CN110856346A - 印刷电路板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种印刷电路板及其制造方法，印刷电路板制造方法，包括提供一电路板基材，在电路板基材上加工一开口、电镀一第一电镀层在电路板基材之上、压入一铜块在开口中、电镀一第二电镀层在第一电镀层之上、填入一树脂材料在铜块与电路板基材之间的一间隙孔中，以及平坦化电路板基材的表面，以形成一平坦化电路板表面。

Description

印刷电路板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种印刷电路板及其制造方法，且特别是涉及一种具有散热功能的印刷电路板及其制造方法。

背景技术

目前电子产品朝向高性能化、高频化、高速化与轻薄化的方向发展，各种电子相关的零件也均朝向多功能、高速度、多功率与体积小的方向发展。在电子产品功能越来越多的情况下，所消耗的功率因而越来越大，以至于电子产品在运作时会产生很多的热能，从而增加电子产品的温度。

印刷电路板(printed circuit board；PCB)也面临到热能控制的问题。印刷电路板是由在组件之间的导电绝缘材料内连接的基板材料所组成的，其本身并不是热的良导体。通常一个典型的基板材料的热导性λ约0.2W/mK，相较之下，铜具有约390W/mK的高热导性。因此，为了减少电子产品因温度过高而造成的信赖度问题，通常于电路板内置入铜块作为电子元件的散热路径。然而，铜块与电路板之间的缝隙容易使电路板制作工艺中的锡膏与导热膏流到电路板的背面，而影响电子产品的效能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有散热功能的印刷电路板及其制造方法，以解决上述问题。

为达上述目的，在本发明的一些实施方式中，一种印刷电路板制造方法，包括有下列步骤，提供一电路板基材，在电路板基材上加工一开口，电镀一第一电镀层在电路板基材之上，压入一铜块在开口中，电镀一第二电镀层在第一电路层之上，填入一树脂材料在铜块与电路板基材之间的一间隙孔中，以及平坦化电路板基材的表面，以形成一平坦化电路板表面。

在本发明的一些实施方式中，上述的制造方法还包括电镀一第三电镀层，在平坦化电路板表面之上。

在本发明的一些实施方式中，上述的第三电镀层覆盖树脂材料。

在本发明的一些实施方式中，上述的第一电镀层、第二电镀层以及第三电镀层为铜电镀层。

在本发明的一些实施方式中，上述的电镀第二电镀层还包括填平电路板基材的多个凹槽。

在本发明的另一实施方式中，一种印刷电路板，包括一电路板基材、一铜块、一第一电镀层、一第二电镀层以及一树脂插塞。电路板基材具有一开口。铜块设置在开口中。第一电镀层形成于电路板基材之上。第二电镀层形成于第一电镀层之上。树脂插塞设置在铜块与电路板基材之间的一间隙孔中。

在本发明的一些实施方式中，上述的印刷电路板还包括一第三电镀层，形成于第一电镀层与第二电镀层之上。

在本发明的一些实施方式中，上述的第三电镀层覆盖树脂插塞。

在本发明的一些实施方式中，上述的第一电镀层、第二电镀层以及第三电镀层为铜电镀层。

在本发明的一些实施方式中，上述的电路板基材还包括多个凹槽，且第二电镀层填平该些凹槽。

由上述实施方式可知，本发明所提供的印刷电路板及其制造方法可以通过电镀、压入铜块、填入树脂材料与平坦化的制作工艺来达到良好的散热效果，且可消除电路板与铜块之间的缝隙，故可改善电路板制作工艺中的锡膏与导热膏流到电路板背面的问题，进而提升电子产品的效能。

以上所述仅用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段及其产生的功效等等，本发明的具体细节在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。

附图说明

图1为本发明一实施方式的印刷电路板制造方法的流程图；

图2A至图2G为本发明一实施方式的印刷电路板制造方法各步骤的剖面示意图。

符号说明

100：印刷电路板制造方法

110、120、130、140、150、160、170：步骤

200：电路板

210：电路板基材

215：开口

220：凹槽

225：第一电镀层

230：铜块

235：间隙孔

240：第二电镀层

245：树脂插塞、树脂材料

250：平坦化电路板表面

255：第三电镀层

具体实施方式

下文举实施方式配合所附附图作详细说明，以更好地理解本案的态样。然而本发明可以通过许多不同形式实现，并且不应解释为局限于本发明所阐述的实施方式。更确切地，提供这些实施方式是为了使本发明内容详尽且全面，并且可以将本发明的范围全面地转达给本领域熟知此项技术者。在诸附图中，可为了清楚而夸示层及区的大小及相对大小。类似数字意旨类似元件。应了解到，虽然本发明中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但此等元件不应受此等术语限制。此等术语是用以区分一元件与另一元件。因此，下文论述的第一元件可称为第二元件而不偏离本发明概念的教示。如本发明中所使用，术语「及/或」包括相关联的列出项目中的任一者及一或多者的所有组合。在下文将参阅随附附图详细地描述本发明的各例示性实施方式。

请参照图1。图1为根据本发明一实施方式的印刷电路板制造方法100的流程图。印刷电路板制造方法100为实例，且不意欲将本发明限制超出权利要求中明确叙述的范畴。可在印刷电路板制造方法100之前、在其期间及在其之后提供额外操作，且所描述的一些操作可经替代、消除或重新安置以实现方法的额外实施方式。下文结合图2A至图2G描述印刷电路板制造方法100。图2A至图2G绘示根据本发明一实施方式的电路板200制造方法的各步骤的剖面示意图。

在步骤110中，同时参照图2A，印刷电路板制造方法100在电路板200中提供一电路板基材210，在电路板基材210上加工一开口215，电路板基材210具有多个凹槽220。在一些实施方式中，加工开口215的方法可以通过钻孔(drilling)来进行，例如可通过机械钻孔一次钻通电路板基材210中的各层，也就是连同树脂层(例如酚醛树脂或环氧树脂)与铜箔层一起钻通而成孔，也可以通过激光钻孔(laser drilling)的方式来形成开口215。在一些实施方式中，电路板基材210可以为包括玻璃纤维(FR4)的铜箔基板(Copper Clad Laminate；CCL)。

在步骤120中，同时参照图2B，印刷电路板制造方法100在电路板基材210上电镀一第一电镀层225。第一电镀层225覆盖在电路板基材210表面之上，其中第一电镀层225的厚度可依设计者的实际需求而定。在一些实施方式中，第一电镀层225的材料可包括铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、金(Cu)或上述的组合。在一些实施方式中，第一电镀层225可以是由导电金属所形成的金属薄片，例如铜箔片(copper foil)。

在步骤130中，同时参照图2C，印刷电路板制造方法100压入一铜块230在电路板200的开口215中，其中铜块230的尺寸及形状可依设计者的实际需求而定。在一些实施方式中，铜块230不一定和开口215的尺寸匹配，因此铜块230与电路板基材210之间具有一间隙孔235。在一些实施方式中，铜块230的侧面可具有突起。在一些实施方式中，铜块230可选用热传导系数为391W/mk且导热率为97％的红铜(C1100)，可以有较佳的导热效果。

在步骤140中，同时参照图2D，印刷电路板制造方法100电镀一第二电镀层240，在第一电镀层225之上。具体来说，第二电镀层240覆盖于电路板基材210表面上的第一电镀层225与铜块230之上，且第二电镀层240填入电路板基材210的凹槽220(如图2C绘示)中，其中第二电镀层240的厚度可依设计者的实际需求而定。在一些实施方式中，第二电镀层240的材料可包括铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、金(Cu)或上述的组合。在一些实施方式中，第二电镀层240可以是由导电金属所形成的金属薄片，例如铜箔片。在一些实施方式中，第一电镀层225与第二电镀层240可以是由相同导电金属所形成的电镀层，例如第一电镀层225为铜电镀层，且第二电镀层240也为铜电镀层。

在步骤150中，同时参照图2E，印刷电路板制造方法100填入一树脂材料245。具体来说，树脂材料245填入于铜块230与电路板基材210之间的间隙孔235(如图2D绘示)中，用于固定铜块230的位置。在填入树脂材料245之后，可以消除铜块230与电路板基材210之间的缝隙。在一些实施方式中，填入间隙孔235(如图2D绘示)的树脂插塞245突出于铜块230与第二电镀层240的表面。在一些实施方式中，树脂材料245可包括环氧树脂(expoxy resin)、聚亚酰胺(polyimide)、氰脂(cyanate ester)、双顺丁烯二酸酰亚胺(bismaleimidetriazine)、或上述的组合，也可为高分子复合材料。

在步骤160中，同时参照图2F，印刷电路板制造方法100平坦化电路板基材210的表面，以形成一平坦化电路板表面250。在一些实施方式中，可以通过自动磨刷机(automaticpressure grinding)或研磨机器将树脂插塞245磨整，以及将第一电镀层225与铜块230之上的第二电镀层240磨整，例如可以通过八轴研磨机、陶瓷刷磨机等机械设备的操作，进而形成顶面平整的平坦化电路板表面250。进一步地说，第一电镀层225、第二电镀层240与铜块230的表面形成一平面，且第二电镀层240填平电路板基材210的凹槽220(如图2C绘示)中。在一些实施方式中，平坦化制作工艺可以使用砂带研磨(sand blast)，并且通过机械抛光(mechanical polishing)来切削突出的部分，以形成平坦化电路板表面250。

在步骤170中，同时参照图2G，印刷电路板制造方法100电镀一第三电镀层255，在平坦化电路板表面250之上。第三电镀层255覆盖于经由平坦化制作工艺后的平坦化电路板表面250之上，其中第三电镀层255的厚度可依设计者的实际需求而定。换句话说，第三电镀层255覆盖于第一电镀层225、第二电镀层240以及铜块230之上，且第三电镀层255也覆盖树脂插塞245。在一些实施方式中，第三电镀层255是以覆盖电镀(capping plating)的方式进行，例如是铜覆盖电镀(copper capping plating)，以形成所需的铜覆盖层(copper cap)，并覆盖于经由平坦化制作工艺后的平坦化电路板表面250之上。在一些实施方式中，第三电镀层255的材料可包括铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、金(Cu)或上述的组合。在一些实施方式中，第三电镀层255可以是由导电金属所形成的金属薄片，例如铜箔片。在一些实施方式中，第一电镀层225、第二电镀层240与第三电镀层255可以是由相同导电金属所形成的电镀层，例如第一电镀层225、第二电镀层240与第三电镀层255都为铜电镀层。

在一些实施方式中，本发明在步骤170之后可以进行后续的加工。举例来说，可以通过DES(developing,etching,stripping)制作工艺方法来形成外层正片，DES制作工艺方法包括显影(developing)、蚀刻(etching)与去膜(stripping)三大部分，以获得所需的图形，并可进一步利用去膜将图形上的干膜溶解并冲洗干净。

虽然本发明将所揭露的印刷电路板制造方法描述为一系列的步骤，但是应当理解，所示出的这些步骤的顺序不应解释为限制其意义。另外，实施本发明所描述的一或多个态样或实施方式时，并非所有于此示出的步骤都为必须。此外，本发明的一个或多个步骤可能在一个或多个分离的步骤及/或阶段中进行。

综上所述，本发明的印刷电路板制造方法可以通过电镀、压入铜块、填入树脂材料与平坦化制作工艺来达到良好的散热效果，且可消除电路板与铜块之间的缝隙，故可改善电路板制作工艺中的锡膏与导热膏流到电路板背面的问题，进而提升电子产品的效能。

虽然结合以上实施方式公开了本发明，然而其并非用以限定本发明的内容，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种印刷电路板的制造方法，包含：

提供电路板基材，在该电路板基材上加工开口；

电镀第一电镀层，在该电路板基材之上；

压入铜块在该开口中；

电镀第二电镀层，在该第一电镀层之上；

填入树脂材料，在该铜块与该电路板基材之间的间隙孔中；以及

平坦化该电路板基材的表面，以形成平坦化电路板表面。

2.如权利要求1所述的制造方法，还包含：

电镀第三电镀层，在该平坦化电路板表面之上。

3.如权利要求2所述的制造方法，其中该第三电镀层覆盖该树脂材料。

4.如权利要求2所述的制造方法，其中该第一电镀层、该第二电镀层以及该第三电镀层为铜电镀层。

5.如权利要求1所述的制造方法，其中电镀该第二电镀层，还包含：

填平该电路板基材的多个凹槽。

6.一种印刷电路板，其特征在于，该印刷电路板包含：

电路板基材，具有开口；

铜块，设置在该开口中；

第一电镀层，形成于该电路板基材之上；

第二电镀层，形成于该第一电镀层之上；以及

树脂插塞，设置在该铜块与该电路板基材之间的间隙孔中。

7.如权利要求6所述的印刷电路板，还包含：

第三电镀层，形成于该第一电镀层与该第二电镀层之上。

8.如权利要求7所述的印刷电路板，其中该第三电镀层覆盖该树脂插塞。

9.如权利要求7所述的印刷电路板，其中该第一电镀层、该第二电镀层以及该第三电镀层为铜电镀层。

10.如权利要求6所述的印刷电路板，其中该电路板基材还包含多个凹槽，且该第二电镀层填平该些凹槽。

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