CN110519912A - 一种内嵌导热体的pcb制作方法及pcb - Google Patents

Abstract

本发明涉及PCB技术领域，公开了一种内嵌导热体的PCB制作方法及PCB。制作方法包括：将未开窗的第一外层铜箔、开窗后的芯板或指定子板、开窗后的粘结片及未开窗的第二外层铜箔按序叠板，开窗内放入导热体；导热体包括陶瓷层以及导电层，导热体的厚度与压合板上除内嵌导热体区域外的其他区域的板厚相同；高温压合，形成内嵌导热体区域板厚大于其他区域板厚的压合板；去除覆盖于内嵌导热体区域的部分外层铜箔，使得导热体的导电层裸露；制作外层图形。由于外层铜箔在压合前未进行开窗，因而在压合过程中受力均匀能够保持良好的平整度，不会出现起皱现象；而且采用覆铜陶瓷片作为导热体，其导电层裸露出后也能够制作图形，提升了布线密度。

Description

一种内嵌导热体的PCB制作方法及PCB

技术领域

本发明涉及PCB(Printed Circuit Board，印制线路板)技术领域，尤其涉及一种内嵌导热体的PCB制作方法及PCB。

背景技术

当前主流的PCB局部散热技术主要有内嵌金属块技术，利用铜、铝等金属的高导热性能，把PCB表面的高功率器件工作时产生的热量及时散发出去，从而降低器件和设备的温度、提高使用寿命和电气性能。

其中，内嵌金属块技术通常应用于芯板+芯板压合形成的产品中，如图1所示，具体实现方法为：先将多张芯板1和粘结片2的对应位置分别开窗，再将芯板1与粘结片2按序叠放，并于开窗位置形成的通槽内放入金属块3，最后高温压合。

然而，在将内嵌金属块技术应用于高密度互连板(High DensityInterconnector，简称HDI板)产品时，会存在一些缺陷。如图2所示，具体实现方法为：先将铜箔4、芯板1和粘结片2的对应位置分别开窗，再将铜箔4、芯板1与粘结片2按序叠放，并于开窗位置形成的通槽内放入金属块3，最后高温压合。在该制作工艺中，由于位于外层的铜箔4在压合前预先进行了开窗处理，因此在高温压合后铜箔4的开窗位置极易出现起皱现象，同时压合工序中所采用的常规缓冲材料(如铝片、离型膜等)会加剧起皱程度，而且金属块3的外层表面无法实现线路制作，限制了整体布线密度的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内嵌导热体的PCB制作方法及PCB，克服现有技术存在的铜箔易起皱以及布线密度受限的缺陷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种内嵌导热体的PCB制作方法，包括：

将第一外层铜箔、开窗后的各层芯板或者指定子板、开窗后的粘结片以及第二外层铜箔按照预设顺序叠板，并于开窗位置形成的导热体容置槽内放入导热体，形成叠层结构；

其中，所述导热体包括陶瓷层以及通过种子层形成于所述陶瓷层的两外表面的导电层，所述导热体的厚度与压合板上除内嵌导热体区域以外的其他区域的板厚相同；所述第一外层铜箔和所述第二外层铜箔均未开窗；

高温压合，形成内嵌导热体区域板厚大于其他区域板厚的所述压合板；

去除所述第一外层铜箔和所述第二外层铜箔的覆盖于内嵌导热体区域的部分外层铜箔，使得所述导热体的导电层裸露于外；

在所述导热体的表面和/或所述压合板的除内嵌导热体区域以外的其他区域板面制作外层图形。

可选的，所述PCB制作方法还包括所述导热体的制作步骤：

在具有指定厚度的大片陶瓷片的上下外表面分别通过种子层镀铜，形成大覆铜陶瓷片；将所述大覆铜陶瓷片分割成若干个指定规格的小覆铜陶瓷片，从而获得所述导热体。

可选的，所述导热体的制作步骤中还包括：对所述小覆铜陶瓷片的表面和/或侧面进行粗化处理。

可选的，所述高温压合的方法为：在压板的压合面设置可流动材料层或者可软化材料层；将所述叠层结构设于两个所述压板之间并在高温条件下压合，使得所述可流动材料层或者可软化材料层由所述叠层结构的第一板面区域向第二板面区域流动，所述第一板面区域的板厚大于第二板面区域的板厚。

可选的，所述外层图形的制作方法为：采用图形转移法，在所述导热体表面和所述压合板的除内嵌导热体区域以外的其他区域板面，同时制作外层图形。

可选的，所述外层图形的制作方法为：对于所述导热体表面和所述压合板的除内嵌导热体区域以外的其他区域板面，先对其中之一进行保护，再在另一个表面制作外层图形。

可选的，所述部分外层铜箔的去除方法为：贴干膜、曝光、显影及蚀刻。

可选的，所述导热体容置槽的横截面标准尺寸大于所述导热体的横截面标准尺寸；同时，所述PCB制作方法还包括：在所述导热体容置槽的四角位置分别钻孔，使得钻孔后形成的圆弧形内壁与所述导热体的对应直角相切。

可选的，所述可流动材料层或者可软化材料层的外表面还设有隔离层。

一种PCB，按照如上任一所述的制作方法制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明实施例采用覆铜陶瓷片作为导热体，将未开窗处理的外层铜箔整张覆盖于外层，并在压合后去除对覆盖于导热体区域的部分外层铜箔，使得导热体表面的导电层裸露，最后完成外层图形的制作。由于外层铜箔在压合前未进行开窗，因而在压合过程中受力均匀能够保持良好的平整度，不会出现起皱现象；而且采用覆铜陶瓷片作为导热体，导热体表面的导电层裸露出后也能够制作图形，提升了PCB的整体布线密度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有的第一种内嵌导热体的PCB制作方法流程图。

图2为现有的第二种内嵌导热体的PCB制作方法流程图。

图3为本发明实施例提供的内嵌导热体的PCB(不含子板)制作方法流程图。

图4为本发明实施例提供的内嵌导热体的PCB制作方法示意图。

图5为本发明实施例提供的内嵌导热体的PCB(含子板)制作方法流程图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图3所示的PCB制作方法流程图和图4所示的PCB制作方法示意图，本发明实施例提供的内嵌导热体的PCB制作方法，包括:

步骤101、制作指定规格的导热体5，该导热体5包括陶瓷层、形成于陶瓷层外表面的种子层，以及形成于种子层外表面的导电层。

导热体5用于实现散热功能，其具体制作方法为：先在具有一定厚度的大片陶瓷片的上下表面分别先形成种子层再镀导电层，例如铜层，形成大覆铜陶瓷片；再将大覆铜陶瓷片分割成若干个指定规格的小覆铜陶瓷片；然后，对小覆铜陶瓷片的表面和/或侧面进行粗化处理，从而获得所需的指定规格的导热体5。

导热体容置槽为通槽，用于容纳导热体5。导热体5的厚度与压合板上除内嵌导热体区域以外的其他区域的板厚相同。同时，由于加工精度的影响，导热体5和导热体容置槽的实际尺寸均与所指定的标准尺寸可能存在一定偏差，因此为保证导热体5能够放入导热体容置槽，可预先设定导热体容置槽的横截面标准尺寸略大于导热体5的横截面标准尺寸。

步骤102、完成内层图形制作后，在各层芯板1和各层粘结片2上需要嵌入导热体5的位置进行开窗。在后续叠板工序中，各层芯板1和各层粘结片2的开窗位置将形成导热体容置槽。

步骤103、将第一外层铜箔4、各层芯板1、各层粘结片2以及第二外层铜箔4按照预设顺序叠放，并在开窗位置形成的导热体容置槽内放入导热体5，获得叠层结构。

其中，第一外层铜箔4和第二外层铜箔4均未进行开窗处理，为完整的整张结构，分别位于叠层结构的上下外层。

在叠放操作时，可先将第一外层铜箔4、各层芯板1和各层粘结片2按照预设顺序叠放，其中的第一外层铜箔4位于底层表面，即由下至上的叠放顺序为：第一外层铜箔4--粘结片2--芯板1…粘结片2--芯板1--粘结片2；再在导热体容置槽内放入导热体5；然后，在顶层表面盖上第二外层铜箔4。

由于导热体容置槽通常采用机械铣的方式制成，受到铣刀直径的限制，无法制作直角，因此可在导热体容置槽的四角位置分别钻孔，使得钻孔形成的圆弧形内壁与导热体5的对应直角相切，以保证四角为直角的导热体5能够完全放至导热体容置槽内。

步骤104、进行高温压合，形成内嵌导热体区域板厚大于其他区域板厚的压合板。

由于步骤101中制成的导热体5的厚度等于压合板上除内嵌导热体区域以外的其他区域的板厚，而设于压合板表面的第一外层铜箔4和第二外层铜箔4在内嵌导热体区域均未开窗处理，因此，在压合后，压合板板面的内嵌导热体区域将会较其他区域突出，使得整个板面形成为非平面结构。

为保证整个板面的平整度，按照常规的在叠层结构上下表面使用压板(如铝板)进行压合操作时，可预先在两压板的压合面增设一可流动材料层或者可软化材料层(如在高温条件下具有一定流动性的TPX膜(聚4-甲基-1-戊烯))。这样，在高温条件下，每张压板与叠层结构的对应表面之间会形成可流动材料层或者可软化材料层，该可流动材料层或者可软化材料层在压合过程中会软化并由较高板厚区域向较低板厚区域缓慢流动，从而使得板面保持良好的平整度。

为避免压合过程中可流动材料/可软化材料与板面粘连或流入对位孔内，可选用本身具有隔离性能的可流动材料层/可软化材料层，也可以在可流动材料层/可软化材料层的表面增设一隔离层以实现隔离效果。

步骤105、去除第一外层铜箔4和第二外层铜箔4的覆盖于内嵌导热体区域的部分外层铜箔4。

具体，可采用贴干膜、曝光、显影及蚀刻的方式，仅去除覆盖于内嵌导热体区域的部分外层铜箔。

在去除部分外层铜箔后，压合板的内嵌导热体区域的板厚与其他区域的板厚基本相同，使得压合板的整个板面形成为平面，同时内嵌的导热体5表层的导电层裸露出来。

当然，在去除部分外层铜箔4之后，还需褪除干膜。如果导热体5表面或者其他区域的板面存在残胶，则还需进行除胶处理。

步骤106、进行常规流程制作，例如钻孔、除胶、电镀等。

本步骤可常规技术手段实现，与现有技术相同，因而不再赘述。

步骤107、在导热体5表面和其他板面进行外层图形制作。

通常情况下，在制作覆铜陶瓷片时，无法在陶瓷片的表面直接电镀形成导电层，需要先在陶瓷片的表面形成种子层(如钛、镍)，再在种子层的表面电镀形成导电层。

在导热体5表面制作外层图形时，需要同时去除非图形区域的导电层以及该部分导电层下层的种子层，而对于不同的种子层可能需要不同的去除方法，否则无法有效去除；其他板面的外层图形通常采用蚀刻去除无效铜层的方式制成，该蚀刻药水无法去除某些种子层。因此，本步骤中，若种子层可通过常规蚀刻方式去除，则可同时制作导热体5表面和其他板面的外层图形，以提高制作效率；若种子层不可通过常规蚀刻方式去除，则可分别单独制作导热体5表面和其他板面的外层图形，以避免两者相互影响。

步骤108、正常进行剩余常规流程制作，例如阻焊、表面处理、外形、电测、终检等，最终形成内嵌导热体5的PCB成品。

综上，本实施例提供了一种不含子板的PCB制作方法，该方法采用覆铜陶瓷片作为导热体5，将未开窗处理的外层铜箔4整张覆盖于外层，并在压合后去除对覆盖于导热体5区域的部分外层铜箔4，使得导热体5表面的导电层裸露，最后完成外层图形的制作。由于外层铜箔4在压合前未进行开窗，因而在压合过程中能够保持良好的平整度，不会出现起皱现象；而且采用覆铜陶瓷片作为导热体5，导热体5表面的导电层裸露出后也能够制作图形，提升了PCB的整体布线密度。

实施例二

请参阅图5，本发明实施例提供的内嵌导热体的PCB制作方法，包括:

步骤201、制作指定规格的导热体5，该导热体5包括陶瓷层、形成于陶瓷层两外表面的种子层，以及形成于种子层外表面的导电层。

导热体5用于实现散热功能，具体制作方法与实施例相同，此处不再赘述。

步骤202、制作指定子板。

本步骤中，指定子板的制作方法进一步包括：

按照铜箔、粘结片、芯板、…、粘结片及铜箔的顺序叠放压合，形成第一子板；

在第一子板上制作埋孔、盲孔以及外层图形；

对第一子板的板面进行粗化；

按照铜箔、粘结片、第一子板、粘结片及铜箔的顺序叠放压合，形成第二子板；

如此重复上述步骤，直至压合形成指定子板。

步骤203、在指定子板和位于指定子板上下层的粘结片2上需要嵌入导热体5的位置进行开窗。在后续叠板工序中，指定子板和粘结片2的开窗位置将形成导热体容置槽。

步骤204、将第一外层铜箔4、指定子板、粘结片2以及第二外层铜箔4按照预设顺序叠放，并在开窗位置形成的导热体容置槽内放入导热体5，获得叠层结构。

其中，第一外层铜箔4和第二外层铜箔4均未进行开窗处理，为完整的整张结构，分别位于叠层结构的上下外层。

在叠放操作时，可先将第一外层铜箔4、子板和粘结片2按照预设顺序叠放，其中的第一外层铜箔4位于底层表面，即由下至上的叠放顺序为：第一外层铜箔4--粘结片2--子板--粘结片2；再在导热体容置槽内放入导热体5；然后，在顶层表面盖上第二外层铜箔4。

步骤205、进行高温压合，形成内嵌导热体区域板厚大于其他区域板厚的压合板。

步骤206、去除第一外层铜箔4和第二外层铜箔4的覆盖于内嵌导热体区域的部分外层铜箔。

步骤207、进行常规流程制作，例如钻孔、除胶、电镀等。

步骤208、在导热体5表面和其他板面进行外层图形制作。

若种子层可通过常规蚀刻方式去除，则可同时制作导热体5表面和其他板面的外层图形，以提高制作效率；若种子层不可通过常规蚀刻方式去除，则可分别单独制作导热体5表面和其他板面的外层图形，以避免两者相互影响。

步骤209、正常进行剩余常规流程制作，例如阻焊、表面处理、外形、电测、终检等，最终形成内嵌导热体5的PCB成品。

综上，本实施例提供了一种含子板的PCB制作方法，与不含子板的PCB制作方法相比，在开窗处理前增加了制作指定子板的制作步骤，其他步骤基本相同，因此该制作方法同样由于外层铜箔4在压合前未进行开窗，使得外层铜箔4在压合过程中能够保持良好的平整度，不会出现起皱现象；而且采用覆铜陶瓷片作为导热体5，导热体5表面的导电层裸露出后也能够制作图形，提升了PCB的整体布线密度。

实施例三

本实施例提供了一种PCB，该PCB按照上述实施例所述的制作方法制成。由于内嵌的导热体5包括陶瓷层以及通过种子层形成于外表面的导电层，因而可同时在导热体5的表面进行外层图形制作，提升了PCB产品的布线密度。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种内嵌导热体的PCB制作方法，其特征在于，所述PCB制作方法包括：

将第一外层铜箔、开窗后的各层芯板或者指定子板、开窗后的粘结片以及第二外层铜箔按照预设顺序叠板，并于开窗位置形成的导热体容置槽内放入导热体，形成叠层结构；

其中，所述导热体包括陶瓷层以及通过种子层形成于所述陶瓷层的两外表面的导电层，所述导热体的厚度与压合板上除内嵌导热体区域以外的其他区域的板厚相同；所述第一外层铜箔和所述第二外层铜箔均未开窗；

高温压合，形成内嵌导热体区域板厚大于其他区域板厚的所述压合板；

去除所述第一外层铜箔和所述第二外层铜箔的覆盖于内嵌导热体区域的部分外层铜箔，使得所述导热体的导电层裸露于外；

在所述导热体的表面和/或所述压合板的除内嵌导热体区域以外的其他区域板面制作外层图形。

2.根据权利要求1所述的内嵌导热体的PCB制作方法，其特征在于，所述PCB制作方法还包括所述导热体的制作步骤：

在具有指定厚度的大片陶瓷片的上下外表面分别通过种子层镀铜，形成大覆铜陶瓷片；将所述大覆铜陶瓷片分割成若干个指定规格的小覆铜陶瓷片，从而获得所述导热体。

3.根据权利要求2所述的内嵌导热体的PCB制作方法，其特征在于，所述导热体的制作步骤中还包括：对所述小覆铜陶瓷片的表面和/或侧面进行粗化处理。

4.根据权利要求1所述的内嵌导热体的PCB制作方法，其特征在于，所述高温压合的方法为：在压板的压合面设置可流动材料层或者可软化材料层；将所述叠层结构设于两个所述压板之间并在高温条件下压合，使得所述可流动材料层或者可软化材料层由所述叠层结构的第一板面区域向第二板面区域流动，所述第一板面区域的板厚大于第二板面区域的板厚。

5.根据权利要求1所述的内嵌导热体的PCB制作方法，其特征在于，所述外层图形的制作方法为：采用图形转移法，在所述导热体表面和所述压合板的除内嵌导热体区域以外的其他区域板面，同时制作外层图形。

6.根据权利要求1所述的内嵌导热体的PCB制作方法，其特征在于，所述外层图形的制作方法为：对于所述导热体表面和所述压合板的除内嵌导热体区域以外的其他区域板面，先对其中之一进行保护，再在另一个表面制作外层图形。

7.根据权利要求1所述的内嵌导热体的PCB制作方法，其特征在于，所述部分外层铜箔的去除方法为：贴干膜、曝光、显影及蚀刻。

8.根据权利要求1所述的内嵌导热体的PCB制作方法，其特征在于，所述导热体容置槽的横截面标准尺寸大于所述导热体的横截面标准尺寸；同时，所述PCB制作方法还包括：在所述导热体容置槽的四角位置分别钻孔，使得钻孔后形成的圆弧形内壁与所述导热体的对应直角相切。

9.根据权利要求4所述的内嵌导热体的PCB制作方法，其特征在于，所述可流动材料层或者可软化材料层的外表面还设有隔离层。

10.一种PCB，其特征在于，所述PCB按照如权利要求1至9任一所述的制作方法制成。