CN103582291B - 一种金属基印制电路板及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属基印制电路板及电子设备，包括：金属基板组件、印制电路板组件和层间绝缘介质，所述层间绝缘介质设置在金属基板组件与印制电路板组件之间，所述金属基板组件、印制电路板组件和层间绝缘介质相压合，所述金属基板组件包含多个分别为不同网络单元进行通流和散热的金属基板，所述金属基板之间通过板间绝缘介质连接。本发明提供了一种新型结构的金属基印制电路板，满足了目前的功率密度的提高所需的大电流通流及绝缘的需求，且提高了器件的散热能力，可以实现系统上的器件的可靠性，减少器件的热失效，实现系统产品的小型化，高可靠性。

Description

一种金属基印制电路板及电子设备

技术领域

本发明涉及印制电路板技术领域，尤其涉及一种金属基印制电路板及电子设备。

背景技术

随着技术的发展，越来越多的设备朝着小型化、集成化发展，相应的所有的器件都朝着集成化、小型化方向发展，产品的功率密度越来越高，针对高功率密度，产品的大电流通流、散热、绝缘问题都急待解决。

传统的金属基印制电路板结构为金属基+FR4覆铜板(玻璃纤维环氧树脂覆铜板)结构方式，金属基部分用于散热，FR4覆铜板部分完成多网络节点和通流功能。

由于传统的FR4覆铜板的覆铜，在目前的生产能力下，最大只能达到6OZ(铜箔厚度0.21mm)，且传统的FR4覆铜板的层间的介质材料的导热系数只有0.2W/mk，这样在大电流应用时这种传统的金属基印制电路板存在阻抗大效率低而且散热效果差的缺点，不能满足现在的高效高功率密度的市场需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种金属基印制电路板及电子设备，能够提升网络单元在大电流应用时的效率和散热效果。

为解决上述技术问题，本发明的一种金属基印制电路板，包括：金属基板组件、印制电路板组件和层间绝缘介质，所述层间绝缘介质设置在金属基板组件与印制电路板组件之间，所述金属基板组件、印制电路板组件和层间绝缘介质相压合，所述金属基板组件包含多个分别为不同网络单元进行通流和散热的金属基板，所述金属基板之间通过板间绝缘介质连接。

进一步地，所述金属基板组件包含的每个金属基板分别与一个或多个网路单元连接。

进一步地，在所述金属基板上设置有与网络单元中需要进行通流和散热的节点连接的凸台，在所述印制电路板组件以及绝缘介质的与所述凸台对应的位置上开设有槽。

进一步地，在所述金属基板上还设置有用于与系统板焊接的通流焊接引脚。

进一步地，所述印制电路板组件包含铜箔、多层芯板和层间绝缘介质，在每两层芯板之间设置一层层间绝缘介质，在顶层的芯板和底层的芯板上分别设置所述铜箔。

进一步地，在所述芯板和铜箔上印制有与网络单元的节点上的引脚连接的功能线路。

进一步地，一种电子设备，包括金属基印制电路板，所述金属基印制电路板包括：金属基板组件、印制电路板组件和层间绝缘介质，所述层间绝缘介质设置在金属基板组件与印制电路板组件之间，所述金属基板组件、印制电路板组件和层间绝缘介质相压合，所述金属基板组件包含多个分别为不同网络单元进行通流和散热的金属基板，所述金属基板之间通过板间绝缘介质连接。

进一步地，所述金属基板组件包含的每个金属基板分别与一个或多个网路单元连接。

进一步地，在所述金属基板上设置有与网络单元中需要进行通流和散热的节点连接的凸台，在所述印制电路板组件以及绝缘介质的与所述凸台对应的位置上开设有槽。

进一步地，所述印制电路板组件包含铜箔、多层芯板和层间绝缘介质，在每两层芯板之间设置一层层间绝缘介质，在顶层的芯板和底层的芯板上分别设置所述铜箔。

综上所述，本发明提供了一种新型结构的金属基印制电路板，满足了目前的功率密度的提高所需的大电流通流及绝缘的需求，且提高了器件的散热能力，可以实现系统上的器件的可靠性，减少器件的热失效，实现系统产品的小型化，高可靠性，并且通过提升多网络节点大电流时的效率和散热，提升了电源的效率和功率密度，来满足电源高效率高功率密度的强烈市场需求。

附图说明

图1为本实施方式的金属基印制电路板的结构示意图；

图2为本实施方式的金属基印制电路板的金属基板组件的示意图；

图3为本实施方式的金属基印制电路板的印制电路板组件的示意图；

图4为本发明实施例的金属基印制电路板的结构示意图；

图5为本发明实施例的金属基印制电路板的金属基板组件的示意图；

图6为本发明实施例的金属基印制电路板的金属基板组件的一金属基板的示意图；

图7为本发明实施例的金属基印制电路板的金属基板组件的另一金属基板的示意图；

图8为本发明实施例的金属基印制电路板与系统板连接的示意图。

具体实施方式

本实施方式设计了一种利用金属基实现多网络节点的通流和散热功能的电路板，来提升多网络节点大电流应用时的效率和散热，从而提升了电源的效率和功率密度，满足了电源高效率高功率密度的强烈市场需求。

本实施方式的金属基印制电路板，实现两块及以上金属基板在一块印制电路板组件上的应用，一个或多个网络单元对应一个金属基板，金属基板上可铣出用于与网络单元的节点连接的凸台，各金属基板通过绝缘介质粘合在一起，粘合后的多块金属基板与已经压合并加工的印制电路板组件(FR4覆铜板)再压合在一起，形成需要的结构的金属基印制电路板，解决小型化的散热及安规问题。

如图1所示，本实施方式的金属基印制电路板1，包含金属基板组件11、印制电路板组件12和层间绝缘介质13，层间绝缘介质13设置在金属基板组件11和印制电路板组件12之间，金属基板组件11、印制电路板组件12和层间绝缘介质13相压合。

如图2所示，金属基板组件11包括金属基板1111、金属基板1112......金属基板111N(需要组合的金属基板的数量与性能需求相关)，板间绝缘介质1121、板间绝缘介质1122......板间绝缘介质112N，金属基板1111、金属基板1112....金属基板111N通过板间绝缘介质1121、板间绝缘介质1122....板间绝缘介质112N连接在一起，形成金属基板组件11。

如图3所示，印制电路板组件12包括压合在一起的层间绝缘介质1211、层间绝缘介质1212、层间绝缘介质1213....层间绝缘介质121N，完成线路加工的芯板1221、芯板1222....芯板122N及铜箔1231、铜箔1232....铜箔123N，印制电路板组件12的TOP(顶)层与BOT(底)层压合后再进行线路蚀刻等工艺加工，形成所需的线路，并在与金属基板组件11的凸台位置相对应的位置上开槽。

完成工艺加工的印制电路板组件12、金属基板组件11与层间绝缘介质13进行压合，形成需要的金属基印制电路板1，网络单元14上的节点等通过焊接装配到金属基印制电路板1上。

印制电路板组件12的主要作用是节点的载体及功能线路层，印制电路板组件12的铜箔1231～123N可以为单层或者多层，层间绝缘介质1211～121N、以及芯板1221～122N，通过压合形成印制电路板组件，具体印制电路板组件12的示意图见图3所示，叠层结构可以但不限于所述方案。

金属基板组件11的主要作用是用于线路的通流和器件的散热，金属基板组件11的结构包括但不限于在不与印制电路板组件12接触的一面上设置散热齿的结构、平面基板的结构、或向无印制电路板方向折弯基板等用于提高散热能力的结构形式。

网络单元14对应的金属基板上增加相应散热用的凸台，网络单元14可直接和金属基板连接，能够进行通流且提高网络单元14上的节点的散热能力，凸台与印制电路板组件12上的槽124相对应，网络单元14的一个节点可以焊接到凸台上，进行通流和散热，网络单元14的另一个需要散热的节点焊接到另一个凸台上，由于需要散热的节点直接接触金属基板，提高了散热能力，金属基板1111～111N可采用但不限于采用金属铜、铝材料等导热、导电能力强的材料。

层间绝缘介质1121～112N的作用是金属基板之间的绝缘作用，用于不同的需要散热的网络单元14之间的绝缘作用，层间绝缘介质1121～112N可采用但不限于树脂灌封、环氧玻璃板进行塞槽等加工方式

印制电路板组件12的主要作用是用于网络单元14的焊接及功能线路的实现。

印制电路板组件12中的层间绝缘介质1211～121N的主要作用是用于线路铜箔层间的绝缘作用。

印制电路板组件12中的芯板1221～122N的主要作用是印制电路板组件内层或外层的功能线路的走线，实现产品的功能线路。

印制电路板组件12中的铜箔1231～123N的主要作用是印制电路板组件外层的功能线路的走线，实现产品的功能线路。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述，所述包括但不仅限于下列实施例的描述：

图4所示金属基印制电路板1的应用实施例，包括金属基板组件11、印制电路板组件12、层间绝缘介质13和网络单元14。

如图5所示，金属基板组件11包括金属基板1111、金属基板1112和金属基板1113，板间绝缘介质1121、板间绝缘介质1122，金属基板1111～1113可以采用但不限于采用整块的金属板材进行铣槽加工(铣槽的宽度根据结构绝缘要求确定)，各网络单元14所用金属基板上铣出需要通流和散热的凸台，针对各网络设计印制电路板组件12的输入输出，信号引脚，本实施例通过在各金属基板之间注入树脂进行绝缘，本实施例金属基板11采用铜材料；如图6所示，其中金属基板1111还需进行凸台11111、11112、11113和通流焊接引脚11114的加工，如图7所示，金属基板1112还需要进行凸台11121、11122、11123和通流焊接引脚11124的加工。

本实施例中的印制电路板组件12为双层印制电路板，可采用但不限于采用芯板进行加工，印制电路板组件12可通过各工序实现需求的线路和对应金属基板的凸台的槽的加工，层间绝缘介质13也完成槽的加工，完成加工的印制电路板组件12、层间绝缘介质13、金属基板组件11通过压合的方式，并对三个金属引脚进行表面处理，形成金属基印制电路板1，网络单元14通过回流焊接的方式焊接到金属基印制电路板1的相应位置，网络单元14的不同网络节点对应到金属基印制电路板1的相应的凸台进行散热，网络单元14焊接到线路的其他位置，实现整个电路的功能。

本实施例的三个金属基板1111～1113所伸出的引脚作为金属基印制电路板1的通流焊接引脚，请参考图8，通过通流焊接引脚将金属基印制电路板1焊接到所需的系统板2上，实现和系统板2的连接。

本发明还公开了一种电子设备，包括金属基印制电路板，金属基印制电路板包括：金属基板组件、印制电路板组件和层间绝缘介质，层间绝缘介质设置在金属基板组件与印制电路板组件之间，金属基板组件、印制电路板组件和层间绝缘介质相压合，金属基板组件包含多个分别为不同网络单元进行通流和散热的金属基板，金属基板之间通过板间绝缘介质连接。

金属基板组件包含的每个金属基板分别与一个或多个网路单元连接。

在金属基板上设置有与网络单元中需要进行通流和散热的节点连接的凸台，在印制电路板组件以及绝缘介质的与凸台对应的位置上开设有槽。

印制电路板组件包含铜箔、多层芯板和层间绝缘介质，在每两层芯板之间设置一层层间绝缘介质，在顶层的芯板和底层的芯板上分别设置铜箔。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上该仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种金属基印制电路板，其特征在于，包括：金属基板组件、印制电路板组件和层间绝缘介质，所述层间绝缘介质设置在金属基板组件与印制电路板组件之间，所述金属基板组件、印制电路板组件和层间绝缘介质相压合，所述金属基板组件包含多个分别为不同网络单元进行通流和散热的金属基板，所述金属基板之间通过板间绝缘介质连接；在所述金属基板上设置有与网络单元中需要进行通流和散热的节点连接的凸台，在所述印制电路板组件以及绝缘介质的与所述凸台对应的位置上开设有槽。

2.如权利要求1所述的金属基印制电路板，其特征在于，所述金属基板组件包含的每个金属基板分别与一个或多个网路单元连接。

3.如权利要求1所述的金属基印制电路板，其特征在于，在所述金属基板上还设置有用于与系统板焊接的通流焊接引脚。

4.如权利要求1所述的金属基印制电路板，其特征在于，所述印制电路板组件包含铜箔、多层芯板和层间绝缘介质，在每两层芯板之间设置一层层间绝缘介质，在顶层的芯板和底层的芯板上分别设置所述铜箔。

5.如权利要求4所述的金属基印制电路板，其特征在于，在所述芯板和铜箔上印制有与网络单元的节点上的引脚连接的功能线路。

6.一种电子设备，其特征在于，包括金属基印制电路板，所述金属基印制电路板包括：金属基板组件、印制电路板组件和层间绝缘介质，所述层间绝缘介质设置在金属基板组件与印制电路板组件之间，所述金属基板组件、印制电路板组件和层间绝缘介质相压合，所述金属基板组件包含多个分别为不同网络单元进行通流和散热的金属基板，所述金属基板之间通过板间绝缘介质连接；在所述金属基板上设置有与网络单元中需要进行通流和散热的节点连接的凸台，在所述印制电路板组件以及绝缘介质的与所述凸台对应的位置上开设有槽。

7.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述金属基板组件包含的每个金属基板分别与一个或多个网路单元连接。

8.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述印制电路板组件包含铜箔、多层芯板和层间绝缘介质，在每两层芯板之间设置一层层间绝缘介质，在顶层的芯板和底层的芯板上分别设置所述铜箔。