CN104735904B - 散热印刷电路板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种散热印刷电路板，其包括金属芯、下部绝缘层和上部绝缘层、第一下部电路图案和第一上部电路图案、以及第二下部电路图案和第二上部电路图案。该下部绝缘层和上部绝缘层分别设置在金属芯的下侧和上侧。第一下部电路图案和第一上部电路图案分别设置在下部绝缘层的下侧和上部绝缘层的上侧。第二下部电路图案和第二上部电路图案分别设置在第一下部电路图案的下侧和第一上部电路图案的上侧。在第一下部电路图案中的蚀刻部填充有下部绝缘层，并且在第一上部电路图案的蚀刻部填充有上部绝缘层。

Description

散热印刷电路板及其制造方法
技术领域
本发明构思涉及一种散热印刷电路板及其制造方法。更具体地，本发明构思涉及一种可以改善散热特性的散热印刷电路板及其制造方法。
背景技术
通常，导电性图案根据所设计的电路图案在印刷电路板(PCB：printed circuitboard)中形成，使得高温热量通过配置或安装在PCB中的导电性图案和部件消散。然而，当超过预定水平的高温热量从配置或安装在PCB中的部件中产生时，诸如误动作或破损之类的错误会在电路中出现。于是，已经提出了形成有铜芯且具有由铜形成的电路图案的印刷电路板，以便消散从配置或安装在PCB中的部件产生的高温热量。然而，包括铜芯的PCB具有PCB的重量和成本增加的问题。因此，形成有铝芯且具有由铝形成的电路图案的PCB被开发了出来。然而，包括铝芯的PCB具有当形成电路图案时电路图案在蚀刻工艺中被过蚀刻(over-etching)的问题。
在此背景技术部分公开的上述信息仅用于增强对本发明构思的背景的理解，因此其可包含不构成已公知的现有技术的信息。
发明内容
本发明构思致力于提供一种可以通过最小化过蚀刻来确保产品质量、降低PCB重量并降低制造成本的散热印刷电路板。
本发明构思的一个方面涉及一种散热印刷电路板，其包括金属芯；设置在上述金属芯的下侧的下部绝缘层和设置在上述金属芯的上侧的上部绝缘层；设置在上述下部绝缘层的下侧的第一下部电路图案和设置在上述上部绝缘层的上侧的第一上部电路图案；以及设置在上述第一下部电路图案的下侧的第二下部电路图案和设置在上述第一上部电路图案的上侧的第二上部电路图案。在上述第一下部电路图案中的蚀刻部填充有上述下部绝缘层，并且在上述第一上部电路图案的蚀刻部填充有上述上部绝缘层。
上述第二下部电路图案和上述第一下部电路图案可以具有彼此相同的图案，并且上述第二上部电路图案和上述第一上部电路图案可以具有彼此相同的图案。
上述下部绝缘层可以覆盖上述第一下部电路图案的蚀刻部的侧面，并且上述上部绝缘层可以覆盖上述第一上部电路图案的蚀刻部的侧面。
根据本发明构思的一个方面的散热印刷电路板，其还包括：通孔和内部金属层。上述通孔贯通上述金属芯、上述下部绝缘层、上述上部绝缘层、上述第一下部电路图案和上述第一上部电路图案。上述内部金属层覆盖由上述通孔露出的上述金属芯、上述下部绝缘层、上述上部绝缘层、上述第一下部电路图案和上述第一上部电路图案的侧面。
上述金属芯、上述第一下部电路图案和上述第一上部电路图案可以含铝。
上述第二下部电路图案、上述第二上部电路图案和上述内部金属层可以含铜。
本发明构思的另一方面包括一种散热印刷电路板的制造方法，上述制造方法包括如下步骤：分别用第一下部板和第一上部板镀敷第二下部层和第二上部层，其中上述第一下部板与上述第一上部板相对；分别通过对上述第一下部板和上述第一上部板进行图案化(patterning)，形成第一下部电路图案和第一上部电路图案；在上述第一下部电路图案与上述第一上部电路图案之间形成金属芯、下部绝缘层和上部绝缘层；以及分别通过对上述第二下部层和上述第二上部层进行图案化，形成第二下部电路图案和第二上部电路图案。
在形成上述金属芯、上述下部绝缘层和上述上部绝缘层的步骤中，可以在上述第一下部电路图案与上述第一上部电路图案之间插入上述金属芯；可以在上述第一下部电路图案与上述金属芯之间填充上述下部绝缘层，并且可以在上述第一上部电路图案与上述金属芯之间填充上述上部绝缘层；以及可以加热并加压上述金属芯、上述下部绝缘层和上述上部绝缘层。
在加热并加压上述金属芯、上述下部绝缘层和上述上部绝缘层的步骤中，可以用上述下部绝缘层填充在上述下部绝缘层中形成的蚀刻部，并且可以用上述上部绝缘层填充在上述上部绝缘层中形成的蚀刻部。
上述下部绝缘层可以覆盖上述第一下部电路图案的侧面，并且上述上部绝缘层可以覆盖上述第一上部电路图案的侧面。
上述散热印刷电路板的制造方法，还可以包括如下步骤：在形成上述金属芯、上述下部绝缘层和上述上部绝缘层之后，形成贯通上述金属芯、上述下部绝缘层、上述上部绝缘层、上述第一下部电路图案和上述第一上部电路图案的通孔；以及形成覆盖由上述通孔露出的上述金属芯、上述下部绝缘层和上述上部绝缘层的侧面的内部金属层。
上述金属芯、上述第一下部电路图案和上述第一上部电路图案可以含铝。
上述第一下部电路图案和上述第一上部电路图案可以利用碱性蚀刻剂形成。
上述第二下部电路图案、上述第二上部电路图案和上述内部金属层可以含铜。
上述内部金属层和上述下部绝缘层可以覆盖上述第一下部电路图案，使得上述第一下部电路图案不露到上述散热印刷电路板的外部。
上述内部金属层和上述上部绝缘层可以覆盖上述第一上部电路图案，使得上述第一上部电路图案不露到上述散热印刷电路板的外部。
根据本发明构思的一个方面，由于在第一下部电路图案中形成的蚀刻部填充有下部绝缘层并且在第一上部电路图案中形成的蚀刻部填充有上部绝缘层，第一下部电路图案和第一上部电路图案不露到外部。因此，第一下部电路图案和第一上部电路图案可以免受用于对第二下部电路图案和第二上部电路图案进行图案化的蚀刻剂的影响。
而且，由于散热印刷电路板的金属芯、第一下部电路图案和第一上部电路图案由铝形成，PCB的重量和制造成本得到降低并且散热得以最大化。
附图说明
图1是本发明构思的一个示例性实施例的散热印刷电路板的剖视图。
图2至图6是按序示出本发明构思的一个示例性实施例的散热印刷电路板的制造方法的剖视图。
具体实施方式
将参考示出本发明构思的示例性实施例的附图在下文中更充分地对本发明构思进行说明。如本领域技术人员将认识到的，所说明的实施例可以以各种不同的方式来修改，而全都不脱离本发明构思的精神或范围。
在说明本发明构思的过程中，与本发明不相关的部件将被省略。在整个说明书中相同附图标记通常表示相同的元件。
此外，为更好地理解和易于说明，在附图中所示的每个结构的大小和厚度可以任意显示，但本发明构思不限于此。在附图中，为清楚起见，层、膜、面板(panel)、区域等的厚度被放大。
图1是本发明构思的一个示例性实施例的散热印刷电路板的剖视图。
如图1所示，本发明构思的一个示例性实施例的散热印刷电路板100可包括金属芯31、依次设置在金属芯31的下侧的下部绝缘层41、第一下部电路图案111和第二下部电路图案121。该散热印刷电路板100还可以包括依次设置在金属芯31的上侧的上部绝缘层51、第一上部电路图案211和第二上部电路图案221。在散热印刷电路板100中，可以形成有贯通金属芯31、下部绝缘层41、上部绝缘层51、第一下部电路图案111和第一上部电路图案211的通孔(through hole)100a。在通孔100a的内壁上可以形成有内部金属层32。
金属芯31、第一下部电路图案111和第一上部电路图案211可以由铝形成，以最小化印刷电路板100的重量并最大化散热。
下部绝缘层41可以使金属芯31与第一下部电路图案111绝缘并且上部绝缘层51可以使金属芯31与第一上部电路图案211绝缘。
下部绝缘层41可填充形成于第一下部电路图案111的蚀刻部d1，并且上部绝缘层51可填充形成于第一上部电路图案211的蚀刻部。下部绝缘层41可以覆盖第一下部电路图案111的侧面111a，并且上部绝缘层51可以覆盖第一上部电路图案211的侧面211a。
因此，第一下部电路图案111和第一上部电路图案211可以不露出于外部，使得第一下部电路图案111和第一上部电路图案211免受用于形成第二下部电路图案121和第二上部电路图案221的蚀刻剂的影响。
第二下部电路图案121和第一下部电路图案111可以以彼此相同的图案形成，并且第二上部电路图案221和第一上部电路图案211可以以彼此相同的图案形成。第二下部电路图案121和第二上部电路图案221可以由具有高导电性的材料形成，例如，铜，以便改善含具有相对低的导电性的材料，例如，铝的第一下部电路图案111和第一上部电路图案211的低导电性。
内部金属层32可以覆盖由通孔100a的内壁露出的金属芯31、下部绝缘层41、上部绝缘层51、第一下部电路图案111和第一上部电路图案211的侧面(例如，211a)。由于内部金属层32由与第二下部电路图案121和第二上部电路图案221相同的材料制成，设置在印刷电路板100的下侧的第一下部电路图案111与设置在印刷电路板100的上侧的第一上部电路图案211可以彼此电连接。
第二下部电路图案121、第二上部电路图案221和内部金属层32可以由铜制成，以最大限度地提高散热。
下面，将参考附图，对本发明构思的一个示例性实施例的散热印刷电路板的制造方法进行详细地说明。
图2至图6是按序示出本发明构思的一个示例性实施例的散热印刷电路板的制造方法的剖视图。
如图2所示，可以使第一下部板11与第一上部板21相对并与之分离。第一下部板11和第一上部板21可以由铝制成。可用第一下部板11镀敷第二下部层12，并且可用第一上部板21镀敷第二上部层22。因此由铜制成的第二下部层12可以被镀敷到第一下部板11的下侧，并且由铜制成的第二上部层22可以被镀敷到第一上部板21的上侧。
为了防止由铝制成的第一下部板11和第一上部板21被铜镀溶液蚀刻，可以使用在用锌置换铝之后处理铜镀的锌酸盐(zincate)的方法。
如图3所示，可以通过使用碱性蚀刻剂对第一下部板11和第一上部板21进行图案化，以形成第一下部电路图案111和第一上部电路图案211。由于铝的蚀刻速度比铜的蚀刻速度快约600％，当由铝制成的第一下部板11和第一上部板21和由铜制成的第二下部层12和第二上部层22同时被蚀刻时，第一下部板11和第一上部板21可能被过蚀刻。因此，第一下部板11和第一上部板21可以通过使用仅可以蚀刻铝的碱性蚀刻剂被蚀刻。可以使用的碱性蚀刻剂是氢氧化钠(NaOH)和碳酸钠(NaCO3)的混合溶液。
如图4所示，可在第一下部电路图案111和第一上部电路图案211之间插入由铝制成的金属芯31。可以通过使用预浸料坯(prepreg)在第一下部电路图案111和金属芯31之间填充下部绝缘层41，并且可以通过使用预浸料坯在第一上部电路图案211和金属芯31之间被填充上部绝缘层51。
可以加热并加压金属芯31、下部绝缘层41和上部绝缘层51。此时，第一下部电路图案111的蚀刻部d1可以填充下部绝缘层41、并且第一上部电路图案211的蚀刻部d2可以填充上部绝缘层51。第一下部电路图案111的侧面111a和第一上部电路图案211的侧面211a可以分别由下部绝缘层41和上部绝缘层51覆盖。因此，第一下部电路图案111和第一上部电路图案211可以不露出到外部。
如图5所示，可以形成贯通金属芯31、下部绝缘层41、上部绝缘层51、第一下部电路图案111和第一上部电路图案211的通孔100a。
如图6所示，可以通过锌酸盐方法由铜制成覆盖由通孔100a露出的金属芯31、下部绝缘层41和上部绝缘层51的侧面的内部金属层32。
如图1所示，可以分别用铜蚀刻剂对第二下部层12和第二上部层22进行图案化，以形成第二下部电路图案121和第二上部电路图案221。此时，由于第一下部电路图案111和第一上部电路图案211都不会露出到外部，第一下部电路图案111和第一上部电路图案211可以免受用于对第二下部电路图案121和第二上部电路图案22进行图案化的铜蚀刻剂的影响。铜蚀刻剂可以是氯化铁。
虽然本发明构思已经结合目前被认为是实用的示例性实施例进行了说明，但应当理解，本发明构思不限制于所公开的实施例，而是相反，意在覆盖被包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (17)

1.一种散热印刷电路板，其包括：
金属芯；
设置在所述金属芯的下侧的下部绝缘层和设置在所述金属芯的上侧的上部绝缘层；
设置在所述下部绝缘层的下侧的第一下部电路图案和设置在所述上部绝缘层的上侧的第一上部电路图案；以及
设置在所述第一下部电路图案的下侧的第二下部电路图案和设置在所述第一上部电路图案的上侧的第二上部电路图案，
其中在所述第一下部电路图案中的蚀刻部填充有所述下部绝缘层，并且在所述第一上部电路图案的蚀刻部填充有所述上部绝缘层，
其中所述下部绝缘层覆盖所述第一下部电路图案的蚀刻部的侧面，并且所述上部绝缘层覆盖所述第一上部电路图案的蚀刻部的侧面。
2.根据权利要求1所述的散热印刷电路板，其中：
所述第二下部电路图案和所述第一下部电路图案具有彼此相同的图案，并且
所述第二上部电路图案和所述第一上部电路图案具有彼此相同的图案。
3.根据权利要求1所述的散热印刷电路板，其还包括：
通孔，其贯通所述金属芯、所述下部绝缘层、所述上部绝缘层、所述第一下部电路图案和所述第一上部电路图案；以及
内部金属层，其覆盖由所述通孔露出的所述金属芯、所述下部绝缘层、所述上部绝缘层、所述第一下部电路图案和所述第一上部电路图案的侧面。
4.根据权利要求3所述的散热印刷电路板，其中所述金属芯、所述第一下部电路图案和所述第一上部电路图案含铝。
5.根据权利要求3所述的散热印刷电路板，其中所述第二下部电路图案、所述第二上部电路图案和所述内部金属层含铜。
6.根据权利要求3所述的散热印刷电路板，其中所述内部金属层和所述下部绝缘层覆盖所述第一下部电路图案，使得所述第一下部电路图案不露到所述散热印刷电路板的外部。
7.根据权利要求3所述的散热印刷电路板，其中所述内部金属层和所述上部绝缘层覆盖所述第一上部电路图案，使得所述第一上部电路图案不露到所述散热印刷电路板的外部。
8.一种散热印刷电路板的制造方法，其包括如下步骤：
分别用第一下部板和第一上部板镀敷第二下部层和第二上部层，其中所述第一下部板与所述第一上部板相对；
分别通过对所述第一下部板和所述第一上部板进行图案化，形成第一下部电路图案和第一上部电路图案；
在所述第一下部电路图案与所述第一上部电路图案之间形成金属芯、下部绝缘层和上部绝缘层；以及
分别通过对所述第二下部层和所述第二上部层进行图案化，形成第二下部电路图案和第二上部电路图案。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其中形成所述金属芯、所述下部绝缘层和所述上部绝缘层的步骤包括如下步骤：
在所述第一下部电路图案与所述第一上部电路图案之间插入所述金属芯；
在所述第一下部电路图案与所述金属芯之间填充所述下部绝缘层，并且在所述第一上部电路图案与所述金属芯之间填充所述上部绝缘层；以及
加热并加压所述金属芯、所述下部绝缘层和所述上部绝缘层。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其中加热并加压所述金属芯、所述下部绝缘层和所述上部绝缘层的步骤包括如下步骤：
用所述下部绝缘层填充在所述下部绝缘层中形成的蚀刻部，并且用所述上部绝缘层填充在所述上部绝缘层中形成的蚀刻部。
11.根据权利要求10所述的制造方法，其中：
所述下部绝缘层覆盖所述第一下部电路图案的侧面，并且
所述上部绝缘层覆盖所述第一上部电路图案的侧面。
12.根据权利要求8所述的制造方法，其还包括如下步骤：
在形成所述金属芯、所述下部绝缘层和所述上部绝缘层之后，
形成贯通所述金属芯、所述下部绝缘层、所述上部绝缘层、所述第一下部电路图案和所述第一上部电路图案的通孔；以及
形成覆盖由所述通孔露出的所述金属芯、所述下部绝缘层和所述上部绝缘层的侧面的内部金属层。
13.根据权利要求12所述的制造方法，其中所述金属芯、所述第一下部电路图案和所述第一上部电路图案含铝。
14.根据权利要求13所述的制造方法，其中所述第一下部电路图案和所述第一上部电路图案利用碱性蚀刻剂形成。
15.根据权利要求12所述的制造方法，其中所述第二下部电路图案、所述第二上部电路图案和所述内部金属层含铜。
16.根据权利要求12所述的制造方法，其中所述内部金属层和所述下部绝缘层覆盖所述第一下部电路图案，使得所述第一下部电路图案不露到所述散热印刷电路板的外部。
17.根据权利要求12所述的制造方法，其中所述内部金属层和所述上部绝缘层覆盖所述第一上部电路图案，使得所述第一上部电路图案不露到所述散热印刷电路板的外部。
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