CN101841973B - 基于金属基制作高导热性电路板的方法及电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于金属基制作高导热性电路板的方法及高导热性电路板，用于解决电路板上发热元件的散热问题。本发明提供的制作高导热性电路板的方法，通过总体安排，在金属基上预先提供导热金属柱，然后再加入绝缘层及导电层，之后蚀刻形成电气线路，避免电路板成型后再次加工散热机构，金属基本身可以快速地将导热柱上的热量散去，散热效果更好，且操作简便，结构简单，成本低。
Description
【技术领域】
本发明涉及电学领域的印刷电路板及其制造方法。
【背景技术】
功率器件在工作过程中发热明显，如果不能及时散热，可能损毁功率器件，甚至导致整个电子产品工作异常。以LED发光产品为例，其通常是将大量LED集中地排列在电路板上，当LED长时间工作时，热量的积蓄就会导致LED的寿命缩短，使得产品特性不稳定。
中国200810241905.2号发明专利申请公开了一种在线路板装配热沉的方法及该方法制作的散热线路基板。其装配热沉的方法包括以下步骤：在线路板上制作至少一个通孔；制作与通孔间隙配合的热沉；把热沉置入线路板的通孔内；以及利用模具对热沉施压，直至热沉受挤压变形而固定在线路板上。其提供的散热线路基板包括线路板、通孔及热沉，热沉装配于通孔内。
然而，上述专利技术仅针对已完成电气线路后的线路板上的热沉安装，其缺陷在于：首先，安装热沉的工序是在线路板完成后的独立工序，增加了工作量；其次，通过模具挤压热沉时，可能会损毁线路板上的电气线路。可以说，上述专利技术较适合个别功率器件的安装，不适合高密度、阵列分布的大量功率器件的安装。此外，上述专利技术中热沉的热量没有进一步的传导，散热效果有限。
随着半导体产业的进一步发展及电子产品的高度集成化发展，电路板上发热元件的散热解决方案还有待进一步提升。
【发明内容】
本发明的目的是，简化高导热性电路板的制作方法并得到相应的高导热性电路板。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种基于金属基制作高导热性电路板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(一)提供金属基材；
(二)在金属基材的上表面加工形成金属导热柱；
(三)或者a：在金属基材的上表面避开金属导热柱贴上绝缘层，并覆盖金属层，进行热压；
或者b：在金属基材的上表面避开金属导热柱贴上绝缘层进行热压，再电镀上表面；
或者c：在金属基材的上表面避开金属导热柱贴上绝缘层进行热压，然后在上表面油印导电物质；
(四)蚀刻上表面多余导电材料，同时形成电气线路及若干焊盘；所述焊盘位于金属导热柱上方。
一种高导热性电路板，其特征在于：包括金属基材、绝缘层及电气线路层，所述金属基材上表面蚀刻形成有金属导热柱，绝缘层避开金属导热柱贴在金属基材的上表面，电气线路层位于绝缘层和金属导热柱上方；还包括焊盘，该焊盘为贴设的金属层、电镀导电层或油印导电层经蚀刻后形成，位于金属导热柱上方。
所述电路层为贴设的金属层、电镀导电层或油印导电层经蚀刻后形成。
本发明提供的制作高导热性电路板的方法，通过总体安排，在金属基上预先提供导热金属柱，然后再加入绝缘层及导电层，之后蚀刻形成电气线路，避免电路板成型后再次加工散热机构，金属基本身可以快速地将导热柱上的热量散去，散热效果更好，且操作简便，结构简单，成本低。
【附图说明】
图1A-图1E是本发明制作高导热性电路板的实施例一。
【具体实施方式】
实施例一
请参见图1A-图1E，本实施例提供的基于金属基制作高导热性电路板的方法包括如下步骤：
(1)提供金属基材1(有一定厚度)；(2)在金属基材1的上表面蚀刻(可以是其他方法加工)形成金属导热柱11；(3)在金属基材1的上表面避开金属导热柱11贴上绝缘层2，并覆盖金属层3，然后进行热压；(4)蚀刻金属基1上表面多余导电材料，形成电气连接线路和若干焊盘32(图1D中仅示出焊盘)；本实施例提供的方法还可以进一步包括步骤(5)：对电气连接线路和若干焊盘进行选镀，镀金、镀银、喷锡或其它可焊性金属5，以形成良好的整体金属同质接触；以及，步骤(6)：线路板正面丝印字符或标记。
值得注意的是，所述电气连接线路用于电性连接发热器件，同时也会起到一定的机械支撑作用；所述焊盘32用于机械连接发热器件，并用于间接热传导，所以蚀刻时，焊盘32不是必要预留的，可以只蚀刻形成电气连接线路，而使得发热器件直接设置在金属导热柱上方，形成热传导连接。当然同时蚀刻形成电气连接线路和焊盘是最佳方案。
实施例1制作的高导热性电路板如图1E所示，其包括金属基材1、绝缘层2及电气线路层，所述金属基材1上表面蚀刻形成有金属导热柱11，绝缘层2避开金属导热柱11贴在金属基材1的上表面，电气线路层为贴设的金属层、电镀导电层或油印导电层经蚀刻后形成，位于绝缘层2和金属导热柱11上方。
实施例二
实施例二与实施例一的不同之处在于：在金属基材的上表面避开金属导热柱贴上绝缘层后即进行热压，不覆盖金属层，而是电镀其上表面，之后再对电镀层进行蚀刻。
实施例二制作的高导热性电路板与实施例一具有类似的结构，此处不再赘述。
实施例三
实施例三与实施例二的不同之处在于：用在其上表面油印导电物质的方式替代电镀方式；油印的导电物质可以是银油、铜油或碳油。
以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，可以理解的是，除LED外，其他发热元件同样存在散热问题需要解决，例如大功率晶体管、晶闸管、双向晶闸管、GTO、MOSFET、IGBT等。而且，本实施例中所提到的金属较佳为铜，当然，也可以是其他金属材料。
Claims (5)
1.一种基于金属基制作高导热性电路板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(一)提供金属基材；
(二)在金属基材的上表面加工形成金属导热柱；
(三)或者a：在金属基材的上表面避开金属导热柱贴上绝缘层，并覆盖金属层，进行热压；
或者b：在金属基材的上表面避开金属导热柱贴上绝缘层进行热压，再电镀上表面；
或者c：在金属基材的上表面避开金属导热柱贴上绝缘层进行热压，然后在上表面油印导电物质；
(四)蚀刻上表面多余导电材料，同时形成电气线路及若干焊盘；所述焊盘位于金属导热柱上方。
2.根据权利要求1所述的基于金属基制作高导热性电路板的方法，其特征在于：所述油印的导电物质为银油、铜油或碳油。
3.根据权利要求1所述的基于金属基制作高导热性电路板的方法，其特征在于：进一步包括步骤(五)：对电气连接线路和若干焊盘进行选镀，镀金、镀银、喷锡或其它可焊性金属。
4.一种高导热性电路板，其特征在于：包括金属基材、绝缘层及电气线路层，所述金属基材上表面蚀刻形成有金属导热柱，绝缘层避开金属导热柱贴在金属基材的上表面，电气线路层位于绝缘层和金属导热柱上方；还包括焊盘，该焊盘为贴设的金属层、电镀导电层或油印导电层经蚀刻后形成，位于金属导热柱上方。
5.根据权利要求4所述的高导热性电路板，其特征在于：所述电气线路层为贴设的金属层、电镀导电层或油印导电层经蚀刻后形成。
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