CN102938970A

CN102938970A - 复合导热型pcb板及其制作方法

Info

Publication number: CN102938970A
Application number: CN2012104455558A
Authority: CN
Inventors: 纪成光; 杜红兵; 曾红; 陶伟
Original assignee: Dongguan Shengyi Electronics Co Ltd
Current assignee: Dongguan Shengyi Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2013-02-20

Abstract

本发明提供一种复合导热型PCB板及其制作方法，所述复合导热型PCB板包括：大尺寸铜基、设于所述大尺寸铜基上表面的锡层、贴合于所述锡层远离所述大尺寸铜基的表面上的PCB基板、贯穿所述PCB基板且贴合于所述锡层远离所述大尺寸铜基的表面上的小尺寸铜块。所述复合导热型PCB的制作方法通过锡层将大尺寸铜基、PCB基板及小尺寸铜块连接成一整体，实现了上述复合导热型PCB的制作，该复合导热型PCB板具有良好热传导性、优良电气性能和机械性能；另外，该方法采用一次焊接成型工艺，其工序简单，生产效率高，生产成本低。

Description

复合导热型PCB板及其制作方法

技术领域

本发明涉及金属基印制电路板（PCB）领域，尤其涉及一种复合导热型PCB板及其制作方法。

背景技术

随着3G等通讯技术及现代电子技术向着多功能化、小型化及高功率化的方向快速发展，传统的电子电器设计已无法满足日益复杂的高端电子设备对于电子电器高密集化及多功能设计集成化的要求，高功率电子设备功放器件的热传导、电气性能、机械性能及其它特殊性能要求日益成为电子产品性能指标的重要组成部分。

然而，仅就PCB基板的散热性方面，其要求越来越迫切，如果基板的散热性不好，就会导致印制电路板上元器件过热，从而使电子设备的可靠性下降。在此背景下诞生了高散热金属PCB基板。

金属PCB基板是由金属基板(如铝板、铜板、铁板、硅钢板)、高导热绝缘介质层和铜箔构成。绝缘介质层一般采用高导热的环氧玻纤布粘结片或高导热的环氧树脂，绝缘介质层的厚度为80μm-100μm，金属板厚度规格为0.5mm，1.0mm，1.5mm，2.0mm，及3.0mm。

各种金属基板的特性及应用领域：

铁基覆铜板和硅钢覆铜板具有优异的电气性能、导磁性、耐压，基板强度高。主要用于无刷直流电机、录音机、收录一体机用主轴电机及智能型驱动器。但硅钢覆铜板的磁性优于铁基覆铜板；

铜基覆铜板具有铝基覆铜板的基本性能，其散热性优于铝基覆铜板，该种基板可承载大电流，用于制造电力电子和汽车电子等大功率电路用PCB，但铜基板密度大、价值高、易氧化，使其应用受到限制，用量远远低于铝基覆铜板；

铝基覆铜板具有优异的电气性能、散热性、电磁屏蔽性、高耐压及弯曲性能，主要用于汽车、摩托车、计算机、家电、通讯电子产品、电力电子产品，金属PCB基板中以铝基覆铜板的市场用量最大。

虽然金属基PCB基板的导热性良好，但是贴装在金属基板PCB上的功率器件与金属基之间还隔着导热性较差的PCB板，高功率器件工作时产生的热量不能有效的传导到金属基上，难以有效散热，不能满足高功率电子设备功放器件的热导需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合导热型PCB板，其以铜基作为金属基具有优异的热传导性、优良的电气性能和机械性能；其以贯穿PCB基板上的小尺寸铜块作为导热通道，具有优异的热传导性能，将高功率器件工作时产生的热量有效的传导到大铜基上散发出去。

本发明的另一目的在于提供一种上述复合导热型PCB板的制作方法，其工序简单，生产效率高，生产成本低，改善现有复合导热型PCB板的综合性能。

为实现上述目的，本发明提供一种复合导热型PCB板，包括：大尺寸铜基、设于所述大尺寸铜基上表面的锡层、贴合于所述锡层远离所述大尺寸铜基的表面上的PCB基板、贯穿所述PCB基板且贴合于所述锡层远离所述大尺寸铜基的表面上的小尺寸铜块。

所述小尺寸铜块为“一”字型小尺寸铜块、“T”型小尺寸铜块或倒“T”型小尺寸铜块。

所述PCB基板为双面PCB基板或多层PCB基板。

所述PCB基板的绝缘介质层材料为高频材料、玻璃纤维增强环氧树脂材料、玻璃纤维增强PTFE材料、玻璃纤维增强环氧树脂材料与高频材料混合压合材料或玻璃纤维增强PTFE材料与高频材料的混合压合材料。

本发明还提供一种复合导热型PCB板的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、提供PCB基板及小尺寸铜块及大尺寸铜基，在所述大尺寸铜基的上表面印刷锡膏；

步骤2、在所述PCB基板欲安装所述小尺寸铜块的位置开槽；

步骤3、将开槽后的PCB基板的一面贴合于所述大尺寸铜基的锡膏面上；

步骤4、将所述小尺寸铜块置于该PCB基板的开槽内，使所述小尺寸铜块接近所述大尺寸铜基的表面贴合于所述大尺寸铜基的锡膏面上；

步骤5、将步骤4得到的组件放入回流焊接炉内进行回流焊接，所述锡膏熔融冷却形成锡层，并通过该锡层将所述大尺寸铜基、所述PCB基板及所述小尺寸铜块焊接成复合型导热型PCB。

所述PCB基板为双面PCB基板或多层PCB基板。

本发明的有益效果：首先，本发明复合导热型PCB板可以搭载高功率电子器件，电子器件或设备运行时高功率元器件所产生的大量热量可以通过小尺寸铜块传导到大尺寸铜基上，达到整板散热和局部散热的目的；

其次，本发明复合导热型PCB板的锡层具有优良的导热导电双重功能，能有效地提高PCB板的散热和信号屏蔽能力，所述复合型导热PCB板可以被广泛应用于高频微波信号基站中；

再者，本发明复合导热型PCB板的锡层将大尺寸铜基、PCB基板及小尺寸铜块焊接成一整体，增强了所述复合导热型PCB板的机械性能；

最后，本发明复合导热型PCB板的制作方法采用一次焊接成型工艺，其工序简单，生产效率高，生产成本低，改善现有复合导热型PCB板的综合性能。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明复合导热型PCB板的第一实施例的结构示意图；

图2为本发明复合导热型PCB板的第二实施例的结构示意图；

图3为本发明复合导热型PCB板的第三实施例的结构示意图；

图4为本发明复合导热型PCB板的第四实施例的结构示意图；

图5为本发明复合导热型PCB板的第五实施例的结构示意图；

图6为本发明复合导热型PCB板的第六实施例的结构示意图；

图7为本发明复合导热型PCB板的制作方法的流程图；

图8为本发明复合导热型PCB板的制作方法的流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图1，本发明提供一种复合导热型PCB板，包括：大尺寸铜基20、设于所述大尺寸铜基20上表面的锡层22、贴合于所述锡层22远离所述大尺寸铜基20的表面上的PCB基板24、贯穿所述PCB基板24且贴合于所述锡层22远离所述大尺寸铜基20的表面上的小尺寸铜块26。

所述复合导热型PCB上板承载有高功率器件29，该高功率元器件29运行时产生的大量热量可以通过所述小尺寸铜块26及所述锡层22传导到所述大尺寸铜基20上，达到整板散热和局部散热的目的。

在本实施例中，所述锡层22具有优良的导热导电双重功能，能有效地提高PCB板的散热和信号屏蔽能力，其赋予本发明复合型导热PCB板的优良的电气性能，使本发明复合型导热PCB板可以被广泛应用于高频微波信号基站中；所述锡层22将大尺寸铜基20、PCB基板24及小尺寸铜块26焊接成一整体，增强了本发明复合导热型PCB的机械性能。

所述小尺寸铜块26为“一”字型小尺寸铜块或“T”型小尺寸铜块倒“T”型小尺寸铜块，在本实施例中所述小尺寸铜块26为“一”字型小尺寸铜块。

所述PCB基板24为双面PCB基板或多层PCB基板，在本实施例中所述PCB基板24为双面PCB基板。

所述PCB基板24的绝缘介质层材料25为高频材料、玻璃纤维增强环氧树脂等热固性树脂材料、玻璃纤维增强PTFE等热塑性树脂材料、玻璃纤维增强环氧树脂等热固性树脂材料与高频材料的混合压合材料或玻璃纤维增强PTFE等热塑性树脂材料与高频材料的混合压合材料，在本实施例中所述绝缘介质层材料25为高频材料。

请参阅图2，其为本发明复合导热型PCB板的第二实施例的结构示意图，其中所述小尺寸铜块26为“一”字型小尺寸铜块，所述PCB基板24’为多层板，所述PCB基板24’的绝缘介质层材料25’为玻璃纤维增强环氧树脂材料250与高频材料252的混合压合材料。

请参阅图3，为本发明复合导热型PCB板的第三实施例的结构示意图，其中所述小尺寸铜块26’为倒“T”型小尺寸铜块，所述PCB基板24’为多层板，所述PCB基板24’的绝缘介质层材料25’为玻璃纤维增强环氧树脂材料250与高频材料252的混合压合材料。

请参阅图4，为本发明复合导热型PCB板的第四实施例的结构示意图，其中所述小尺寸铜块26为“一”字型小尺寸铜块，所述PCB基板24’为多层板，所述PCB基板24’的绝缘介质层材料25”为玻璃纤维增强环氧树脂材料。

请参阅图5，为本发明复合导热型PCB板的第五实施例的结构示意图，其中所述小尺寸铜块26’为倒“T”型小尺寸铜块，所述PCB基板24’为多层板，所述PCB基板24’的绝缘介质层材料25”为玻璃纤维增强环氧树脂材料。

请参阅图6，为本发明复合导热型PCB板的第六实施例的结构示意图，其中所述小尺寸铜块26为“一”字型小尺寸铜块，所述PCB基板24为双面板，所述PCB基板24的绝缘介质层材料25”为玻璃纤维增强环氧树脂材料。

请参阅图7及图8，本发明还提供一种复合导热型PCB板的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、提供PCB基板24及小尺寸铜块26及大尺寸铜基20，在所述大尺寸铜基20的上表面印刷锡膏22’。

所述小尺寸铜块26为“一”字型小尺寸铜块或倒“T”型小尺寸铜块。

所述PCB基板24为双面PCB基板或多层PCB基板，所述PCB基板24的绝缘介质层材料为高频材料、玻璃纤维增强环氧树脂材料或玻璃纤维增强环氧树脂材料与高频材料的混合压合材料。

步骤2、在所述PCB基板24欲安装所述小尺寸铜块26的位置开槽23。

步骤3、将开槽后的PCB基板24的一面贴合于所述大尺寸铜基20的锡膏22’面上。

步骤4、将所述小尺寸铜块26置于该PCB基板24的开槽23内，使所述小尺寸铜块26接近所述大尺寸铜基20的表面贴合于所述大尺寸铜基20的锡膏22’面上。

步骤5、将步骤4得到的组件放入回流焊接炉内进行回流焊接，所述锡膏22’熔融冷却形成锡层22，并通过该锡层22将所述大尺寸铜基20、所述PCB基板24及所述小尺寸铜块26焊接成复合型导热型PCB。

由上述步骤可知，本发明采用一次焊接成型工艺制成复合导热型PCB板，该方法工序简单，生产效率高，降低生产成本，改善现有复合导热型PCB的综合性能。

综上所述，本发明提供一种复合导热型PCB板及其制作方法，该复合导热型PCB板的锡层将大尺寸铜基、PCB基板及小尺寸铜块焊接成一整体，增强了所述复合导热型PCB板的机械性能；该复合导热型PCB板可以搭载高功率电子器件，电子器件或设备运行时高功率元器件所产生的大量热量可以通过小尺寸铜块传导到大尺寸铜基上，达到整板散热和局部散热的目的；该复合导热型PCB板的锡层具有优良的导热导电双重功能，能有效地提高PCB板的散热和信号屏蔽能力，所述复合型导热PCB板可以被广泛应用于高频微波信号基站中；该复合导热型PCB的制作方法采用一次焊接成型工艺，其工序简单，生产效率高，生产成本低，改善现有复合导热型PCB板的综合性能。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种复合导热型PCB板，其特征在于，包括：大尺寸铜基、设于所述大尺寸铜基上表面的锡层、贴合于所述锡层远离所述大尺寸铜基的表面上的PCB基板、贯穿所述PCB基板且贴合于所述锡层远离所述大尺寸铜基的表面上的小尺寸铜块。

2.如权利要求1所述的复合导热型PCB板，其特征在于，所述小尺寸铜块为“一”字型小尺寸铜块、“T”型小尺寸铜块或倒“T”型小尺寸铜块。

3.如权利要求1所述的复合导热型PCB，其特征在于，所述PCB基板为双面PCB基板或多层PCB基板。

4.如权利要求3所述的复合导热型PCB板，其特征在于，所述PCB基板的绝缘介质层材料为高频材料、玻璃纤维增强环氧树脂材料、玻璃纤维增强PTFE材料、玻璃纤维增强环氧树脂材料与高频材料混合压合材料或玻璃纤维增强PTFE材料与高频材料的混合压合材料。

5.一种复合导热型PCB板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤2、在所述PCB基板欲安装所述小尺寸铜块的位置开槽；

步骤5、将步骤4得到的组件放入回流焊接炉内进行回流焊接，所述锡膏熔融冷却形成锡层，并通过该锡层将所述大尺寸铜基、所述PCB基板及所述小尺寸铜块焊接成复合型导热型PCB板。

6.如权利要求5所述的复合导热型PCB板的制作方法，其特征在于，所述小尺寸铜块为“一”字型小尺寸铜块、“T”型小尺寸铜块或倒“T”型小尺寸铜块。

7.如权利要求5所述的复合导热型PCB板的制作方法，其特征在于，所述PCB基板为双面PCB基板或多层PCB基板。

8.如权利要求7所述的复合导热型PCB板的制作方法，其特征在于，所述PCB基板的绝缘介质层材料为高频材料、玻璃纤维增强环氧树脂材料、玻璃纤维增强PTFE材料、玻璃纤维增强环氧树脂材料与高频材料混合压合材料或玻璃纤维增强PTFE材料与高频材料的混合压合材料。