CN105764244B - 线路板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子线路领域，特别是涉及线路板及其制造方法，线路板包括具有多个线路层和多个绝缘层的板体，还包括铜皮和导热涂层，每一铜皮设置于一线路层的边缘区域并与线路层内的接地铜面连接；导热涂层包裹于板体的上表面和下表面的边缘区域，以及连接上表面和下表面的侧面，且导热涂层与各铜皮连接。线路板的制造方法包括设置、表面处理、销切以及喷涂等步骤。上述线路板及其制造方法，通过导热涂层与线路板的各线路层的接地铜面连接，形成三维散热的方式，增加了散热面积，通过导热涂层将线路板内层线路产生的热量快速传递散发至板体外，降低线路板起泡、分层等不良缺陷，提高线路板可靠性能，为电子产品轻薄小化提供有效的解决方案。

Description

线路板及其制造方法

技术领域

本发明涉及电子线路领域，特别是涉及线路板及其制造方法。

背景技术

随着科技的发展，电子产品朝向轻薄小化的趋势发展。然而，电子产品核心部件的散热问题制约着轻薄小化的发展，特别线路板因轻薄小化的改变致使其散热面积大幅变小，其可靠性能问题也成为电子产品轻薄小化的制约因素。

因线路板面积的缩小，其表面散热效果也随着变差，导致线路板上的元器件所产生的热量不能快速地散发出去，影响线路板的可靠性能，使其大受影响，导致线路板工作温度大幅上升，影响元器件正常工作，更为严重地，线路板特别是多层板会出现层间起泡、分层等不良现象，直接导致电子产品失效。

发明内容

基于此，有必要针对如何提高散热效率的问题，提供一种线路板及其制造方法。本发明的线路板的技术方案为：

一种线路板，包括具有多个线路层和多个绝缘层的板体，线路层与绝缘层交替层叠设置，还包括：与所述线路层数量相同的若干铜皮，每一所述铜皮设置于一所述线路层的边缘区域并与所述线路层内的接地铜面连接；导热涂层，所述导热涂层包裹于所述板体的上表面和下表面的边缘区域，以及连接所述上表面和所述下表面的侧面，且所述导热涂层与各所述铜皮连接。

现以具体实施例，对该技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述导热涂层采用纳米陶瓷材料制成。

在其中一个实施例中，所述导热涂层的厚度为15-20微米。

在其中一个实施例中，所述线路层的周缘具有轮廓线，所述铜皮以所述轮廓线为界向内延伸3-5mm设置。

在其中一个实施例中，所述线路层具有经棕化处理后的粗糙表面。

在其中一个实施例中，所述导热涂层喷涂设置于所述铜皮的表面。

本发明的线路板的制造方法的技术方案为：

一种线路板的制造方法，用于制造上述线路板，包括如下步骤：

设置步骤：以线路层的周缘轮廓为界线，朝外延伸设置第一宽度的外铜皮，朝内延伸设置第二宽度的内铜皮；

表面处理步骤：对各线路层的表面进行棕化处理；

销切步骤：沿线路层的周缘轮廓铣除外铜皮，以使板体侧面呈露铜状态；

喷涂步骤：对板体的上表面和下表面的边缘区域，以及连接所述上表面和所述下表面的侧面喷涂预设厚度的导热材料。

现以具体实施例，对该技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，在所述设置步骤之前还包括初始步骤：设置线路层的周缘轮廓距离绝缘层的周缘轮廓为预设间距。

在其中一个实施例中，在所述销切步骤之前还包括压合步骤：根据预设层叠次序，将各线路层和各绝缘层压合。

在其中一个实施例中，所述导热材料为纳米陶瓷材料。

上述线路板及其制造方法，通过导热涂层与线路板的各线路层的接地铜面连接，形成三维散热的方式，增加了散热面积，同时可通过导热涂层将线路板内层线路产生的热量快速传递散发至板体外部，降低板体的温度，降低线路板起泡、分层等不良缺陷，提高线路板可靠性能，为电子产品轻薄小化提供有效的解决方案。

附图说明

图1为本发明一实施例线路板的结构示意图；

图2为线路层加工前的局部放大示意图；

图3为本发明一实施例线路板的制造方法的步骤示意图；

图4为本发明另一实施例线路板的结构示意图；

图5为四层板压合前的层叠结构分解图；

图6为内层芯板结构示意图；

图7为图5的层叠结构经压合后形成的四层铜层覆铜板；

图8为图7依外层线路设计经蚀刻后具有线路图形的四层板；

图9为图8的四层板经CNC工艺成型后的线路板。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1，其为本发明一实施例线路板的结构示意图，线路板10包括板体101、若干铜皮102以及导热涂层103。

板体101具有多个线路层110和多个绝缘层120。线路层110与绝缘层120交替层叠设置。线路层110具有接地铜面111。

若干铜皮102的数量与线路层110的数量相同，每一铜皮102设置于一线路层110的边缘区域并与线路层110内的接地铜面111连接。

导热涂层103包裹于板体101的上表面和下表面的边缘区域，以及连接所述上表面和所述下表面的侧面且导热涂层103与各铜皮102连接。

如此，通过导热涂层与线路板的各线路层的接地铜面连接，形成三维散热的方式，增加了散热面积，同时可通过导热涂层将线路板内层线路产生的热量快速传递散发至板体外部，降低板体的温度，降低线路板起泡、分层等不良缺陷，提高线路板可靠性能，为电子产品轻薄小化提供有效的解决方案。

可以理解，由于板体涂有纳米陶瓷涂层形成三维立体散热的特点，为增加其他辅助散热方案提供了更多的选择。例如，板体侧边的纳米陶瓷涂层可再与金属机壳相连，即纳米陶瓷涂层的热量传导至金属机壳，进一步增加了散热的效率。

进一步的，例如，各所述铜皮相互连接，形成一个整体的导热结构，以提高散热效率；又如，每一铜皮设置于一线路层的边缘区域并与线路层内的接地铜面一体设置，使得铜皮与接地铜面直接连接，将使接地铜面产生的热量快速导出，进一步地提高线路板整体的散热效率。

为有效利用铜面提高散热效率，进一步的，每一线路层内的铜面延伸至外部形成所述铜皮，在形成电路时将接地铜面之外的铜面与所述铜皮绝缘设置，这样，可以获得较大面积的铜面进行散热。

进一步的，线路层具有经棕化处理后的粗糙表面。粗糙表面是指线路层中的铜面经过棕化处理后所铜面形成有氧化层的线路层。需要说明的是，棕化处理是指在内层铜箔表面生成一层氧化层，以提升多层线路板在压合时铜箔和环氧树脂之间的接合力，例如采用黑氧化及棕氧化等的棕化处理以实现本实施例的对线路层表面进行棕化处理，以使铜层表面变粗糙，增强层间结合力。

为保证电路板的正常散热，例如，各所述铜皮之间至少具有部分所述导热涂层。也即导热涂层与各所述铜皮之间至少存在连接关系，以保证各所述铜皮的散热均可通过导热涂层散发至外周围，从而有效地提高散热效率。导热涂层103采用纳米陶瓷材料制成。可以理解，由于纳米陶瓷涂料具有高导性能以及具有对金属铜及环氧树脂的良好附着性能等特性，使线路板从平面发热到立体三维多面散热方式的转变，特别是将多层板的内层线路的热量能引出到板体外部，从而使得线路板进行全方位的散热，有效地提高了散热效率。

例如，板体具有多个线路层和多个绝缘层。线路层与绝缘层交替层叠设置，在最下层设置有延伸结构，用于支撑延伸出来的各所述铜皮；例如，各所述铜皮叠置于所述延伸结构上；为了更好地固定各所述铜皮，提升线路板的结构强度，例如，所述延伸结构具有至少一固定位，各所述铜皮叠置形成一个叠皮体，且所述叠皮体固定于至少一固定位。

进一步的，所述延伸结构具有若干固定位，所述叠皮体固定于各所述固定位。又如，还设置穿杆，各所述铜皮对应设置有穿孔，所述穿杆穿设各所述穿孔，并固定于至少一所述固定位。又如，所述穿杆为U形，其倒置穿杆穿设两列所述穿孔并固定于两个所述固定位。这样，可以获得稳固的、散热性能极好的线路板。又如，还设置一卡槽，其具有底面及两个侧面，其中一侧面设置有多个平行的凹槽，每一凹槽容置一所述铜皮的部分，所述卡槽固定于所述延伸结构；例如，所述卡槽的底面固定于所述延伸结构；这样，无论如何震动，都能够避免铜皮牵扯线路板每一线路层内的铜面。

例如，卡槽为铜制品，又如，卡槽的所有表面均设有导热涂层，例如，卡槽的所有表面均涂覆有导热涂层。又如，卡槽的另一侧面还设置有散热片、散热风扇或者散热管，这样的结构具有极好的散热效果，特别适合集成度高、发热量大的线路板及其应用。例如，所述最下层为绝缘层，该绝缘层设置有延伸结构。

一实施例中，导热涂层103的厚度为15-20微米。本实施例中，导热涂层103的厚度为150微米。如此，利用纳米陶瓷涂层具有的强附着力、良好的导热性能及良好的绝缘性能，且其经UV热固后具有7-8H硬度，能紧附于板体及铜质导体表面，坚固性能良好，从而提高散热效率。

请参阅图2，其为线路层110加工前的局部放大示意图，加工前的线路层110的周缘具有轮廓线112。铜皮102包括外延部1021和内延部1022。外延部1021以轮廓线112为界朝外延伸0.3-0.5mm设置，本实施例中，外延部1021以轮廓线朝外延伸0.5mm的宽度。内延部1022以轮廓线112为界向内延伸3-5mm设置，本实施例中，内延部1022以轮廓线朝内延伸5mm。优选的，外延部1021和内延部1022一体成型。结合图1和图2，优选的，导热涂层103喷涂设置于铜皮102的内延部1022的表面。需要说明的是，图1所示实施例为加工好的线路板，其中线路板的铜皮的外延部分已经被切除，只有内延部分的铜皮。

在一个加工过程中，沿着轮廓线112对铜皮102的外延部1021进行销切，以留下铜皮102的内延部1022，也即暴露出内延部1022的截面，其目的在于保证线路板经CNC成型后保持露铜状态，使得线路层与绝缘层交替层叠设置形成的板体的侧面中具有露置的铜皮102，进而可使导热涂层103与该露置的铜皮102接触并附着与该露置的铜皮102上，使得导热涂层与各层铜皮之间形成“E”字型的连接结构，加快散热速度，提高散热效率。

进一步的，铜皮102的外延部1021和内延部1022均为围绕线路板轮廓线而设计，其中外延部1021与线路板轮廓线相切，板体边缘的铜皮与每层线路层110具有的接地铜面111即原有设计的接地点例如大铜面形成连接，以使线路层产生的热量经由接地铜面传导至铜皮，最后经导热涂层散发至外周围，提高散热效率。

值得一提的是，对于上述的述线路板，本发明还涉及一些制造该线路板的方法，请参阅图3，其为本发明一实施例线路板的制造方法的步骤示意图，该线路板的制造方法包括如下步骤：

设置步骤S31：以线路层的周缘轮廓为界线，朝外延伸设置第一宽度的外铜皮，朝内延伸设置第二宽度的内铜皮。

表面处理步骤S32：对各线路层的表面进行棕化处理。

销切步骤S33：沿线路层的周缘轮廓铣除外铜皮，以使板体侧面呈露铜状态。

喷涂步骤S34：对板体的上表面和下表面的边缘区域，以及连接所述上表面和所述下表面的侧面喷涂预设厚度的导热材料。

进一步的，在所述设置步骤之前还包括初始步骤：设置线路层的周缘轮廓距离绝缘层的周缘轮廓为预设间距。具体的，线路板铜层设计距离线路板成型轮廓线保持一定间距，例如0.5mm，此间距设计目的为防止线路板成型加工线路层露铜。

进一步的，在所述销切步骤之前还包括压合步骤：根据预设层叠次序，将各线路层和各绝缘层压合。经压合后的线路板具有稳定的板状结构，有利于后续电子元器件的安装。

下面以四层线路板为例，对本发明作出进一步地说明。所述的四层线路板即为具有四线路层的线路板。

请参阅图4，其为本发明另一实施例线路板的结构示意图，线路层包括两外层线路113和两内层线路114。轮廓线112为线路板体外部型的轮廓线。线路层内的覆铜区域115距离轮廓线112有预设间距。例如，该预设间距为0.5mm，以防止线路板成型加工后线路层露铜。

请参阅图5，其为四层板压合前的层叠结构分解图，其包括两外层铜箔(未经蚀刻前的状态)009、两粘结片008、内层芯板007。粘结片008采用P片(俗称半固化片，具有绝缘性)，高温压合后使各层线路粘结起形起一块四层线路(铜层)的覆铜板。

需要说明的是，外层铜箔蚀刻后形成外层线路113，如图6，内层芯板007包括具有一定厚度的绝缘介质010以及两内层线路114，其直接采用符合要求的双面覆铜板依内层线路114设计蚀刻而得。优选的，内层线路的线路铜层表面经棕化处理以使得铜层表面粗糙，增强层间结合力。此外，绝缘介质010以及两粘结片008硬化后形成的绝缘层可隔绝多个线路层之间的电性连接。

请参阅图7，其为图5层叠结构经压合后四层铜层覆铜板，该经压合后的四层铜层覆铜板的结构与图5相同，其包括两层外层铜箔009，两层粘结片008、两内层线路114以及绝缘介质010。

请参阅图8，其为图7依外层线路设计经蚀刻后具有线路图形的四层板，其包括两层外层线路113，两层绝缘层120、两内层线路114以及绝缘介质010。

请参阅图8，其为图8经CNC(Computer Numerical Control，数控机床)工艺成型后的线路板，即沿着线路板轮廓线铣掉板边余料，以使得板体的边缘区域001平整，以便于喷涂导热涂层。

请参阅图1，结合图4至图9，在图9工艺的基础上在线路板截面(也即图9示出的边缘区域001)及内延部1022表面涂上一层15-20微米导热纳米陶瓷涂层。如此，由于纳米陶瓷涂层具有强附着力、有良好的导热性能及良好的绝缘性能，其经UV热固后具有7-8H硬度，能紧附于板体及铜质导体表面，坚固性能良好，从而提高产品散热的可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种线路板，包括具有多个线路层和多个绝缘层的板体，线路层与绝缘层交替层叠设置，其特征在于，还包括：

与所述线路层数量相同的若干铜皮，每一所述铜皮设置于一所述线路层的边缘区域并与所述线路层内的接地铜面连接；

导热涂层，所述导热涂层包裹于所述板体的上表面和下表面的边缘区域，以及连接所述上表面和所述下表面的侧面，且所述导热涂层与各所述铜皮连接，所述导热涂层喷涂设置于所述铜皮的表面。

2.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述导热涂层采用纳米陶瓷材料制成。

3.根据权利要求2所述的线路板，其特征在于，所述导热涂层的厚度为15-20微米。

4.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述线路层的周缘具有轮廓线，所述铜皮以所述轮廓线为界向内延伸3-5mm设置。

5.根据权利要求4所述的线路板，其特征在于，所述线路层具有经棕化处理后的粗糙表面。

6.一种线路板的制造方法，用于制造上述线路板，其特征在于，包括如下步骤：

设置步骤：以线路层的周缘轮廓为界线，朝外延伸设置第一宽度的外铜皮，朝内延伸设置第二宽度的内铜皮；

表面处理步骤：对各线路层的表面进行棕化处理；

销切步骤：沿线路层的周缘轮廓铣除外铜皮，以使板体侧面呈露铜状态；

喷涂步骤：对板体的上表面和下表面的边缘区域，以及连接所述上表面和所述下表面的侧面喷涂预设厚度的导热材料，且导热材料与各铜皮连接。

7.根据权利要求6所述的线路板的制造方法，其特征在于，在所述设置步骤之前还包括初始步骤：设置线路层的周缘轮廓距离绝缘层的周缘轮廓为预设间距。

8.根据权利要求6所述的线路板的制造方法，其特征在于，在所述销切步骤之前还包括压合步骤：根据预设层叠次序，将各线路层和各绝缘层压合。

9.根据权利要求6所述的线路板的制造方法，其特征在于，所述导热材料为纳米陶瓷材料。