为使得一对彼此平行的边缘表面被露出。而且，如图1所示，暴露表面17可形成为使得两对分别彼此平行的边缘表面被露出。
当金属芯11由铝制成时，黑色耐热铝层可形成在暴露表面17上。黑色耐热铝层具有ε＝0.8的热辐射系数，对比白色耐热铝的ε＝0.3的热辐射系数来说，这是非常高的。因此，通过在暴露表面17上形成黑色耐热铝，使得通过辐射的散热变得更为容易。黑色耐热铝层可通过诸如丝网印刷(silk printing)或激光标记(lasermarking)等方法形成。
上绝缘层13和下绝缘层15分别叠置于金属芯11的两侧上。上绝缘层13和下绝缘层15可由通常使用的诸如环氧树脂、玻璃环氧树脂、以及包含氧化铝的环氧树脂等的材料制成，但不限于此。很明显，上绝缘层13和下绝缘层15的厚度可根据需要而改变。
无源元件以及有源元件等可安装在上绝缘层13上，其中，这样的电子元件可直接叠置在上绝缘层13的表面上，或者可替换地，可以在叠置上另一绝缘层(未示出)之后再安装。安装在上绝缘层13上的或安装在形成于绝缘层13上的另一绝缘层上的电子元件所产生的大部分热量通过上绝缘层13而传导至金属芯11的底表面。之后，借助于对流或辐射，所传导的热量被释放到外部，并且由于暴露表面17暴露于外部，大部分的热量通过暴露表面17而释放到外部。
如图2所示，下绝缘层15的边缘的部分被去除，从而形成了金属芯11的暴露表面17。形成暴露表面17的方法可包括典型蚀刻工艺等，但不限于此。暴露表面17的宽度a可根据印刷电路板10结合的盒体19(见图3)固定件25的尺寸而改变。
由于暴露表面17暴露于外部，所以可以很容易地将传递到金属芯11的热量释放到外部。如上所述，可在暴露表面17上形成黑色耐热铝，以进一步提高热辐射系数。借助于对流和辐射，或借助于通过与盒体19的固定件25直接或间接接触而进行的热传导，热量可通过暴露表面17释放到外部。
参照图3和4，基于本发明实施例的印刷电路板10固定于盒体19等。盒体19由金属制成，并具有用于固定印刷电路板10的固定件25，其中，四边形印刷电路板10的每个角通过螺钉21等固定至固定件25。印刷电路板10的暴露表面17与固定件25的表面直接或间接接触，从而金属芯11的热量通过固定件25的热传导而释放至盒体19。由于盒体19具有较大的外部面积，所以它能够有效地散热。尤其，当盒体19由金属(例如与金属芯的材料相同的材料，诸如铝等)制成时，整个盒体19可用作散热板，以提供极好的散热。同样，在暴露表面17未与固定件25接触的部分处，热量可通过对流和辐射而释放到外部。
虽然在该实施例中，螺钉21作为用于将印刷电路板结合至固定件25的手段而示出，但是本发明不限于此，并且很显然，可以使用用于均匀接触的其它手段，诸如阻热带。
以下将参照图5和6来描述基于本发明另一实施例的印刷电路板30。
参照图5和6，基于本发明另一实施例的印刷电路板30的组成非常类似于基于上述实施例的印刷电路板10的组成。但是，所存在的不同在于，基于该实施例的印刷电路板30具有也形成在上绝缘层13的侧部上的暴露表面17。在上绝缘层13的侧部上形成暴露表面17的方法与上述的用于在下绝缘层15的侧部上形成暴露表面17的方法相同。暴露表面17的宽度也可在考虑印刷电路板30的尺寸以及所安装的电子元件的类型和热辐射的前提下来进行选择。
借助于对流或辐射，由电子元件产生的热量可通过上绝缘层13的侧部上的暴露表面17而释放到外部。另外，当盒体19的固定件25(见图3或4)同时与印刷电路板30的上、下表面接触时，借助于热传导，热量可通过固定件25而释放至盒体19。
根据上述的本发明的特定方面，可以提供具有金属芯的印刷电路板，其使得能够进行极好的散热。
虽然参照具体实施例已经描述了本发明，但是可以理解，在不背离由所附权利要求及其等同物限定的本发明精神和范围的前提下，本领域技术人员可以进行各种变化和修改。

Claims (12)

1.一种具有金属芯的印刷电路板，所述印刷电路板包括：
金属芯；以及
绝缘层，其叠置在所述金属芯的至少一个表面上，
其中，所述绝缘层的一部分被去除，以便将所述金属芯的边缘表面暴露于外部，从而形成暴露表面。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板，其中，所述金属芯由铝、铜、和不锈钢、或它们的合金中的任一种制成。
3.根据权利要求2所述的印刷电路板，其中，所述金属芯由铝制成，并且所述暴露表面上形成有黑色耐热铝层。
4.根据权利要求1所述的印刷电路板，其中，所述绝缘层包括叠置在所述金属芯的上表面上的上绝缘层以及叠置在所述金属芯的下表面上的下绝缘层，
所述上绝缘层具有安装在其上的电子元件，并且
所述下绝缘层的一部分被去除，以便形成所述暴露表面。
5.根据权利要求4所述的印刷电路板，其中，所述金属芯由铝、铜、和不锈钢、或它们的合金中的任一种制成。
6.根据权利要求5所述的印刷电路板，其中，所述金属芯由铝制成，并且所述暴露表面上形成有黑色耐热铝层。
7.根据权利要求1所述的印刷电路板，其中，所述金属芯具有四边形形状，并且在对应于所述金属芯形状的两个平行侧部上，
所述绝缘层的部分被去除。
8.根据权利要求7所述的印刷电路板，其中，所述金属芯由铝制成，并且所述暴露表面上形成有黑色耐热铝层。
9.根据权利要求1所述的印刷电路板，其中，所述金属芯具有四边形形状，并且在对应于所述金属芯形状的四个侧部上，所述绝缘层的部分被去除。
10.根据权利要求9所述的印刷电路板，其中，所述金属芯由铝制成，并且所述暴露表面上形成有黑色耐热铝层。
11.根据权利要求1所述的印刷电路板，其中，所述绝缘层包括叠置在所述金属芯的上表面上的上绝缘层以及叠置在所述金属芯的下表面上的下绝缘层，
所述上绝缘层具有安装在其上的电子元件，并且
所述上绝缘层和所述下绝缘层的部分被去除，以形成所述暴露表面。
12.根据权利要求11所述的印刷电路板，其中，所述金属芯由铝制成，并且所述暴露表面上形成有黑色耐热铝层。
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