CN110785004A - 一种嵌入均热板式多层线路板 - Google Patents

Abstract

本发明公开的嵌入均热板式多层线路板，包括基板、设置在基板上的走线层以及与走线层相邻的铜皮；所述走线层与铜皮设置在基板的外表面和/或内层，所述铜皮上封装有均热板。所述基板为两层或两层以上，基板的层与层之间通过压合、粘合或通过表面铜皮之间的焊接结合；所述均热板封装在相邻焊接在一起的铜皮内部。所述均热板可依据不同形状的外表面和/或内层铜皮设计。所述基板的每层由基材、绝缘介质层、铜箔层及外部铜皮组成，本发明的有益效果是结构简单、设计合理、将均热板与多层线路权的内层散热铜皮相结合，从而大大提高多层线路板的散热能力。

Description

一种嵌入均热板式多层线路板

技术领域

本发明涉及多层线路板制造领域，更具体地说，尤其涉及一种应用于高频PCB板的嵌入均热板式多层线路板。

背景技术

多层电路板投入使用是在专业的电子装备(计算机、军事设备)中，特别是在重量和体积超负荷的情况下。然而这只能是用多层电路板的成本增加来换取空间的增大和重量的减轻。在高速电路中，多层电路板也是非常有用的，随着5G时代的到来，电子产品朝着小型化，多样化发展，受空间制约，以及5G高频电子元件影响，散热越来越成为一件电子产品的考虑问题，特别是对于电子产品的载体多层电路板。目前广泛应用的多层电路板是覆铜/环氧玻璃布基材或酚醛树脂玻璃布基材，还有少量使用的纸基覆铜皮材。这些基材虽然具有优良的电气性能和加工性能，但散热性差，作为高发热元件的散热途径，几乎不能指望由多层电路板本身树脂传导热量，而是从元件的表面向周围空气中散热。但随着电子产品已进入到部件小型化、高密度安装、高发热化组装时代，若只靠表面积十分小的元件表面来散热是非常不够的。同时由于QFP、BGA等表面安装元件的大量使用，元器件产生的热量大量地传给多层电路板，因此，解决散热的最好方法是提高与发热元件直接接触的多层电路板自身的散热能力，通过多层电路板传导出去或散发出去。

现有技术中，一般运用于多层电路板主要的散热方式有两种：

通过内层的接地大铜皮导热，或通过散热孔就是在发热芯片下面加一块露出铜皮的大铜皮，正面反面都要露出铜皮，正面焊接芯片的散热焊盘，然后打孔下去与反面的大铜连接，通过正反面的铜皮把热量散发出去。

而随着科技的发展，出现了一种新的二维相变散热方式，即均热板散热技术，它包括一具备散热系统的均热板散热基板，所述的均热板散热系统由均热板散热基板内部具有微细结构的真空腔体以及一定数量与之相连的散热鳍片构成(本发明中省去该结构)；所述的真空腔体中有一定数量的、用于支撑腔体上下面的支撑块，真空腔体中注入有适量的散热介质；所述的均热板散热基板上通过焊料焊接有覆铜陶瓷衬底，覆铜陶瓷衬底是由绝缘陶瓷层上下两面烧结铜层组成，上面铜层通过焊料焊接有功率器件，功率器件通过导线连接，形成电路结构，覆铜陶瓷衬底下面铜层通过焊料焊接于均热板散热基板上。主要的原理是利用均热板散热基板内部真空腔体中靠近热源端的液态散热介质吸收大量热量气化，散热介质蒸汽通过压力差到达散热端，在腔体散热端蒸汽热量散发重新凝结为液态，液态的散热介质通过在腔体微细结构中的毛细力回到腔体的热源端，从而形成一个散热循环。

比较上述两种散热方式，同等尺寸的实心铜导热速度比均热板要慢，业界目前可以将均热板厚度做到0.4mm薄，但是采用的方法是贴装在发热元件表面的方式散热，由于贴装或涂装散热介质可能存在间隙的原因，造成导热效率低。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种结构简单、设计合理，可通过自身内层中嵌入的均热板系统进行散热。

本发明采用的技术方案是嵌入均热板式多层线路板，包括基板、设置在基板上的走线层以及与走线层相邻的铜皮；所述走线层与铜皮设置在基板的外表面和/或内层，所述铜皮上封装有均热板。

所述基板为两层或两层以上，基板的层与层之间通过压合、粘合或通过表面铜皮之间的焊接结合；所述均热板封装在相邻焊接在一起的铜皮内部。

进一步的，所述均热板可依据不同形状的外表面和/或内层铜皮设计。

进一步的，所述基板的每层由基材、绝缘介质层、铜箔层及外部铜皮组成，所述基材上、下两层覆铜箔层，铜箔层外设绝缘介质层，绝缘介质层外设铜皮。

优选的，本发明所述均热板内部为真空腔体，腔体内设有散热介质，腔体内设有空腔蒸发室和沟槽吸液芯，空腔蒸发室一端与基板上的电路布线贴合，中间设有绝缘介质。

优选的，所述均热板内部真空腔体内还设有支撑柱。

本发明的有益效果在于：本发明通过将均热板与多层线路板上内层和/或外层上的铜皮结合为一体，利用均热板自身的散热系统对多层线路内部电路及外部表面连接电路进行散热。

综上所述，本发明结构简单、设计合理、将均热板与多层线路权的内层散热铜皮相结合，从而大大提高多层线路板的散热能力。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明多层线路板结构示意图。

图2是本发明均热板结构示意图。

附图标记：1、均热板上部；2、均热板下部；3、均热板，4、绝缘介质层，5、多层线路板焊接面，6、布线层，7、多层线路板铜皮层，8、多层线路板零件面，9、发热元件焊脚，10、发热元件，11、散热孔，12、散热铜皮，13、空腔蒸发室，14、焊缝处，15、发热元件让空处，16、支撑柱，17、吸液芯17。

具体实施方式

参阅附图，本发明嵌入均热板3式多层线路板，包括基板、设置在基板上的布线层6以及与布线层6相邻的铜皮；所述布线层6与铜皮设置在基板的外表面和/或内层，所述铜皮上封装有均热板3。本发明将均热板3设置在多层线路板的内部和/或表面，对多层线路板的内部和/或表面进行散热；并通过将基板上的铜皮代替为均热板3散热基脚，可增大均热板3的热传导接触面积。

本发明中所述多层线路板为现有技术中常用的多层线路板，多层电路板至少有三层导电层，其中两层在外表面，而剩下的一层或多层的内层被压合在绝缘板内。它们之间的电气连接通常是通过电路板横断面上的镀通孔实现的。除非另行说明，多层印制电路板和双面板一样，一般是镀通孔板。

多层电路板是将两层或更多的电路基板彼此堆叠在一起制造而成的，它们之间具有可靠的预先设定好的相互连接。由于在所有的层被碾压在一起之前，已经完成了钻孔和电镀，在压合之前，内基板将被钻孔、通孔电镀、图形转移、显影以及蚀刻。随后各个层碾压在一起形成多基板，多基板可使用波峰焊接进行(元器件间的)相互连接。

作为一种实施方式，当所述铜皮设置在基板外表面。设置在基板外表面上均热板3可对基板进行散热，也可以对基板外表面连接的电子元件进行散热，此时可针对均热板3的散热对像调整均热板3设置结构。

作为第二种实施方式，本发明所述基板为两层或两层以上，基板的层与层之间通过压合、粘合或通过表面铜皮之间的焊接结合；所述均热板3封装在相邻焊接在一起的铜皮内部。本发明中，将均热板3封装在一起的两铜皮之间通过焊接连接在一起，当然还可以采用别的连接方式结合在一起。

当基板层与层之间的铜皮上设置均热板3时，均热板3与基板之间通过铜皮接触进行导热。

进一步的，上述两种所述均热板3可依据不同形状的外表面和/或内层铜皮设计。其中，均热板3可依据不同形状的外表面和/或内层铜皮特殊设计，允许过孔通过均热板3，不影响多层线路上的布线；

进一步的，本发明所述基板的每层由基材、绝缘介质层、铜箔层及外部铜皮组成，所述基材上、下两层覆铜箔层，铜箔层外设绝缘介质层，绝缘介质层外设铜皮。

进一步的，本发明所述均热板3内部为真空腔体，腔体内设有散热介质，腔体内设有空腔蒸发室13和表面呈沟槽组织的吸液芯17，空腔蒸发室13一端与基板上的电路布线贴合。

现有技术中，均热板3厚度已经做到0.4mm薄，可以在多层线路板中设置多层均热板3从而达到对多层线路的散热要求。最大限度的提高多层线路板的自身散热能力。

均热板3主要工作原理是：均热板3是一个内壁具微结构的真空腔体，分为热源端和散热端，当热由热源传导至蒸发区时，腔体里面的散热介质会在低真空度的环境中，便会开始产生液相汽化的现象，此时散热介质吸收热能并且体积迅速膨胀，汽相的散热介质接触到一个比较冷的区域时便会产生凝结的现象，在凝结的过程中释放出在蒸发时累积的热，凝结后的液相会通过由微结构的毛细现象再回到蒸发热源处，此运作将在腔体内周而得始形成一个散热循环。又由于在蒸发时微结构(表面呈沟槽组织)可以产生毛细力，所以均热板3的运作可不受重力的影响。其热传导方式是二维的，是面的热传导方式。

进一步的，所述均热板3内部真空腔体内还设有支撑柱16。

本发明的有益效果在于：本发明通过将均热板3与多层线路板上的内层和/或外层上的铜皮结合为一体，利用均热板3自身的散热系统对多层线路内部电路及外部表面连接电路进行散热。由于现有技术中均热板3厚度已经做到0.4mm薄，则可根据多层线路板的散热需求，在多层线路板中设置多个均热板3，从而最大限度的提高多层线路板的散热功能。

综上所述，本发明结构简单、设计合理、将均热板3与多层线路板的内层散热铜皮相结合，从而大大提高多层线路板的散热能力。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (6)

1.一种嵌入均热板式多层线路板，包括基板、设置在基板上的走线层以及与走线层相邻的铜皮；所述走线层与铜皮设置在基板的外表面和/或内层，其特征在于：所述铜皮上封装有均热板。

2.如权利要求1所述嵌入均热板式多层线路板，其特征在于：所述基板为两层或两层以上，基板的层与层之间通过压合、粘合或通过铜皮之间的焊接结合；所述均热板封装在焊接在一起的内层铜皮内部。

3.如权利要求1所述嵌入均热板式多层线路板，其特征在于：所述均热板可依据不同形状的外表面和/或内层铜皮设计，可在任意位置穿过基板上的金属化和非金属化孔。

4.如权利要求2所述嵌入均热板式多层线路板，其特征在于：所述基板的每层由基材、绝缘介质层、铜箔层及外部铜皮组成，所述基材上、下两层覆铜箔层，铜箔层外设绝缘介质层，绝缘介质层外设铜皮。

5.如权利要求1所述嵌入均热板式多层线路板，其特征在于：所述均热板内部为真空腔体，腔体内设有散热介质，腔体内设有空腔蒸发室和沟槽吸液芯，空腔蒸发室一端与基板上的电路布线贴合，中间设有绝缘介质。

6.如权利要求1所述嵌入均热板式多层线路板，其特征在于：所述均热板内部真空腔体内还设有支撑柱。

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