CN102123567A - 一种提高印制板导热性的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子信息行业印制板加工领域，涉及一种提高印制板导热性的加工方法，包括以下步骤：在印制电路板基板上钻出第一批孔后，进行全板金属化，再进行整板电镀，使第一批孔的外表面覆盖金属，之后用银浆对孔进行塞孔，塞孔后按照以下参数进行烘烤：35-45℃下烘烤30-40分钟→70-80℃下烘烤40-60分钟→150-160℃下烘烤60-80分钟，烘烤结束后打磨去板表面上的多余银浆。本发明所设计印制板加工流程区别于传统普通印制板加工流程，设计了一种特殊散热印制板加工流程，提供孔导热性能15倍以上；另外该产品区别于金属基板，保证设计结构较金属基板复杂，但成本上要大大低于金属基板。

Description

一种提高印制板导热性的加工方法

技术领域

本发明属于电子信息行业印制板加工领域，涉及一种提高印制板导热性的加工方法。

背景技术

近年3G网络的建设对3G产业链，如终端设备、系统设备、芯片、软件等带来了强劲的需求。3G网络的建设，特别是大功率器件所涉及的电路互联高散热性需求，对于印制板产品的可靠性提出更高的要求。

现有印制板技术中金属基板通过将热量传导到金属基座上实现散热效果，金属基特种印制板可以实现大功率器件的散热性能，金属基特种印制板包括铜基、铝基、铁基等。金属基覆铜板为在金属基材上涂覆铜层，此类印制板加工过程为在该铜层上制作线路图形，由于金属基板只有两面，因此只能制作最多两层线路图形，此特点限制了金属基板产品的高层数发展。目前此类印制板只能实现单双面图形设计，无法实现多层印制板产品的高散热性能。

发明内容

本发明目的是为了实现高层数印制板高散热性能，通过在金属化孔内填充导热、导电银浆来保证大功率器件工作中产生热量的及时传导，进而降低印制板整体温度，保证印制板可靠性。

一种提高印制板散热性能的方法，包括如下步骤：在印制电路板基板上钻出第一批孔后，进行全板金属化，再进行整板电镀，使第一批孔的外表面覆盖金属，之后用银浆对孔进行塞孔，静止30-60分钟后进行烘烤，按照以下参数进行烘烤：35-45℃下烘烤30-40分钟，再70-80℃下烘烤40-60 分钟，再150-160℃下烘烤60-80 分钟；烘烤结束后打磨去板表面上的多余银浆。打磨掉多余银浆后，还在基板上避开第一批孔处钻出第二批非高导热区域孔，再次进行全板金属化。

基板的厚度为0.2-6.5mm。全板金属化是采用沉铜工艺进行全板铜化。第一批孔的孔径为0.20-1.0mm。第一批孔外表面覆盖金属的厚度为15-20um。第二批孔的孔径为0.2-6.5mm。

具体来说可采用以下操作：

（1）   准备PCB基板：包括双面板基板或压合后的多层板基板，可采用非金属基板；

（2）   钻孔1：在基板上钻孔需要塞银浆的第一批孔径，如图1A；

（3）   沉铜1：按照常规印制板的沉铜工艺进行全板金属化；

（4）   整板电镀1：对沉铜1后的板进行整板电镀，实现塞银浆孔内铜厚满足要求，通常为20um，如图1B；

（5）   塞银浆：使用网板对导电孔进行银浆塞孔，塞孔后进行烘烤，使填充与金属化孔内的银浆充分固化，如图1C；

本专利方法所使用的银浆为混合热固材料的专用塞孔银浆；

烘烤参数为：35-45℃下烘烤30-40分钟，再于70-80℃下烘烤40-60 分钟，再于150-160℃下烘烤60-80 分钟；

（6）   沙袋打磨：使用沙袋打磨机去除残留于板面上的多余银浆，如图1D；

（7）   钻孔2：在板面钻第二批孔，即非塞银浆孔；

（8）   沉铜2：全板沉铜，在保证钻孔2孔径实现金属化同时，同时也实现了塞银浆孔口周围金属化，如图1E；

（9）   后续正常工艺流程：后续采用正常印制板加工工艺实现图形转移等工序，完成后续正常生产，如图1F。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所设计印制板加工流程区别于传统普通印制板加工流程，设计了一种特殊散热印制板加工流程，提供孔导热性15倍以上；另外该产品区别于金属基板，保证设计结构较金属基板复杂，但成本上要大大低于金属基板。

普通印制板金属化孔铜厚平均为25um，且孔中间为塞环氧油墨、塞树脂或不做处理，孔内的材料的导热率为0.4~1.0W/mK，无法保证大功率电路板的散热性能，而本专利通过在孔内填充金属浆混合物，塞孔银浆的导热率可以达到15W/mK，提高了孔的导热性、导电性，提高孔导热性15倍以上，进而改善了印制板的整体可靠性。

附图说明

图1为本发明不同步骤下基板上第一批孔的示意图。

图2为本发明实施例1的照片。

图3为本发明实施例2的照片。

图4为本发明实施例3的照片。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

实施例1

如图A至图F所示，本优选实施加工方法的工艺，包括如下步骤：

（1）准备PCB基板：本试验案例选择层压后厚度为2.4mm的10层印制板，之前工序为正常印制板加工流程。

（2）钻孔1：机械加工需要高导热性能的孔，本案例中加工的最小孔径为0.30mm。

（3）沉铜1：采用印制板常用的化学沉铜工艺加工。

（4）整板电镀1：采用垂直电镀线对沉铜1后的板进行电镀，电镀参数1.5ASD*75分钟，保证需要高导热孔孔内铜厚20um。

（5）塞银浆：使用印制板工艺常用的网板，采用漏印方式对板内孔进行填塞银浆，塞完后保证孔内银浆饱满，静止60分钟后进行烘烤，烘烤参数如下：在40℃下烘烤30分钟，再在75℃下烘烤50 分钟，再在155℃下烘烤80 分钟。烘烤所用设备的实际温度在所设参数的±5℃的范围内波动，即实际可接受的烘烤参数应当分别在35-45℃、70-80℃及150-160℃。

（6）沙袋打磨：为了保证孔内填塞的银浆饱满且无气泡，塞孔工艺时孔口有银浆冒出，为了避免其对后续加工影响，需要使用陶瓷磨板机处理，保证孔口银浆平整。

（7）钻孔2：在板面加工非高导热孔径以及焊接期间孔，孔径范围一般在0.20-6.5mm之间。

（8）沉铜2、全板电镀：即保证了钻孔2加工孔径的孔内覆铜金属化，又保证填塞银浆的钻孔1的孔口覆盖一层铜，保证孔口位置平整，提高了成品焊接过程中塞银浆孔口的可靠性。

按照以上流程加工的印制板塞银浆孔的合格照片效果如图2所示。由图可知在该方法下获得的产品孔内孔口填充饱满。经过热传导率测试试验检测，本实施例制备的印制板导热率为16.5W/mK。

实施例2

如实施例1，但烘烤参数为50℃*30分钟→150℃*80 分钟。

所制备的印制板塞银浆孔的孔内存在空洞，照片如图3所示。由图可知塞银浆孔中内部存在气泡空洞，影响整体散热性能。经过热传导率测试试验检测，本实施例制备的印制板导热率为9.6W/mK。

实施例3

如实施例1，但塞孔过程中未保证孔口填塞饱满。

所制备的印制板塞银浆孔的孔口存在空洞，照片如图4所示。由图可知塞银浆孔的孔口不平整，将导致焊接时出现虚焊等问题，影响焊接可靠性。经过热传导率测试试验检测，本实施例制备的印制板导热率为12.7W/mK。

Claims (8)

1.一种提高印制板导热性的加工方法，其特征在于包括以下步骤：在印制电路板基板上钻出第一批需要高散热孔后，进行全板金属化，再进行整板电镀，使第一批孔的孔内覆盖金属，之后用银浆对孔进行塞孔，静止30-60分钟后进行如下烘烤：35-45℃下烘烤30-40分钟，再70-80℃下烘烤40-60 分钟，再150-160℃下烘烤60-80 分钟；烘烤结束后打磨去板表面上的多余银浆。

2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于打磨掉多余银浆后，还在基板上避开第一批孔处钻出第二批非高导热区域孔，再次进行全板金属化。

3.如权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于所述全板金属化是采用沉铜工艺进行钻孔孔内金属化覆铜效果。

4.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于所述的第一批孔的孔径为0.20-1.2mm。

5.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于所述的第一批孔外表面覆盖金属的厚度为15-20um。

6.如权利要求2所述的加工方法，其特征在于所述的第二批孔的孔径为0.2-6.5mm。

7.如权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于所述的基板的厚度为0.2-6.0mm。

8.如权利要求1至7任一权利要求所述的加工方法，其特征在于所述基板为非金属基板。

Images