CN105873369B - 一种印制电路板的制作方法和印制电路板 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种印制电路板的制作方法和一种印制电路板，所述印制电路板包括至少一积层，所述方法包括：在所述积层上开设至少一空槽，所述空槽位于所述印制电路板的高温区与低温区之间；对所述空槽进行金属化处理，以形成金属空槽；在向所述金属空槽内注入液体后密封所述金属空槽，所述封装有金属空槽的积层即形成印制电路板，使得所述金属空槽起到热管槽的作用，当印制电路板上的电路工作时，电路产生的热量能够通过热传导加热热管槽腔体，使得蒸馏水汽化温度降低，高温区热管内的蒸馏水汽化，吸收大量的热，汽化后的气体沿热管槽传播，到达低温区后，凝结成液体水，放出热量，实现对印制电路板的散热处理。

Description

一种印制电路板的制作方法和印制电路板

技术领域

本申请涉及印制电路板技术领域，特别是涉及一种印制电路板的制作方法和一种印制电路板。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board，印制电路板/印刷电路板)是一种重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，用以实现电子元器件的电气连接。随着电子产品向轻薄化发展，整机的厚度不断减小，使得单位面积PCB上集成的电路不断增多，PCB集成度的提高能够有效增加电子设备的性能，但是，高集成度电子设备的散热问题却是业界必须面对的一大难题。

过往电子设备主要通过强制风冷，液冷，散热片等方式来实现散热，随着技术的进步，利用电子器件的载体PCB进行散热成为了另一种散热方式。

目前，现有的利用PCB进行散热的方法是通过在PCB内部形成导热槽，并在导热槽体中填充相变导热材料，然后利用PCB材料(半固化片和铜)遮盖槽体，当电路工作温度升高时，通过填充材料的相变，实现将热量从温度高的地方导向温度低的地方。但是，导热槽中填充的相变材料由于无法与PCB材料完全融合，使得PCB在导热槽的轴线处强度较低，容易出现翘曲或断裂的风险；而且，相变材料在压入PCB时，也容易混入空气，在后续PCB热压以及SMT(Surface Mount Technolog，表面贴装技术)贴片过炉时，空气膨胀还会导致PCB爆板或者分层；进一步地，相变材料本身在受热相变时，会产生一定的形变以及体积变化，也容易出现爆板或者分层，严重影响产品的可靠性；并且，由于相变材料的导热系数较低，一般只有几十(W/m²·K)，使得前述技术的导热效率也较低。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种印制电路板的制作方法和相应的一种印制电路板。

依据本申请的一个方面，提供了一种印制电路板的制作方法，所述印制电路板包括至少一积层，所述方法包括：

对所述空槽进行金属化处理，以形成金属空槽；

在向所述金属空槽内注入液体后密封所述金属空槽，所述封装有金属空槽的积层即形成印制电路板。

可选地，所述空槽的槽底为所述积层某一内层的地网络铜平面。

可选地，在所述在所述积层上开设至少一空槽的步骤前，还包括：

对所述空槽涉及的层的半固化片和铜面进行预成型制作。

可选地，所述对所述空槽涉及的层的半固化片和铜面进行预成型制作的步骤包括：

在所述空槽涉及的层的半固化片和铜面的相应位置加工出所述空槽的平面形状。

可选地，所述在所述积层上开设至少一空槽的步骤包括：

对预成型的半固化片和铜面进行压合处理，以形成所需的空槽。

可选地，所述对所述空槽进行金属化处理，以形成金属空槽的步骤包括；

采用电镀过孔工艺，将所述空槽的槽底的地网络铜面与表层地网络铜面连接；以及，

在所述空槽的槽壁电镀一层金属，以形成金属空槽。

可选地，所述在所述空槽的槽壁电镀一层金属，以形成金属空槽的步骤包括：

在所述空槽的槽壁电镀一层铜，以形成金属空槽。

可选地，在所述在所述空槽的槽壁电镀一层铜，以形成金属空槽的步骤后，还包括：

采用阻焊成型工艺，在所述槽壁的顶部制作一圈焊盘。

可选地，在所述向所述金属空槽内注入液体的步骤前，还包括：

在所述金属空槽内放置一定体积的纤维束；

将金属空槽的槽盖焊接到所述槽壁的顶部的一圈焊盘上，所述槽盖的顶部具有一个或多个小孔。

可选地，所述纤维束通过如下步骤获得：

将易成型的金属纤维丝编织成纤维束；

将所述纤维束加工成与所述金属空槽相应的形状。

可选地，所述向所述金属空槽内注入液体的步骤包括：

通过所述槽盖顶部的一个或多个小孔，向金属空槽内注入液体。

可选地，所述液体为蒸馏水。

可选地，在所述密封所述金属空槽的步骤前，还包括：

通过所述槽盖顶部的一个或多个小孔，对所述金属空槽抽真空。

可选地，所述密封所述金属空槽的步骤包括：

将所述槽盖顶部的一个或多个小孔密封焊接，以形成密封金属空槽。

根据本申请的另一方面，提供了印制电路板，包括至少一积层以及封装在所述积层中的金属空槽，所述金属空槽位于所述印制电路板的高温区与低温区之间，所述金属空槽内密封有液体。

可选地，所述金属空槽的槽底为所述积层某一内层的地网络铜平面。

可选地，所述金属空槽内还放置有一定体积的纤维束。

可选地，所述纤维束由易成型的金属纤维丝编织而成，并被加工成与所述金属空槽相应的形状。

可选地，所述液体为蒸馏水。

根据本申请的一种印制电路板的制作方法可以通过在印制电路板的高温区与低温区之间开设一金属空槽，并在注入液体后密封所述金属空槽内，使得所述金属空槽起到热管槽的作用，从而当印制电路板上的电路工作时，电路产生的热量能够通过热传导加热热管槽腔体，由于腔体内气压极低，使得蒸馏水汽化温度降低，因此高温区热管内的蒸馏水汽化，吸收大量的热，汽化后的气体沿热管槽传播，到达低温区后，凝结成液体水，放出热量，完成热量从高温区向低温区的高效转移，实现对印制电路板的散热处理。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本申请一个实施例的一种印制电路板的制作方法实施例的步骤流程图；

图2示出了本申请的一种印制电路板的俯视结构图；

图3示出了根据本申请另一个实施例的一种印制电路板的制作方法实施例的步骤流程图；

图4示出了根据本申请又一个实施例的一种印制电路板的制作方法实施例的步骤流程图；以及，

图5示出了本申请的一种印制电路板的切面示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参照图1，示出了根据本申请一个实施例的一种印制电路板的制作方法实施例的步骤流程图，所述印制电路板包括至少一积层，所述方法具体可以包括如下步骤：

步骤101，在所述积层上开设至少一空槽；

在本申请实施例中，所述积层可以是由半固化片和芯板经过预制作所形成的，一个或多个积层经过压合、成型等制作流程即可以形成印制电路板。

因此，本申请实施例中，首先可以对所述空槽涉及的层的半固化片和铜面进行预成型制作。

在具体实现中，可以按照阶梯板PCB的标准制作工艺在所述空槽涉及的层的半固化片和铜面的相应位置加工出所述空槽的平面形状，然后对上述半固化片和铜面进行热压合成型，并采用标准的多层板PCB制作工艺加工未涉及空槽的其他中间层铜面和半固化片，以形成电路板积层。

然后，可以根据PCB板的布局，规划热管槽体的轴向走向，按照从高功耗器件密集区域向低功耗区域规划热管槽体走向，将所述空槽开设于印制电路板的高温区与低温区之间。以便于通过所述空槽对印制电路板进行散热处理。所述高温区是印制电路板的功耗密集区域，该区域通常包括有多个高度集成的电子元件或电路。如图2所示，是本申请的印制电路板俯视结构图，其中S1为印制电路板的高温区，S2为印制电路板的低温区，S3为所开设的空槽。

在本申请的一种优选实施例中，所述在所述积层上开设至少一空槽的步骤具体可以包括如下子步骤：

子步骤1011，对预成型的半固化片和铜面进行压合处理，以形成所需的空槽。

在具体实现中，可以将所述空槽所涉及层的半固化片和铜面对准，压合，加热，以将半固化片和铜面固定到PCB上，通过多次压合形成需要的开设有所述空槽的PCB叠层结构。

在本申请实施例中，所述空槽的槽底可以是所述积层某一内层的地网络铜平面。

步骤102，对所述空槽进行金属化处理，以形成金属空槽；

在具体实现中，可以采用表层电镀过孔工艺，将空槽槽底的地网络铜面和表层地网络铜面连接，在空槽槽壁形成一层可靠的铜面，以形成金属空槽。其中铜面厚度可以通过电镀时间控制。

步骤103，在向所述金属空槽内注入液体后密封所述金属空槽，所述封装有金属空槽的积层即形成印制电路板。

在本申请实施例中，可以向所述金属空槽内注入液体，例如蒸馏水，然后密封所述金属空槽。所述金属空槽即可用于印制电路板的散热处理。

在本申请实施例中，通过在印制电路板的高温区与低温区之间开设一金属空槽，并在注入液体后密封所述金属空槽内，使得所述金属空槽起到热管槽的作用，从而当印制电路板上的电路工作时，电路产生的热量能够通过热传导加热热管槽腔体，由于腔体内气压极低，使得蒸馏水汽化温度降低，因此高温区热管内的蒸馏水汽化，吸收大量的热，汽化后的气体沿热管槽传播，到达低温区后，凝结成液体水，放出热量，完成热量从高温区向低温区的高效转移，实现对印制电路板的散热处理。

参照图3，示出了根据本申请另一个实施例的一种印制电路板的制作方法实施例的步骤流程图，所述印制电路板包括至少一积层，所述方法具体可以包括如下步骤：

步骤301，对所述空槽涉及的层的半固化片和铜面进行预成型制作；

在具体实现中，可以按照阶梯板PCB的标准制作工艺在所述空槽涉及的层的半固化片和铜面的相应位置加工出所述空槽的平面形状，然后对上述半固化片和铜面进行热压合成型，并采用标准的多层板PCB制作工艺加工未涉及空槽的其他中间层铜面和半固化片，以形成电路板积层。

步骤302，对预成型的半固化片和铜面进行压合处理，以形成所需的空槽；

在具体实现中，可以将所述空槽所涉及层的半固化片和铜面对准，压合，加热，以将半固化片和铜面固定到PCB上，通过多次压合形成需要的开设有所述空槽的PCB叠层结构。

步骤303，采用电镀过孔工艺，将所述空槽的槽底的地网络铜面与表层地网络铜面连接；以及，在所述空槽的槽壁电镀一层金属，以形成金属空槽；

在具体实现中，可以采用金属铜对所述空槽的槽壁进行电镀处理，并将空槽的槽底的地网络铜面与表层地网络铜面连接，形成金属空槽。

步骤304，在所述金属空槽内放置一定体积的纤维束；

在本申请实施例中，所述纤维束可以采用金属纤维丝编织而成。具体的，可以将易成型的金属纤维丝编织成纤维束，然后将所述纤维束加工成与所述金属空槽相应的形状，并将所述纤维束放入所述金属空槽中。

步骤305，向所述金属空槽内注入液体；

在本申请实施例中，所述液体可以是蒸馏水。

步骤306，密封所述金属空槽，所述封装有金属空槽的积层即形成印制电路板。

在本申请实施例中，通过向金属空槽中放置一定体积的纤维束，当热量从高温区完成向低温区的转移后，凝结后的液体水可以沿纤维束所形成的毛细结构，回流到高温区。如此循环，不断地将热量从高温区转移至低温区。

参照图4，示出了根据本申请又一个实施例的一种印制电路板的制作方法实施例的步骤流程图，所述印制电路板包括至少一积层，所述方法具体可以包括如下步骤：

步骤401，对所述空槽涉及的层的半固化片和铜面进行预成型制作；

步骤402，对预成型的半固化片和铜面进行压合处理，以形成所需的空槽；

在具体实现中，可以按照阶梯板PCB的标准制作工艺在所述空槽涉及的层的半固化片和铜面的相应位置加工出所述空槽的平面形状，然后对上述半固化片和铜面进行热压合成型，并采用标准的多层板PCB制作工艺加工未涉及空槽的其他中间层铜面和半固化片，以形成电路板积层。

然后，可以根据PCB板的布局，规划热管槽体的轴向走向，按照从高功耗器件密集区域向低功耗区域规划热管槽体走向，将所述空槽开设于印制电路板的高温区与低温区之间。以便于通过所述空槽对印制电路板进行散热处理。所述高温区是印制电路板的功耗密集区域，该区域通常包括有多个高度集成的电子元件或电路。

步骤403，采用电镀过孔工艺，将所述空槽的槽底的地网络铜面与表层地网络铜面连接；以及，在所述空槽的槽壁电镀一层金属，以形成金属空槽；

步骤404，采用阻焊成型工艺，在所述槽壁的顶部制作一圈焊盘；

在本申请实施例中，当完成金属空槽的制作后，可以在槽壁顶部制作一圈焊盘，作为焊接密封金属空槽槽盖使用。在具体实现中，可以采用标准的PCB阻焊成型工艺，围绕金属空槽制作一圈地网络焊盘。

步骤405，在所述金属空槽内放置一定体积的纤维束；

在本申请实施例中，所述纤维束可以采用金属纤维丝编织而成。具体的，可以将易成型的金属纤维丝编织成纤维束，然后将所述纤维束加工成与所述金属空槽相应的形状，并将所述纤维束放入所述金属空槽中。

步骤406，将金属空槽的槽盖焊接到所述槽壁的顶部的一圈焊盘上，所述槽盖的顶部具有一个或多个小孔；

在具体实现中，可以采用金属冲压工艺，将金属片加工成与金属空槽形状对应的盖状结构，并在盖状结构顶部开设一个或多个小孔，然后采用标准SMT回流焊工艺将此盖状结构焊接到对应的金属空槽盖的焊盘上，使之与金属空槽形成一个带开孔的热管腔体。

步骤407，通过所述槽盖顶部的一个或多个小孔，向金属空槽内注入液体；

在具体实现中，可以通过金属空槽槽盖顶部的一个或多个小孔，向金属空槽内注入蒸馏水。

步骤408，通过所述槽盖顶部的一个或多个小孔，对所述金属空槽抽真空；

在本申请实施例中，在向金属空槽内注入蒸馏水后，可以继续通过金属空槽槽盖顶部的一个或多个小孔，将热管内的空气抽干净，以降低热管内的气压。

步骤409，将所述槽盖顶部的一个或多个小孔密封焊接，以形成密封金属空槽。

在具体实现中，通过密封焊接槽盖顶部的一个或多个小孔，可以对抽真空后的金属空槽进行密封，以形成密封的低气压热管腔体。

如图5所示，是根据步骤301-309所完成的本申请的一种印制电路板的切面示意图，其中，A1是所述金属空槽槽盖顶部开设的一个小孔，A2是用于密封焊接所述小孔的焊接点，A3是金属空槽槽盖，A4是金属空槽的槽壁，A5是毛细纤维束，A6是印制电路板阻焊层，A7是注入所述金属空槽的蒸馏水，A8和A9则分别是用于制作印制电路板的铜层和半固化片。

在本申请实施中，通过采用已有的PCB阶梯板工艺在印制电路板的相应位置生成导热槽，槽壁镀铜，槽顶通过焊接对应形状的金属盖板，和印制电路板上的槽体形成金属空腔，对该空腔充入蒸馏水并抽真空，以形成金属热管，由于金属热管的导热系数很高，可以达到几千(W/㎡·K)，比普通相变材料高数个数量级，是普通金属的几十倍，可以实现高效率的导热；其次，导热槽的金属盖板能够有效加固因空槽开槽所导致的强度降低，保证印制电路板的整体强度；第三，本申请实施例中可以仅在导热槽中注入蒸馏水，无需填充其他导热材料，有效降低了已有技术使用相变材料的成本。

对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本申请实施例所必须的。

本申请还具体公开了一种印制电路板，包括至少一积层以及封装在所述积层中的金属空槽，所述金属空槽位于所述印制电路板的高温区与低温区之间，所述金属空槽内密封有液体。

在本申请实施例中，所述金属空槽的槽底可以为所述积层某一内层的地网络铜平面。

在本申请实施例中，所述金属空槽内还可以放置有一定体积的纤维束，所述纤维束可以由易成型的金属纤维丝编织而成，并被加工成与所述金属空槽相应的形状。

在本申请实施例中，所述印制电路板的金属空槽内密封的液体可以是蒸馏水。

在本申请实施例中，所述金属空槽可以用于对所述印制电路板进行散热处理。

对于产品实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。

Claims (14)

1.一种印制电路板的制作方法，所述印制电路板包括至少一积层，所述方法包括：

在所述积层上开设至少一空槽，所述空槽位于所述印制电路板的高温区与低温区之间；

对所述空槽进行金属化处理，以形成金属空槽；

在所述金属空槽内放置一定体积的纤维束；

将金属空槽的槽盖焊接到槽壁的顶部的一圈焊盘上，所述槽盖的顶部具有一个或多个小孔；

在向所述金属空槽内注入液体后密封所述金属空槽，封装有金属空槽的积层即形成印制电路板；

在所述在所述积层上开设至少一空槽的步骤前，还包括：

在所述空槽涉及的层的半固化片和铜面的相应位置加工出所述空槽的平面形状；

所述在所述积层上开设至少一空槽的步骤包括：

对预成型的半固化片和铜面进行压合处理，以形成所需的空槽。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空槽的槽底为所述积层某一内层的地网络铜平面。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述空槽进行金属化处理，以形成金属空槽的步骤包括；

采用电镀过孔工艺，将所述空槽的槽底的地网络铜面与表层地网络铜面连接；以及，

在所述空槽的槽壁电镀一层金属，以形成金属空槽。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述空槽的槽壁电镀一层金属，以形成金属空槽的步骤包括：

在所述空槽的槽壁电镀一层铜，以形成金属空槽。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述在所述空槽的槽壁电镀一层铜，以形成金属空槽的步骤后，还包括：

采用阻焊成型工艺，在所述槽壁的顶部制作一圈焊盘。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维束通过如下步骤获得：

将易成型的金属纤维丝编织成纤维束；

将所述纤维束加工成与所述金属空槽相应的形状。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述向所述金属空槽内注入液体的步骤包括：

通过所述槽盖顶部的一个或多个小孔，向金属空槽内注入液体。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述液体为蒸馏水。

9.如权利要求6或7或8所述的方法，其特征在于，在所述密封所述金属空槽的步骤前，还包括：

通过所述槽盖顶部的一个或多个小孔，对所述金属空槽抽真空。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述密封所述金属空槽的步骤包括：

将所述槽盖顶部的一个或多个小孔密封焊接，以形成密封金属空槽。

11.一种印制电路板，包括至少一积层以及封装在所述积层中的金属空槽，所述金属空槽位于所述印制电路板的高温区与低温区之间，所述金属空槽内密封有液体；其中，所述空槽为在所述空槽涉及的层的半固化片和铜面的相应位置加工出所述空槽的平面形状后，对预成型的半固化片和铜面进行压合处理，以形成的空槽；

所述金属空槽内还放置有一定体积的纤维束；

金属空槽的槽盖焊接于槽壁的顶部的一圈焊盘上，所述槽盖的顶部具有一个或多个小孔。

12.如权利要求11所述的印制电路板，其特征在于，所述金属空槽的槽底为所述积层某一内层的地网络铜平面。

13.如权利要求11所述的印制电路板，其特征在于，所述纤维束由易成型的金属纤维丝编织而成，并被加工成与所述金属空槽相应的形状。

14.如权利要求11或12或13所述的印制电路板，其特征在于，所述液体为蒸馏水。