CN108055767A - 一种pcb及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子产品技术领域，具体公开一种PCB及其制造方法，包括PCB基板和陶瓷组件；所述PCB基板上设有容置槽，所述陶瓷组件位于所述容置槽中，所述陶瓷组件与所述容置槽过盈配合，所述陶瓷组件上设有线路图形，所述线路图形与所述PCB基板上的线路图形连接。本发明提供的PCB及其制造方法，能实现发热元件的快速散热。

Description

一种PCB及其制造方法

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种PCB及其制造方法。

背景技术

印制电路板(Printed circuit board，简称PCB)，又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。在印制电路板出现之前，电子元件之间的互连都是依靠电线直接连接而组成完整的线路。在当代，电路面板只是作为有效的实验工具而存在，而印制电路板在电子工业中已经占据了绝对统治的地位。

印制电路板从单层板发展到双面板、多层板和挠性板，并不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展。不断缩小体积、减少成本、提高性能，使得印制电路板在未来电子产品的发展过程中，仍然保持强大的生命力。未来印制电路板生产制造技术发展趋势是在性能上向高密度、高精度、细孔径、细导线、小间距、高可靠、多层化、高速传输、轻量或者薄型等方向发展。

尤其是强化换热方面，近年来，国内外对PCB的散热速度的要求越来越高，对能实现快速散热的PCB的需求也越来越旺盛。

发明内容

本发明的一个目的在于：提供一种PCB，能实现发热元件的快速散热。

本发明的另一个目的在于：提供一种PCB的制造方法，其生产的PCB能实现发热元件的快速散热。

为达此目的，一方面，本发明提供一种PCB，包括PCB基板和陶瓷组件；所述PCB基板上设有容置槽，所述陶瓷组件位于所述容置槽中，所述陶瓷组件与所述容置槽过盈配合，所述陶瓷组件上设有线路图形，所述陶瓷组件上的线路图形与所述PCB基板上的线路图形连通。

陶瓷组件通过与容置槽过盈配合，可以很稳固的安装在PCB基板上，使用时，将发热元件焊接在陶瓷组件上的线路图形上，发热元件产生的热量传递到陶瓷组件上，由于陶瓷组件的散热效率远大于PCB基板，从而实现发热元件的快速散热。将陶瓷组件直接嵌入PCB基板上的容置槽中，陶瓷组件不需做底面倒角、边缘锯齿化处理。容置槽可以在PCB基板上通过铣机铣削一次性完成，工艺简单、制作成本低。

作为优选，所述陶瓷组件上设有至少一组相对的尖角，所述尖角均过盈的卡入所述容置槽的侧壁中。

具体的，通过对陶瓷组件施加压力，可以将陶瓷组件上的尖角缓慢的压进容置槽中，由于陶瓷组件的硬度大于PCB基板的硬度，陶瓷组件的尖角会将容置槽侧壁的对应位置挤压变形，变形后的PCB基板将陶瓷组件牢牢的卡住，从而陶瓷组件不会从PCB基板上脱落，这种连接方式结构简单，易于实施，可有效的降低PCB的制作成本。

作为优选，所述陶瓷组件的上表面和/或下表面均设有铜层，所述上表面和下表面中至少一个表面上的铜层上设有线路图形。

在陶瓷组件上表面和/或下表面上的铜层设置线路图形，可以使发热元件通过该线路图形与陶瓷组件直接接触，可以使陶瓷组件的散热功能得到最大程度的体现，同时也可以有效利用陶瓷组件上方的空间，提高PCB电子元器件的排布密度。

作为优选，所述尖角的侧壁设有金属层，所述陶瓷组件上的线路图形通过所述侧壁上的金属层与所述PCB基板上的线路图形连接。

具体的，通过在尖角的侧壁设置金属层，使陶瓷组件通过尖角侧壁上的金属层与PCB基板过盈配合，尖角侧壁上的金属层与PCB基板紧密贴合，实现尖角侧壁上的金属层和PCB基板上的线路图形导通，从而可以使陶瓷组件上表面或下表面上的金属层通过尖角侧壁上的金属层与PCB基板上的线路图形连接，进一步的，尖角侧壁上的金属层还可以实现PCB基板上不同金属层之间的连通。而现有技术为实现上述效果需要对容置槽进行孔金属化处理，通过上述设置优化了现有PCB制作加工工艺，并且，由于只需对尖角处进行镀金属，减小了镀金属面积，节省了金属原料，降低了生产成本。

作为优选，所述侧壁上的金属层卡入所述容置槽的侧壁的深度为0.05mm～0.1mm。

尖角侧壁上的金属层卡入容置槽的侧壁的深度，即为陶瓷组件与容置槽的单边配合过盈量，如果上述单边配合过盈量较小，当将陶瓷组件按压入容置槽时，容置槽侧壁的变形将会变小，相应的容置槽的侧壁与尖角侧壁上的金属层的接触面积以及容置槽侧壁因变形对于尖角侧壁上的金属层施加的挤压力也会变小，将导致陶瓷组件容易从容置槽中松动脱落。如果上述单边配合过盈量较大，虽然可以使陶瓷组件与容置槽的侧壁连接的更稳固，但是相应的，容置槽的侧壁的变形将变大，也就是说将尖角侧壁上的金属层卡入容置槽中时，对于PCB基板的损伤较大，甚至会导致整块PCB基板破裂。经过大量的试验表明，上述单边配合过盈量为0.05mm～0.1mm时，陶瓷组件和容置槽的连接稳固效果较好，又不会使PCB基板的性能受损。

作为优选，所述容置槽的深度等于所述陶瓷组件的高度。

通过使容置槽与陶瓷组件的高度一致，可以使PCB基板与陶瓷组件的上表面以及下表面齐平，如果容置槽的深度小于陶瓷组件的高度，陶瓷组件将高出PCB基板，会造成PCB的厚度增加，从而导致PCB在使用时，需要占据更大的空间，如果容置槽的深度大于陶瓷组件的高度，陶瓷组件与PCB基板的接触面积将会变小，陶瓷组件与容置槽的连接强度降低，陶瓷组件容易脱落。

另一方面，本发明提供一种用于制造上述任一种PCB的制造方法，包括：

S1：制作具有容置槽的PCB基板，制作陶瓷组件；其中，制作陶瓷组件的方法包括：制作陶瓷片，所述陶瓷片上设有至少一组均能够过盈的卡入所述容置槽的侧壁中的尖角；在所述尖角的侧壁镀金属层；

S2：将所述陶瓷组件安装到所述PCB基板的容置槽内，所述陶瓷组件与所述PCB基板过盈配合。

作为优选，所述S1中：

具有容置槽的PCB基板的制造方法包括制作基板；对基板进行沉金属、电镀及图形制作；在基板上加工容置槽；

所述陶瓷组件的制造方法还包括在所述陶瓷片上表面和/或下表面镀铜层，在所述铜层上制作线路图形。

作为优选，还包括：

S3：对嵌有所述陶瓷组件的所述PCB基板整体阻焊和进行表面处理。

作为优选，还包括：

S3：对嵌有所述陶瓷组件的所述PCB基板整体进行沉金属、电镀、线路图形制作、阻焊及表面处理。

本发明的有益效果为：提供一种PCB及其制造方法，通过设置陶瓷组件与PCB基板可靠配合，进而实现发热元件的快速散热。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例一中PCB的结构示意图；

图2为本发明实施例一中PCB的剖面示意图；

图3为本发明实施例一中PCB的另一种结构的剖面示意图；

图4为本发明实施例二中一种PCB制作方法的示意图；

图5为本发明实施例三中一种PCB制作方法的示意图。

图中：

1、PCB基板；101、芯板；102、半固化片；103、容置槽；

2、陶瓷组件；201、陶瓷片；2011、尖角；202、铜层；203、金属层。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本实施例提供一种PCB，如图1～3所示，包括PCB基板1和陶瓷组件2；PCB基板1上设有容置槽103，陶瓷组件2嵌于容置槽103中，并且陶瓷组件2的上、下表面分别与PCB基板1的上、下表面齐平，陶瓷组件2上设有线路图形，陶瓷组件2上的线路图形与PCB基板1上的线路图形连接。发热元件焊接在陶瓷组件2上的线路图形上，发热元件产生的热量直接传递到陶瓷组件2上，由于陶瓷组件2的散热效率远大于PCB基板1，从而实现发热元件的快速散热。并且陶瓷组件2直接嵌入PCB基板1上的容置槽103中，陶瓷组件2不需做底面倒角、边缘锯齿化处理，工艺简单、制作成本低。需要注意的是，本实施例中所有的“上”、“下”方向，均指PCB平铺时，如图1所示视角的上下方向。

如图1所示，本实施例中的PCB基板1由两张芯板101和位于两张芯板101中间的半固化片102压合而成，当然，PCB基板1也可以为芯板或者包括更多张芯板的多层板。PCB基板1上开设有容置槽103，该容置槽103贯穿整个PCB基板1。

陶瓷组件2包括陶瓷片201、铜层202以及金属层203，其中：金属层203采用铜，因为铜的化学性质比较温和、不容易腐蚀并且具有良好的导电性能。当然，也可以采用其他具有上述特性的金属材质。铜层202、金属层203以及陶瓷片201均位于容置槽103内，铜层202镀在陶瓷片201的上表面，铜层202的上表面与PCB基板1的上表面齐平，铜层202上设有线路图形，发热元件焊接在线路图形上，陶瓷片201上设有至少一组相对的尖角2011，尖角2011均过盈的卡入容置槽103的侧壁中，尖角2011的侧壁镀有金属层203，由于尖角2011过盈的卡入容置槽103的侧壁中，而金属层203设置在尖角2011的侧壁，因此铜层203同样过盈的卡入容置槽103的侧壁中，即金属层203可以与PCB基板1紧密贴合，从而陶瓷片201上的线路图形通过金属层203与PCB基板1上的线路图形实现电气导通。同时，由于金属层203与PCB基板1紧密贴合，金属层203将PCB基板1的多层铜层相互导通，而现有技术为取得此效果，需要对容置槽103进行孔金属化处理，相比现有技术，本实施例优化了现有PCB制作加工工艺，并且，由于只需对边角处进行镀铜，减小了镀铜面积，节省了铜原料，降低了生产成本。

可以理解的是，本实施例中陶瓷片201上表面以及下表面也可以均镀有铜层202，并且上表面上的铜层202和下表面上的铜层202上均设有线路图形，还可以仅在陶瓷片201的上表面镀铜层202，在上表面上的铜层202上设置线路图形，或者仅在陶瓷片201的下表面镀铜层202，在下表面上的铜层202上设置线路图形。

如图2所示，本实施例中陶瓷片201的水平截面呈正方形，包括两组相对的尖角2011，每个尖角2011的侧壁均镀有金属层203，容置槽103的水平截面也呈正方形并且其四个角均进行倒圆角处理，四个尖角2011和设在其侧壁的四个金属层203正对四个圆角，并且四个尖角2011和设在其侧壁的四个金属层203均与PCB基板1有部分重叠，即容置槽103弧角位置的对角线长度小于对应的陶瓷组件2对角线上两个金属层203之间的长度，可以通过对陶瓷组件2施加压力，将陶瓷组件2缓慢的压进容置槽103中，按压过程中，由于陶瓷片201以及金属层203的硬度要大于PCB基板1的硬度，陶瓷片201的四个尖角2011以及四个金属层203会将容置槽103的侧壁的对应位置挤压变形，变形后的PCB基板1将金属层203牢牢的卡住，从而陶瓷组件2不会从容置槽103中脱落，并且这种连接方式结构简单，易于实施，可有效的降低PCB的制作成本。

可以理解的是，本实施例中陶瓷片201可以根据所需要进行散热的发热元件的具体形状制成合适的形状，如图3所示，陶瓷片201的横截面为六边形，并且六边形一组相对的尖角2011的侧壁设有金属层203。需要注意的是，尖角2011可以是锐角，也可以是直角或钝角。

优选的，金属层203卡入容置槽103的侧壁的深度为0.05mm～0.1mm。

本实施例通过在陶瓷组件2上直接设置线路图形，可以使发热元件通过线路图形与陶瓷组件2直接接触，可以使陶瓷组件2的散热功能得到最大程度的体现，同时在陶瓷组件2上设置线路图形，可以有效利用陶瓷组件2上方的空间，提高空间利用率，提高PCB上元器件的排布密度。

实施例二

如图4所示，本实施例提供实施例一中一种PCB的制作方法，包括：

S1：制作具有容置槽103的PCB基板1；制作陶瓷组件2。

具有容置槽103的PCB基板1的制作方法为：

制作基板；制作具有内层线路图形的两张芯板101，并对芯板101进行棕化处理，将一张芯板101、半固化片102以及另一张芯板101依次叠合，通过高温高压制成基板；对基板进行机械钻孔和/或激光钻孔，并进行沉铜、电镀，使基板的多层铜层相互电气导通，并在基板的上表面和/或下表面形成表面铜层，然后在基板上需要嵌入陶瓷片201的位置开设容置槽103，容置槽103可以通过铣机铣削一次性加工出来，然后对基板进行线路图形制作。

需要注意的是，步骤S1中对基板进行线路图形制作也可以在加工容置槽103之前进行。

陶瓷组件2的制作方法包括：

制作陶瓷片201，陶瓷片201上设有至少一组均能够过盈的卡入容置槽103的侧壁中的尖角2011；在陶瓷片201上表面或下表面镀铜层202，或者陶瓷片201的上表面和下表面均镀铜层202；在尖角2011的侧壁镀金属层203，并且金属层203与铜层202导通，陶瓷组件2整体的高度等于容置槽103的深度，然后在铜层202上制作线路图形。需要注意的是，当在陶瓷片201的上表面和下表面均镀铜层202时，优选在上表面和下表面的铜层202上均制作线路图形。

S2：将陶瓷组件2安装到PCB基板1的容置槽103内，陶瓷组件2与PCB基板1过盈配合

步骤S2包括：

对陶瓷组件2缓慢按压，使陶瓷组件2缓慢进入容置槽103中，金属层203与PCB基板1紧密贴合，并且与PCB基板1上的线路图形导通，陶瓷组件2的上表面以及下表面分别与PCB基板1的上表面及下表面齐平。

S3：对嵌有陶瓷组件2的PCB基板1整体进行阻焊和表面处理。

步骤S3包括：

对嵌有陶瓷组件2的PCB基板1整体进行阻焊及表面处理，表面处理工艺可以是热风整平、有机涂覆、化学镀镍、浸金、浸银、浸锡等。

可以理解的是，本实施例也可以在步骤S1中不对基板进行线路图形制作，不对陶瓷片201上表面和/或下表面的铜层202进行线路图形制作，而是在步骤S3中，在对嵌有陶瓷组件2的PCB基板1整体进行表面处理之前对嵌有陶瓷组件2的PCB基板1整体进行图形制作。

实施例三

如图5所示，本实施例提供实施例一中一种PCB的一种制作方法，本实施例与实施例二的区别在于：

本实施例也在步骤S1中不对基板进行沉铜、电镀以及线路图形制作，不对陶瓷片201的上表面和/或下表面镀铜层202以及在铜层202上进行线路图形制作，而是在步骤S3中，在对嵌有陶瓷组件2的PCB基板1整体进行表面处理之前对嵌有陶瓷组件2的PCB基板1整体进行沉铜、电镀以及图形制作。

本文中的“第一”、“第二”等仅仅是为了在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

另外需要声明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种PCB，其特征在于，包括PCB基板(1)和陶瓷组件(2)；所述PCB基板(1)上设有容置槽(103)，所述陶瓷组件(2)嵌于所述容置槽(103)中，所述陶瓷组件(2)与所述容置槽(103)过盈配合，所述陶瓷组件(2)上设有线路图形，所述陶瓷组件(2)上的线路图形与所述PCB基板(1)上的线路图形连通。

2.根据权利要求1所述的PCB，其特征在于，所述陶瓷组件(2)上设有至少一组相对的尖角(2011)，所述尖角(2011)均过盈的卡入所述容置槽(103)的侧壁中。

3.根据权利要求2所述的PCB，其特征在于，所述陶瓷组件(2)的上表面和/或下表面均设有铜层(202)，所述上表面和下表面中至少一个表面上的铜层(202)上设有线路图形。

4.根据权利要求2所述的PCB，其特征在于，所述尖角(2011)的侧壁设有金属层(203)，所述陶瓷组件(2)上的线路图形通过所述金属层(203)与所述PCB基板(1)上的线路图形连接。

5.根据权利要求4所述的PCB，其特征在于，所述金属层(203)卡入所述容置槽(103)的侧壁的深度为0.05mm～0.1mm。

6.根据权利要求1所述的PCB，其特征在于，所述容置槽(103)的深度等于所述陶瓷组件(2)的高度。

7.一种PCB的制造方法，用于制造权利要求1～6任一项所述的PCB，其特征在于，包括：

S1：制作具有容置槽(103)的PCB基板(1)，制作陶瓷组件(2)；其中，制作陶瓷组件(2)的方法包括：制作陶瓷片(201)，所述陶瓷片(201)上设有至少一组均能够过盈的卡入所述容置槽(103)的侧壁中的尖角(2011)；在所述尖角(2011)的侧壁镀金属层(203)；

S2：将所述陶瓷组件(2)安装到所述PCB基板(1)的容置槽(103)内，所述陶瓷组件(2)与所述PCB基板(1)过盈配合。

8.根据权利要求7所述的一种PCB的制造方法，其特征在于，所述S1中：

具有容置槽(103)的PCB基板(1)的制造方法包括：制作基板；对基板进行沉铜、电镀及图形制作；在基板上加工容置槽(103)；

所述陶瓷组件(2)的制造方法还包括在所述陶瓷片(201)上表面和/或下表面镀铜层(202)，在所述铜层(202)上制作线路图形。

9.根据权利要求8所述的一种PCB的制造方法，其特征在于，还包括：

S3：对嵌有所述陶瓷组件(2)的所述PCB基板(1)整体进行阻焊和表面处理。

10.根据权利要求7所述的一种PCB的制造方法，其特征在于，还包括：

S3：对嵌有所述陶瓷组件(2)的所述PCB基板(1)整体进行沉铜、电镀、线路图形制作、阻焊及表面处理。