CN103096638B - 一种压入式高导热pcb板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及印制线路板制造技术领域，特别涉及一种压入式高导热PCB板及其制作方法，用于解决现有技术中存在的压入的铜块与PCB基板之间的连接不牢固，在进行沉铜及电镀处理时，容易造成压入的铜块的松动，甚至脱落的问题。本发明实施例提供的制作压入式高导热PCB板的方法包括：在PCB基板的选定位置开通槽后，将导热槽楔压入通槽的内部；对通槽的内壁以及与导热槽楔接触的区域进行沉铜处理；采用镀铜药水对沉铜处理后的通槽内壁以及与导热槽楔接触的区域进行镀铜处理。本发明实施例缩短了制作高导热PCB板的工艺流程，并且制作完成的PCB板中的导热槽楔不易松动。
Description
技术领域
本发明涉及印制线路板制造技术领域，特别涉及一种压入式高导热PCB板及其制作方法。
背景技术
印制电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)是重要的电子部件。随着高频电子信号的广泛使用，在PCB板上的芯片等元器件，尤其是大功率元器件在工作时会产生大量的热量，如果元器件产生的热量不及时散发出去，会对元器件造成很大的损害，甚至烧毁元器件。因此，如何将PCB板上元器件在运行过程中产生的高热量随时有效的散发出去就成了PCB制板的关键问题之一。
目前，采用压入方式将具有导热功能的铜块压入PCB基板，形成高导热PCB板，PCB板上的大功率元器件在工作时产生的热量可通过该铜块传递至PCB板的散热片上，从而将高热量有效的散发出去。
现有的高导热PCB板的制作工艺包括：
S1、在PCB基板上铣通槽；
S2、对该通槽的内壁进行沉铜及电镀处理，形成导电镀层，实现其与内层电路中接地电路实现电气连接；
S3、在通槽位置压入铜块；
S4、对压入铜块的PCB基板的通槽及铜块对应的区域进行沉铜及电镀处理，用于固定压入的铜块。
其中，由于在步骤S2中对通槽的内壁进行了沉铜及电镀处理，使通槽内壁覆盖了一层金属层，则在步骤S3中，压入的铜块与PCB基板的通槽的内壁之间是金属与金属的接触，即刚性连接，使得压入的铜块与PCB基板之间的连接不牢固，在进行沉铜及电镀处理时，容易造成压入的铜块的松动，甚至脱落。
综上所述，现有技术中要进行至少两次沉铜电镀，耗时较长，并且由于压入的铜块与PCB基板的通槽的槽壁之间是刚性连接，使得压入的铜块与PCB基板之间的连接不牢固，在进行沉铜及电镀处理时，容易造成压入的铜块的松动，甚至脱落。
发明内容
本发明实施例提供了一种压入式高导热PCB板及其制作方法，用于解决现有技术中存在的压入的铜块与PCB基板之间的连接不牢固，在进行沉铜及电镀处理时，容易造成压入的铜块的松动，甚至脱落的问题。
本发明实施例提供了一种压入式高导热PCB板的制作方法，该制作方法包括：
在PCB基板的选定位置开通槽后，将导热槽楔压入所述通槽的内部；
对所述通槽的内壁以及与所述导热槽楔接触的区域进行沉铜处理；
采用镀铜药水对沉铜处理后的通槽内壁以及与所述导热槽楔接触的区域进行镀铜处理。
较佳地，所述镀铜药水采用高铜低酸配置。
较佳地，所述镀铜药水为硫酸铜溶液，所述硫酸铜溶液中铜离子与硫酸离子的质量比不小于8。
较佳地，所述导热槽楔包括：
一本体及多个设置于所述本体侧壁上用于与所述通槽内壁接触的凸起。
较佳地，所述导热槽楔与所述通槽之间采用过盈配合(interferencefit)。
较佳地，所述导热槽楔的本体的横截面的尺寸小于所述通槽的横截面的尺寸。
较佳地，所述导热槽楔由铜、铁或铝制成。
较佳地，所述镀铜处理为电镀铜处理。
本发明实施例提供的一种压入式高导热PCB板，该PCB板由上述任一制作方法制得。
较佳的，导热槽楔压入通槽所形成的铜牙的凸起高度小于2mil。
本发明实施例中在对PCB基板开通槽后，直接将导热槽楔压入通槽内而省去一次沉铜电镀处理，再采用高铜低酸配置的镀铜药水对通槽内壁以及与导热槽楔接触的区域进行沉铜及电镀处理，缩短了制作高导热PCB板的工艺流程；由于本发明实施例中在压入导热槽楔时，压入的导热槽楔与通槽内壁之间不再是金属与金属的刚性连接，使导热槽楔固定于通槽基材内，不易松动；又由于本发明实施例中采用高铜低酸配置的镀铜药水对沉铜处理后的通槽内壁以及与导热槽楔接触的区域进行电镀处理，使得电镀的铜能够紧密包裹住导热槽楔与通槽的接触点，实现导热槽楔与PCB基板的内层电路的电气连接。
附图说明
图1为本发明实施例第一种压入式高导热PCB板的制作方法的流程图；
图2A为本发明实施例压入导热槽楔前的PCB基板与导热槽楔的立体结构示意图；
图2B为本发明实施例压入导热槽楔后的PCB基板与导热槽楔的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例第二种压入式高导热PCB板的制作方法的流程图。
具体实施方式
背景技术中制作高导热PCB板的工艺流程长，并且由于压入的铜块与PCB基板的通槽的槽壁之间是刚性连接，使得压入的铜块与PCB基板之间的连接不牢固，在进行沉铜及镀铜处理时，容易造成压入的铜块的松动，甚至脱落。本发明实施例不仅缩短了制作高导热PCB板的工艺流程，并且由于在压入导热槽楔时，压入的导热槽楔与通槽内壁之间不再是金属与金属的刚性连接，使导热槽楔固定于通槽内，且不易松动；又由于采用高铜低酸配置的镀铜药水对沉铜处理后的通槽内壁以及与导热槽楔接触的区域进行镀铜处理，使得镀的铜能够紧密包裹住导热槽楔与通槽的接触点，实现导热槽楔与PCB基板的内层电路的电气连接。
本发明实施例提供了一种压入式高导热PCB板的制作方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S101、在PCB基板的选定位置开通槽后，将导热槽楔压入通槽的内部；
S102、对通槽的内壁以及与导热槽楔接触的区域进行沉铜处理；
S103、采用镀铜药水对沉铜处理后的通槽内壁以及与导热槽楔接触的区域进行镀铜处理。
具体的，步骤S101中，PCB基板上通槽的位置是由客户选定的，该通槽的位置是根据大功率元器件的分布情况确定的；
在PCB基板的选定位置开通槽后，不需要对通槽进行沉铜及电镀处理，而直接将导热槽楔压入通槽的内部。
需要说明的是，本发明实施例中的导热槽楔由能够传导热量的金属材料制成。
较佳地，该金属材料可为铜、铁、铝等，但不以此为限，凡是能够传导热量，且能进行沉铜及镀铜处理的金属材料均可以制成导热槽楔。
如图2A所示，本发明实施例的导热槽楔2包括：一本体20及多个设置于本体侧壁上用于与PCB基板1上的通槽10内壁接触的凸起21；
其中，该导热槽楔2的本体20的横截面的尺寸略小于PCB基板1上的通槽10的横截面的尺寸；该导热槽楔2的本体20的厚度与PCB基板1的厚度一致；
为了方便将导热槽楔2压入PCB基板1上的通槽10内，该导热槽楔2的凸起21可采用三角结构，如图2A所示，压入时，使凸起21的顶尖与PCB基板1上的通槽10的侧壁接触。
较佳地，导热槽楔2的多个凸起21可均匀分布于本体20的四周，例如本体20每个侧面的任意两个凸起21之间间隔15mm；需要说明的是，多个凸起21在本体20四周的其他分布方式也适用于本发明实施例，此处不再赘述。
为了使导热槽楔2固定于PCB基板1的通槽10内，本发明实施例中导热槽楔2与通槽10之间采用过盈配合，使导热槽楔2的多个凸起21的尖端嵌入至通槽10的侧壁内；压入导热槽楔2后，PCB基板1与导热槽楔2的结构如图2B所示。
其中，机械工程中的过盈是指孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸所得的代数差为负值；过盈配合是指具有过盈的配合；过盈配合常用于孔、轴之间的紧固连接，即不允许两者之间有相对运动。本发明实施例中的过盈配合是指导热槽楔2的横截面的尺寸略大于通槽10的横截面的尺寸，使导热槽楔2与通槽10之间能够紧固连接。
本发明实施例中的镀铜处理优选为电镀方式。电镀是利用电解原理在基材表面镀上一铜层，即将经沉铜的待镀件(基材)作为阴极，用铜制成阳极，两极分别与直流电源的负极和正极联接，电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成，此处主要为硫酸铜溶液。通电后，电镀液中的铜离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成铜镀层。
下面以电镀为例进行说明。由于本发明实施例中在压入导热槽楔2之前没有对通槽10进行沉铜及电镀处理，因此，在压入导热槽楔2时，通槽10的内壁没有金属层，从而使压入的导热槽楔2与通槽10的接触是金属与PCB板基材的接触，即导热槽楔2与通槽10之间不是金属与金属的刚性连接，所以，导热槽楔2与通槽10内壁之间的摩擦力比较大，导热槽楔2不易松动；
另外，现有技术中压入导热槽楔2时，导热槽楔2与通槽10侧壁相互挤压，由于该挤压是金属与金属之间的相互挤压，所以，容易使导热槽楔2的凸起21在挤压过程中变形而形成明显的铜牙；而本发明实施例中压入导热槽楔2时，由于是导热槽楔2与PCB板基材之间相互挤压，而不是金属与金属的挤压，如图2B所示，使导热槽楔2的凸起21在挤压过程中变形量微小，减小了由于变形而形成的铜牙的严重程度，不但改善了压入位置的外观品质，更重要的是，避免了由于突出的铜牙使导热槽楔之上的元器件焊接位置偏高的问题。
需要说明的是，采用上述方法制作压入式高导热PCB板的过程中，导热槽楔压入通槽所形成的铜牙的凸起高度可控制在2mil以下，一般为1mil左右。
步骤S102中，对通槽的内壁以及与导热槽楔接触的区域进行沉铜处理，即将通槽金属化，使通槽的内壁及与导热槽楔接触的区域覆盖一层均匀的、耐热冲击的金属铜，以便于后续的电镀处理。
步骤S103中，电镀处理中的镀铜药水采用高铜低酸配置，以使电镀层能覆盖通槽与导热槽楔接触的缝隙，从而将导热槽楔与通槽的接触点紧密包裹，不仅能进一步固定该导热槽楔，而且实现了导热槽楔与PCB基板的内层电路的电气连接，有利于内层电路接地。
因此，本发明实施例中虽然省略了在压入导热槽楔之前对通槽的沉铜及电镀处理，但由于在压入后采用了高铜低酸配置的镀铜药水对通槽内壁与导热槽楔接触的区域进行电镀，使压入的导热槽楔与通槽内壁的接触点能被电镀铜紧密包裹，同样保证了导热槽楔与PCB基板的内层电路的电气连接，及使导热槽楔固定于通槽内，不易松动。
较佳地，该镀铜药水为硫酸铜溶液，该硫酸铜溶液中铜离子与硫酸离子的质量比不小于8。
下面结合图3，对制作压入式高导热PCB板的工艺流程进行详细说明。
本发明实施例的一种制作压入式高导热PCB板的方法，该方法包括以下步骤：
S301、切料(Cut)，即将原始的基板根据设计要求切割成所需尺寸的PCB芯板；
S302、内层干膜(InnerDryFilm)，即将内层线路图形转移到对应的PCB芯板的布线层上，以形成PCB基板的内层线路图形；其中，内层干膜包括内层贴膜、曝光显影、内层蚀刻、去膜等工序；
S303、自动光学检测(AutomaticOpticalInspection，AOI)，通过光学反射原理将图像回馈至设备处理，与设定的逻辑判断原则或资料图形相比较，找出内层板的缺点位置；
S304、冲孔，即制作后续层压处理时所需要的定位孔；
S305、棕氧化处理，即对内层板的线路铜表面进行氧化处理；
S306、层压处理，即将多个芯板通过板间的半固化片粘结在一起形成所需的层数和厚度的PCB基板；
S307、X-RAY，即制作后续钻孔及铣槽处理时所需要的定位孔；
S308、机械钻孔，即在PCB基板上形成上下贯通的导孔，各层板之间的线路图形通过该导孔连接；
S309、铣槽，即在PCB基板的选定位置开通槽；
S310、通过机械外力将导热槽楔压入该通槽的内部，使该导热槽楔的多个凸起嵌入PCB基板的通槽内；
S311、对通槽的内壁以及与导热槽楔接触的区域进行沉铜处理；
S312、采用硫酸铜溶液对沉铜处理后的通槽内壁以及与导热槽楔接触的区域进行电镀处理，使电镀层能紧密包裹住导热槽楔与通槽的接触点，实现导热槽楔与PCB基板的内层电路的电气连接；
S313、对由步骤S312制作完成的PCB基板进行后续处理，包括：外层图形转移、蚀刻、阻焊、表面处理、锣外形等常规PCB制作流程，制成PCB板成品。
本发明实施例提供了一种压入式高导热PCB板，该PCB板由本发明实施例中任一制作方法制得。
较佳的，导热槽楔压入通槽所形成的铜牙的凸起高度小于2mil。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
本发明实施例中在对PCB基板开通槽后，直接将导热槽楔压入通槽内，再对通槽内壁以及与导热槽楔接触的区域进行沉铜及电镀处理，缩短了制作高导热PCB板的工艺流程；由于本发明实施例中在压入导热槽楔时，压入的导热槽楔与通槽内壁之间不是金属与金属的刚性连接，使导热槽楔固定于通槽内，且不易松动；又由于本发明实施例中采用高铜低酸配置的镀铜药水对沉铜处理后的通槽内壁以及与导热槽楔接触的区域进行电镀处理，使得电镀的铜能够紧密包裹住导热槽楔与通槽的接触点，实现导热槽楔与PCB基板的内层电路的电气连接。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种压入式高导热PCB板的制作方法，其特征在于，该方法包括：
在PCB基板的选定位置开通槽后，将导热槽楔压入所述通槽的内部；
在将导热槽楔入所述通槽的内部后，对所述通槽的内壁以及与所述导热槽楔接触的区域进行沉铜处理；
采用镀铜药水对沉铜处理后的通槽内壁以及与所述导热槽楔接触的区域进行镀铜处理；
其中，所述镀铜药水为硫酸铜溶液，所述硫酸铜溶液中铜离子与硫酸离子的质量比不小于8。
2.根据权利要求1所述的压入式高导热PCB板的制作方法，其特征在于，所述镀铜药水采用高铜低酸配置。
3.根据权利要求1所述的压入式高导热PCB板的制作方法，其特征在于，所述导热槽楔包括：
一本体及多个设置于所述本体侧壁上用于与所述通槽内壁接触的凸起。
4.根据权利要求3所述的压入式高导热PCB板的制作方法，其特征在于，所述导热槽楔与所述通槽之间采用过盈配合。
5.根据权利要求3所述的压入式高导热PCB板的制作方法，其特征在于，所述导热槽楔的本体的横截面的尺寸小于所述通槽横截面的尺寸。
6.根据权利要求1-5任一所述的压入式高导热PCB板的制作方法，其特征在于，所述导热槽楔由铜、铁或铝制成。
7.根据权利要求1-5任一所述的压入式高导热PCB板的制作方法，其特征在于，所述镀铜处理为电镀铜处理。
8.一种压入式高导热PCB板，其特征在于，由权利要求1～7任一所述的压入式高导热PCB板的制作方法制得。
9.根据权利要求8所述的一种压入式高导热PCB板，其特征在于，所述导热槽楔压入所述通槽所形成的铜牙的凸起高度小于2mil。
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