CN102056418A - 带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法，该方法在传统的印刷电路板制备方法的基础上，增加了将柱状的具有高热导率的绝缘微散热器嵌设入印刷电路板中，并在该一个或多个绝缘为散热器的一底面设置发热元件的步骤。本发明将具有高热导率的绝缘微散热器与传统刚性印刷电路板相结合，使刚性印刷电路板兼具了绝缘微散热器的高热导率、传热稳定以及传统的印刷电路板的走线灵活、电气连接可靠等两方面的优点，可将发光二极管等发热元件在工作时散发的热量及时有效地传导至印刷电路板外，是发热元件及其阵列理想的载板；制备方法简便易行，实用性强。

Description

带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法
技术领域
本发明涉及印刷电路板技术领域，尤其是一种将绝缘微散热器与传统印刷电路板相结合的新型的印刷电路板的制备方法。
背景技术
印刷电路板（Printed Circuit Board, PCB）是电子工业的重要部件之一。PCB能为电子元件提供固定、装配的机械支撑，可实现电子元件之间的电气连接。另外，PCB上都印有元件的编号和一些图形，这为元件插装、检查、维修提供了方便。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通讯电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子元件，为了它们之间的电气互连，都要使用印刷电路板。
传统的印刷电路板采用孔金属化的结构，层与层之间的绝缘材料为FR4材料，其热导率为0.4W/mk,传热能力较低；近年来发展的金属基电路板，层与层之间绝缘材料的热导率为1.3-2.2W/mk，传热能力仍然有限。对于设置有大量集成电路的印刷电路板，尤其是设置有大功率发光二极管（LED）的印刷电路板，由于集成电路或发光二极管阵列稳定运行时，发热量大，结工作温度低（约60摄氏度），要求该印刷电路板的热导率达到数十或数百W/mk，显然，这远远超出了现有技术的绝缘材料的热导率。
发明内容
针对以上现有的印刷电路板的不足，本发明的目的是提供一种带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法。
本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：一种带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法，该方法包括以下步骤：
    步骤A210：提供上下表面均覆有铜箔的高导热电气绝缘基板，并按照预定尺寸将其切割成一个或多个上下底面均覆有铜箔的柱状绝缘微散热器；
步骤A220：提供N(N﹥1)层双面或单面敷铜的敷铜板及（N-1）层半固化片，按照预定尺寸切割成印刷电路板的工作拼板，采用传统印刷电路板图形转移的方法在敷铜板的对应敷铜表面制作印刷电路板的内层线路；
步骤A230：在敷铜板和半固化片的相应位置，按照步骤A210所得绝缘微散热器的尺寸，采用钻、铣或冲等方式，制作出绝缘微散热器的安装孔，安装孔的形状和尺寸与绝缘微散热器一一对应；
步骤A240：采用传统多层印刷电路板叠层的方法将敷铜板及半固化片相间叠层，使二敷铜板分别位于顶层和底层，将绝缘微散热器放入对应的安装孔中；
步骤A250：将叠层好的敷铜板及半固化片，按传统多层印刷电路板压合的方法进行压合；
步骤A260：按照传统的印刷电路板制备方法对压合好的层压板进行钻孔、孔金属化制作、外层线路制作、阻焊制作、表面处理制作、外形制作以及将发热器件安装于绝缘微散热器的一底面上，带有绝缘微散热器的印刷电路板制作完成。
作为本发明优选的技术方案，在步骤A220及步骤A260中，印刷电路板内层线路和外层线路制备过程中，绝缘微散热器的设置发热器件的底面与印刷电路板对应的内层线路和/或外层线路电气连通；绝缘微散热器的另一底面即未安装发热器件的底面与所有的外层线路和内层线路绝缘。
作为本发明优选的技术方案，步骤A240中，将位于底层和顶层的单面敷铜的敷铜板以敷铜面向外的方向设置。
作为本发明优选的技术方案，所述发热器件为发光二极管或发光二极管芯片。
作为本发明优选的技术方案，步骤A210中，可将电气绝缘基板切割成椭圆柱形、立方体形、或上下底面均为菱形、三角形、梯形的柱状的绝缘微散热器。
作为本发明优选的技术方案，所述绝缘微散热器为氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、碳化硅、金刚石等高导热率的电气绝缘材料制成。
相对于现有技术，本发明将具有高热导率的绝缘微散热器与传统刚性印刷电路板相结合，使刚性印刷电路板兼具了绝缘微散热器的高热导率、传热稳定以及传统的印刷电路板的走线灵活、电气连接可靠等两方面的优点，可将发光二极管等发热元件在工作时散发的热量及时有效地传导至印刷电路板外，是发热元件及其阵列理想的载板；制备方法简便易行，实用性强。
附图说明
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明带有绝缘微散热器的印刷电路板的剖面示意图。
图2为图1所示的带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法的流程图。
具体实施方式
图1为本发明较佳实施方式的剖面示意图。
如图1所示，该印刷电路板为一刚性印刷电路板，其包括依次交叉叠压的三层敷铜板110和二层固化片120，其中，印刷电路板的顶层板及底层板均为敷铜板110，每一层敷铜板110的上下表面均设有铜层线路130。该印刷电路板还包括二圆柱形的绝缘微散热器150，其分别嵌设于二贯穿印刷电路板的圆柱形通孔内，该绝缘微散热器150的高度与印刷电路板的厚度相同，其上下底面151均覆有铜层，在其上底面151分别设有一发光二极管芯片160，该发光二极管芯片160与印刷电路板的内层电路电气连接（图中未示出），绝缘微散热器150的另一底面151与印刷电路板的其他电路绝缘。
所述绝缘微散热器150为氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、碳化硅、金刚石等高导热率的电气绝缘材料制成，该绝缘微散热器150的两底面之间的热导率可达到20-1000W/mk。
该印刷电路板应用过程中，发光二极管芯片160工作，发光二极管发光体发光散发热量，热量通过绝缘微散热器150传导至绝缘微散热器150的另一底面151，再经该底面151的铜层将热量传导至印刷电路板外。
如图2所示，其为图1所示带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法的流程图，该方法包括以下步骤：
    步骤A210：提供一上下表面均覆有铜箔的高导热电气绝缘基板，并按照预定尺寸将其切割成两个上下底面151覆有铜箔的圆柱形绝缘微散热器150；
步骤A220：提供三层上下表面均敷铜的敷铜板110及二半固化片，按照预定尺寸切割成印刷电路板的工作拼板，采用传统印刷电路板图形转移的方法在敷铜板110的对应敷铜表面制作印刷电路板的内层线路；
步骤A230：在敷铜板110和半固化片的相应位置，按照步骤A210所得绝缘微散热器的尺寸，采用钻、铣或冲等方式，制作出绝缘微散热器150的安装孔，安装孔的形状和尺寸与绝缘微散热器150一一对应； 
步骤A240：采用传统多层印刷电路板叠层的方法将敷铜板110及半固化片相间叠层，使二敷铜板110分别位于顶层和底层，同时，将绝缘微散热器150放入对应的安装孔中；
步骤A250：将叠层好的敷铜板110及半固化片，按传统多层印刷电路板压合的方法进行压合，压合后，半固化片成为固化片120；
步骤A260：按照传统的印刷电路板制备方法对压合好的层压板进行钻孔、孔金属化制作、外层线路制作、阻焊制作、表面处理制作、外形制作以及将发光二极管芯片160安装于绝缘微散热器150的一底面151上，带有绝缘微散热器150的印刷电路板制作完成。
需要注意的是，在印刷电路板内层线路和外层线路制备过程中，需保证绝缘微散热器150的设置发光二极管芯片160的底面151与印刷电路板对应的内层线路电气连通；绝缘微散热器150的另一底面151即未安装发光二极管芯片160的底面151与所有的外层线路和内层线路绝缘。
本发明的带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法不仅限于上述较佳实施方式，凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被本发明权利要求书的范围所覆盖。例如：
步骤A260中，绝缘微散热器150的上底面151可设置一发光二极管元件或非发光二极管芯片的集成电路芯片等发热器件；
步骤A220中，可提供N(N﹥1)层敷铜板及（N-1）层半固化片以制成2N层印刷电路板；
步骤A220中，所提供的敷铜板可为双面敷铜板，也可为单面敷铜板；如为单面敷铜板，在敷铜板和半固化片叠压时，需将位于顶层和底层的敷铜板以其敷铜面向外的方向放置。
步骤A210中，可将电气绝缘基板切割成椭圆柱形、立方体形、或上下底面均为菱形、三角形、梯形的柱状的绝缘微散热器，所切割的绝缘微散热器由实际电路需要决定，可为一个或多个。
本发明发热元件与印刷电路板的内层和/或外层线路电气连接。

Claims (6)

1.一种带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法，其特征是：该方法包括以下步骤：
    步骤A210：提供上下表面均覆有铜箔的高导热电气绝缘基板，并按照预定尺寸将其切割成一个或多个上下底面均覆有铜箔的柱状绝缘微散热器；
步骤A220：提供N(N﹥1)层双面或单面敷铜的敷铜板及（N-1）层半固化片，按照预定尺寸切割成印刷电路板的工作拼板，采用传统印刷电路板图形转移的方法在敷铜板的对应敷铜表面制作印刷电路板的内层线路；
步骤A230：在敷铜板和半固化片的相应位置，按照步骤A210所得绝缘微散热器的尺寸，采用钻、铣或冲等方式，制作出绝缘微散热器的安装孔，安装孔的形状和尺寸与绝缘微散热器一一对应；
步骤A240：采用传统多层印刷电路板叠层的方法将敷铜板及半固化片相间叠层，使二敷铜板分别位于顶层和底层，将绝缘微散热器放入对应的安装孔中；
步骤A250：将叠层好的敷铜板及半固化片，按传统多层印刷电路板压合的方法进行压合；
步骤A260：按照传统的印刷电路板制备方法对压合好的层压板进行钻孔、孔金属化制作、外层线路制作、阻焊制作、表面处理制作、外形制作以及将发热器件安装于绝缘微散热器的一底面上，带有绝缘微散热器的印刷电路板制作完成。
2.根据权利要求1所述的带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法，其特征是：步骤A210中，将高导热电气绝缘基板切割成椭圆柱形、立方体形或上下底面均为菱形、三角形、梯形的柱状的绝缘微散热器。
3.根据权利要求1所述的带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法，其特征是：步骤A210中，所述高导热电气绝缘基板为氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、碳化硅、金刚石等电气绝缘材料制成。
4.根据权利要求1所述的带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法，其特征是：在步骤A220及步骤A260中，印刷电路板的内层线路和外层线路制备过程中，绝缘微散热器的设置发热器件的底面与印刷电路板对应的内层线路和/或外层线路电气连通；绝缘微散热器的另一底面即未安装发热器件的底面与所有的外层线路和内层线路绝缘。
5.根据权利要求1所述的带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法，其特征是：步骤A240中，将位于底层和顶层的单面敷铜的敷铜板以敷铜面向外的方向设置。
6.根据权利要求1所述的带有绝缘微散热器的印刷电路板的制备方法，其特征是：所述发热器件为发光二极管或发光二极管芯片。
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