CN107995778A - 一种中空内埋式盲槽散热板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中空内埋式盲槽散热印刷电路板的制备方法，在传统的印刷电路板内某一深度处增设埋设层，在其内设置作为冷却液微流道槽的盲槽，盲槽的顶部和底部均抵接所述印刷电路板的刚性层，在所述印刷电路板上设置多个与所述盲槽相通的盲孔，所述多个盲孔中包括内部填充有散热物质的散热孔和一个液体入孔和一个液体出孔，冷却液由液体入孔进入，从液体出孔溢出，带走热量。采用本发明的方法制备的印刷电路板内设散热盲槽，不影响外观，散热效果持续、稳定，是印刷电路板技术领域的重大突破。本发明之方法简单易行，适于推广。

Description

一种中空内埋式盲槽散热板的制备方法

技术领域

本发明涉及一种印刷电路板制备领域，尤其涉及一种内部埋设有散热槽的印刷电路板及其制备方法。

背景技术

近年来，随着微电机系统的不断发展，微尺度下的传热和流动受到广泛的关注，它有超强的换热效果，较好的安全性，不存在渗漏现象，流动液体散热效果好。激发了人们对微流动特性的研究兴趣，微通道已经广泛应用于制造热交换器，热发生器，打印机喷头，反应物传输和颗粒分离等方面，具有非常大的发展前景。

上述产品均需要使用到线路板模块，目前行业中主要满足散热效果的线路板产品，大都通过铝基、铜基等金属基板导热，以达到散热的目的，市面上常见的金属基板，已经无法满足微电机系统复杂的设计。往往需要通过在线路板中设计微通道，使冷却液类液体注入微通道流动进行散热，从而满足散热要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有更好的散热效果的印刷电路板。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种中空内埋式盲槽散热印刷电路板，其包括印刷电路板本体，所述印刷电路板本体内某一深度处设有埋设层，其内埋设有作为冷却液微流道槽的盲槽，所述盲槽设有穿透所述印刷电路板的多个盲孔，所述多个盲孔中包括内部填充有散热物质的散热孔和一个液体入孔和一个液体出孔；冷却液由所述液体入孔进入所述盲槽，由所述液体出孔溢出带走热量，冷却液在所述盲槽内流动过程中，所述散热孔内的散热物质同时将冷却液所携带的热量传导到印刷电路板外部。

所述散热物质为铜浆或银浆。

所述微流道槽为水平槽。

所述液体入孔和液体出孔分别开设于所述盲槽的两端。

所述盲槽设置于所述埋设层内，所述埋设层为一层或多层不流动或低流动半固化片叠合而成，或者，由上下两层不流动或低流动半固化片及夹设于其间的不设铜层的刚性板即光板叠合而成。

所述埋设层以上的印刷电路板为上层板，以下为下层板，所述盲槽的顶面和底面分别抵接所述上层板的底面和所述下层板的顶面，所述上层板的底面和所述下层板的顶面均为刚性层；所述上层板的底面和下层板的顶面的与所述盲槽的顶面和底面接触及邻近的部分需要局部镀金处理，即设有镀金层，镀金范围为略大于所述盲槽的边缘，即镀金面积大于盲槽与所述上层板接触的面积。这样设计的目的是防止后续压完板后流程中药水通过所述盲槽的所述液体出入孔进入盲槽内腐蚀散热物质造成开路。

所述镀金层的厚度≥0.5um，优选3um。

所述镀金层较所述盲槽的每一边缘均大0.2-2.0mm。

本发明还提供一种中空内埋式盲槽散热印刷电路板的制备方法，所述印刷电路板包括：印刷电路板本体及设置于印刷电路板本体内某一深度处的埋设层，印刷电路板本体由所述埋设层之上的上层板和之下的下层板构成，所述埋设层内埋设有作为冷却液微流道槽的盲槽，所述盲槽的顶部和底部分别抵接所述上层板的底部和下层板的顶部，所述盲槽设有穿透至所述印刷电路板表面的多个盲孔，所述多个盲孔中包括内部填充有散热物质的散热孔和一个液体入孔和一个液体出孔；

其特征在于，包括以下步骤：

按照常规印刷电路板制备方法制备所述上层板，其间，对所述上层板的底面的与所述盲槽的顶面相接触的部分及该接触部分周围的部分均做镀金处理；

按照常规印刷电路板制备方法制备所述下层板，其间，对所述下层板的顶面的与所述盲槽的底面相接触的部分及该接触部分周围的部分均做镀金处理；

在上述步骤中，将所述上层板的底面和所述下层板的顶面均设为刚性层；

在所述上层板和/或下层板的制备过程中，在层压后的步骤中钻设出多个所述盲孔，在将作为所述散热孔的盲孔内填塞散热物质，将作为液体出孔和液体入孔的盲孔不予处理使之与盲槽相通；

制备所述埋设层，其间，包括制备所述盲槽；

将所述上层板、埋设层及下层板顺序对位叠合后压合，使所述盲槽的顶面和底面分别抵接所述上层板的底面和所述下层板的顶面。

所述埋设层为一层或多层不流动或低流动半固化片叠合而成，或者，由上下两层不流动或低流动半固化片及夹设于其间的不设铜层的刚性板即光板叠合而成，所述盲槽贯通所述埋设层，所述的制备所述盲槽，包括：在所述埋设层上开槽。

当所要制备的所述埋设层由上下两层不流动或低流动半固化片及夹设于其间的光板叠合而成时，所述的制备所述盲槽，包括对所述上下两层不流动或低流动半固化片及夹设于其间的不设铜层的光板均做制槽操作。在对所述不流动或低流动半固化片的制槽过程中，使所述槽的每一边缘均相对于其对应的所述光板的槽的边缘内缩，使得该半固化片上的槽径略大于其所对应的光板上的槽径。所述半固化片的所述槽的每一边缘均较其所对应的所述光板的所述槽的边缘内缩0.3-1.0mm。

优选的，所述镀金层的厚度≥0.5um。

优选的，所述镀金层的每一边缘均超出其所对应的盲槽的边缘0.2-2.0mm。

优选的，所述散热物质为铜浆或银浆。

优选的，所述上层板和下层板均为多层板；或均为单层板或双层板；或上层板和下层板之一为多层板，另一为单层板或双层板。

优选的，将所述液体入孔和液体出孔设置于盲槽的两端。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明开创了一种新的线路板散热方式，并提供了采用该方式的线路板结构，实现该方式的印刷电路板的制备方法，在传统的印刷电路板内某一深度处增设埋设层，在其内设置作为冷却液微流道槽的盲槽，盲槽顶部和底部均与印刷电路板的刚性层抵接，在所述印刷电路板上设置多个与所述盲槽相通的散热盲孔及冷却液的出入孔，本发明的设计不影响印刷电路板的外观，也不受外界环境影响，器件安装后，从液体入孔注入冷却液，冷却液进入板内微通道(盲槽)路径，冷却液走完所有微通道(盲槽)后从液体流出孔流出，板内器件运作时产生的热同时被冷却液带走，以此循环往复，达到散热的目的，同时，多个散热盲孔同时发挥散热效果，使得整个产品效果持续、稳定，是印刷电路板技术领域的重大突破。

附图说明

图1为本发明实施例一的印刷电路板的原理结构示意图。

图2为本发明实施例二的印刷电路板的原理结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式对本发明及其有益效果作进一步详细说明，但是，本发明的具体实施方式并不局限于此。

实施例一：

本实施方式提供一种中空内埋式盲槽散热印刷电路板，其包括印刷电路板本体，所述印刷电路板本体如图1所示，为十二层板结构，所述多层板的某一深度处为埋设层3，该埋设层之上为刚性板1，该埋设层之下为刚性板2，所述埋设层3由半固化片31-光板32-半固化片33的夹层构成，所述埋设层3内埋设有微流道槽5，其为盲槽。所述微流道槽5设有向上穿透所述刚性板1直至所述印刷电路板顶面的液体入孔和液体出孔6，冷却液由所述液体入孔进入所述微流道槽，由所述液体出孔溢出。所述微流道槽5为水平槽。所述液体入孔和液体出孔6分别开设于所述微流道槽5的两端。所述微流道槽5还设有多个通向所述印刷电路板的上表面的散热盲孔，其内填塞有用于散热的银浆或铜浆。所述半固化片31、33均采用腾辉VT-47PP，所述光板32为上下底面均不设铜层的纯光板。

刚性板1和2均为6层结构，其分别由三层刚性层8和两层普通PP层9交叉压合形成。

具体的，六层刚性层8的制备流程均为：开料→内光成像(酸性蚀刻)→冲孔→内层蚀刻检验→配套中心→棕化；

四层普通PP层9制备流程均为：开料→辅料配套。

采用制备好的刚性层8和普通PP层9制备刚性板1、2，具体包括以下步骤：

刚性板1制备流程:层压→钻孔(制备印刷电路板的工具孔、散热盲孔和液体入孔和液体出孔6)→沉铜→板面电镀→外光成像→镀铜锡(仅镀铜不镀锡，双面点镀)→碱性蚀刻→铜浆塞孔(在所述散热盲孔中填塞散热物质：铜浆或银浆)→阻焊后烘→陶瓷磨板→沉铜2→烘板→工具配套→内光成像(酸性蚀刻)→冲孔→内层蚀刻检验→局部镀金→碱性蚀刻(退膜与检验)→挑导线→配套中心→棕化；

刚性板2制备流程:层压→钻孔(制备印刷电路板的工具孔)→工具配套→内光成像(酸性蚀刻)→冲孔→内层蚀刻检验→外光成像→局部镀金→挑导线→配套中心→棕化。

埋设层3的制备流程包括光板1-光板2和两层腾辉VT-47PP的制备流程，具体为：

光板32的制备流程：开料→工具配套→内光成像→冲孔→内层蚀刻检验→铣槽(制备盲槽5)→配套中心→黑化；

腾辉VT-47PP31、33制备流程：开料→辅料工具配套→铣槽(制备盲槽5)→辅料配套，在此过程中，盲槽5边缘的腾辉VT-47PP比盲槽5的单边内缩0.5mm，可选范围为0.3—1.0mm；

然后将光板32和两层腾辉VT-47PP31、33对位叠合成埋设层3；

然后，将所述刚性板1、埋设层3、刚性板2顺序对位叠合后压合，使所述盲槽5的顶面和底面分别抵接所述刚性板1的底面和所述刚性板2的顶面，并使盲槽5与液体入孔、液体出孔6相通。

所述局部镀金指的是：刚性板1与刚性板2与微通道盲槽的顶面或者底面接触位置及该位置周边需要局部镀金处理(AU厚度≥0.5-3um)，镀金范围比微通道盲槽单边大1mm，可选范围为0.2-2.0mm。此设计的目的是防止后续压完板后流程中药水通过微通道液体进出孔进入微通道盲槽内腐蚀铜造成开路。

在本实施方式中，光板32、上下两层腾辉VT-47PP31、33的加工流程中的铣槽流程，是为了保证在压合前，微通道盲槽位置预先成型，后续压合时进行对位即可实现内埋式微通道盲槽，否则无法实现。

实施例二：

本实施例与实施例一类似，区别在于，如图2所示，其上层板10和下层板20均为单面板，埋设层30不包括光板，只包括一层腾辉VT-47PP。图中，微通道盲槽为50，60为液体入孔或液体出孔。该印刷电路板的制备方法中，不包括光板的制备步骤，在对一层或多层压合的腾辉VT-47PP的制备盲槽的过程中，也就不需要考虑腾辉VT-47PP的槽相对于光板的盲槽的边缘的内缩问题。

当埋设层高度要求不高时，可采用实施例二的这种结构或者多层压合的腾辉VT-47PP。无论上下层板是多层板还是单/双层板，均可能采用上述实施例一或实施例二的埋设层的结构，埋设层是否需要采用光板，由需要的微通道盲槽的高度决定，但是无论哪种情况，均需要采用不流动或半流动半固化片。

本发明实施方式采用腾辉VT-47PP的目的在于，腾辉VT-47PP是不流动PP，使用此种PP是为了防止压合时PP流胶入微通道盲槽堵塞微通道盲槽，PP在压合前先把与微通道盲槽位置对应的PP锣掉，比微通道盲槽位置单边大0.3—1.0mm，优选0.5mm，防止压合后流胶入微通道盲槽堵塞。

在微通道盲槽位置对应的刚性板1与刚性板2上，除了液体入孔及液体出孔外，均不允许设置通孔，防止板子制作后，冷却液溢出。如需设置通孔，则微通道盲槽的液体入孔和液体出孔必须进行银浆塞孔或铜浆塞孔流程，使孔堵住，防止冷却液溢出。

事实上，本发明可采用任何不流动PP或低流动PP，并不局限于腾辉VT-47，其余品牌PP只要符合不流动或低流动PP特性，均可选用。

微通道盲槽大小不受限制，理论上，只要溢胶控制得当，所有大小宽度均可实现。

微流道盲槽的高度可在0.5-5.0mm之间，根据具体的印刷电路板设计。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种中空内埋式盲槽散热印刷电路板的制备方法，所述印刷电路板包括：印刷电路板本体及设置于印刷电路板本体内某一深度处的埋设层，印刷电路板本体由所述埋设层之上的上层板和之下的下层板构成，所述埋设层内埋设有作为冷却液微流道槽的盲槽，所述盲槽的顶部和底部分别抵接所述上层板的底部和下层板的顶部，所述盲槽设有穿透至所述印刷电路板表面的多个盲孔，所述多个盲孔中包括内部填充有散热物质的散热孔和一个液体入孔和一个液体出孔，所述液体入孔和液体出孔设置为：冷却液由液体入孔进入盲槽后尽可能流经所述盲槽的所有路径后，再由液体出孔溢出；

其特征在于，包括以下步骤：

按照常规印刷电路板制备方法制备所述上层板，其间，对所述上层板的底面的与所述盲槽的顶面相接触的部分及该接触部分周围的部分均做镀金处理；

按照常规印刷电路板制备方法制备所述下层板，其间，对所述下层板的顶面的与所述盲槽的底面相接触的部分及该接触部分周围的部分均做镀金处理；

在上述步骤中，将所述上层板的底面和所述下层板的顶面均设为刚性层；

在所述上层板和/或下层板的制备过程中，在层压后的步骤中钻设出多个所述盲孔，在将作为所述散热孔的盲孔内填塞散热物质，将作为液体出孔和液体入孔的盲孔不予处理使之与盲槽相通；

制备所述埋设层，其间，包括制备所述盲槽；

将所述上层板、埋设层及下层板顺序对位叠合后压合，使所述盲槽的顶面和底面分别抵接所述上层板的底面和所述下层板的顶面。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述埋设层为一层或多层不流动或低流动半固化片叠合而成，或者，由上下两层不流动或低流动半固化片及夹设于其间的不设铜层的刚性板即光板叠合而成，所述盲槽贯通所述埋设层，所述的制备所述盲槽，包括：在所述埋设层上开槽。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：当所要制备的所述埋设层由上下两层不流动或低流动半固化片及夹设于其间的光板叠合而成时，所述的制备所述盲槽，包括对所述上下两层不流动或低流动半固化片及夹设于其间的不设铜层的光板均做制槽操作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在对所述不流动或低流动半固化片的制槽过程中，使所述槽的每一边缘均相对于其对应的所述光板的槽的边缘内缩，使得该半固化片上的槽径略大于其所对应的光板上的槽径。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述半固化片的所述槽的每一边缘均较其所对应的所述光板的所述槽的边缘内缩0.3-1.0mm。

6.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于：所述镀金层的厚度≥0.5um。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于：所述镀金层的每一边缘均超出其所对应的盲槽的边缘0.2-2.0mm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述散热物质为铜浆或银浆。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述上层板和下层板均为多层板；或均为单层板或双层板；或上层板和下层板之一为多层板，另一为单层板或双层板。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将所述液体入孔和液体出孔设置于盲槽的两端。