CN111050459A - 一种印刷电路板及光模块 - Google Patents

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魏艳芳
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本申请提供一种印刷电路板及具有其的光模块，该印刷电路板包括上层子板和下层子板，所述上层子板上设有多个激光孔，所述多个激光散热孔内设有导热金属；所述下层子板内设有导热槽，所述导热槽内设有散热块；所述多个激光孔与所述导热槽位置相对应，所述导热金属与所述散热块导热连接，扩大了散热面积，提高了印刷电路板的导热效率。本申请还提供该印刷电路板的制作方法，工艺简单，制作方便，成本低。

Description

一种印刷电路板及光模块
技术领域
本申请涉及电路板技术领域，尤其涉及一种印刷电路板及其光模块。
背景技术
电子元件在工作时所消耗的电能，除部分作为有用功外，大部分转化为热量。这些热量使元器件内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发，电子元件会持续升温，可能会出现因过热失效，导致电子设备的可靠性下降。对于发热量大的电子元件，单纯通过单板载体散发热量是不够的，通常都有其相应的散热设计。
目前行业内采用的激光孔填铜技术，在印刷电路板发热量大的元件底部和附近放置一些导热金属化过孔。其效果相当于一个导热金属沿印刷电路板厚度方向从表面穿透，使热量从印刷电路板表面传导至背面，发热元件的热量向印刷电路板背面迅速逃逸，或传导给其他散热层，发热面的元件快速冷却，有效地提高散热面积和减少热阻，提高电路板的功率密度。此方法的缺点印刷电路板制造需多次电镀、多次压合，制作成本和可靠性控制成本非常高。
另外传统的金属基埋入技术，需将芯板和半固化片开出合适大小的孔,孔里放置散热块，直接将发热元件贴装在散热块上，同时散热块与板件的厚度要匹配，还要克服散热块与电路板之间的高度差问题。在制作过程中，需根据电路板特征与要求，选用合适的板材和半固化片类型，同时优化钻孔、沉铜、电镀、铣槽等制作条件，才能保证获得良好的可靠性能。该技术工艺复杂，成本较高。
虽然传统的散热方式可以解决部分的散热问题，但有许多弊端和局限性，随着通信技术及光模块的迅速发展，对光模块小型化、轻便化、散热快和高可靠性的要求越来越高。
发明内容
本申请为克服现有技术的缺陷，提供一种印刷电路板，其能够提高光模块的散热性能。
为了实现上述目的之一，本申请提供了一种印刷电路板，包括上层子板和下层子板；所述上层子板上设有多个激光孔，所述多个激光孔内设有导热金属；所述下层子板内设有导热槽，所述导热槽内设有散热块；所述多个激光孔与所述导热槽位置相对应，所述导热金属与所述散热块导热连接。
在一实施例中，所述导热槽为所述上层子板和下层子板结合在一起后开槽形成。
在一实施例中，所述散热块为部分裸露于所述印刷电路板外。
在一实施例中，所述导热金属与散热块之间设置导热胶或散热垫片。
在一实施例中，所述散热块为铜块。
在一实施例中，所述导热金属与散热块之间设有铜层。
在一实施例中，所述散热块裸露于印刷电路板外的截面面积大于其位于所述印刷电路板内的截面面积。
本申请还提供一种印刷电路板制作方法，形成多层电路板，所述多层电路板上表面上至少部分区域形成有填有导热金属的激光孔；在与所述激光孔位置对应的下表面上开设导热槽，所述导热槽的深度小于所述多层电路板的厚度；将散热块固定于所述导热槽内，并使所述散热块与所述激光孔导热连接。
本申请还提供一种光模块，所述光模块包括外壳、容纳于外壳中的印刷电路板、光学元件及如上所述的印刷电路板，光电元件中至少部分光电元件与所述激光孔导热连接，所述散热块与所述外壳导热连接。
本申请的有益效果：与现有技术相比，本申请通过印刷电路板上层激光孔里的铜以及导热槽内的铜块连接，构成导热性能良好的导热体，将光电元件产生的热量传递到模块壳体，有效提高光模块的散热性能。散热块是与导热槽固定连接，可以根据导热槽的形状预先制备该散热块，制作方便，提高生产效率。
附图说明
图1为一实施例的印制电路板的截面示意图；
图2为采用图1所述电路板的光模块爆炸图；
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
申请提供一种印刷电路板，该印刷电路板包括上层子板和下层子板；所述上层子板上设有多个激光孔，所述多个激光散热孔内设有导热金属；所述下层子板内设有导热槽，所述导热槽内设有散热块；所述激光孔与所述导热槽位置相对应，所述导热金属与所述散热块导热连接。
下面将以一个具体的印刷电路板为例进行详细介绍。
请参考图1，图1为印刷电路板的截面示意图。该实施例以2+4+2叠构的印刷电路板为例。4代表中间层数，2代表向外叠加层数。
在本实施例中，该印刷电路板L1-L3层为上层子板，L4-L8为下层子板。光电元件120固定在印刷电路板L1表面上，在光电元件120对应区域的L1-L3层子板上密集分布多个激光孔140，各层子板上的激光孔140叠加设置。激光孔内设置导热金属，本实施例中所使用的导热金属为铜。由于上层子板的激光孔140叠加设置，填充于激光孔140内的铜相连，形成铜柱160。在下层子板L8表面沿印刷电路板厚度方向采用控深铣方式开设导热槽130，形状可以是圆形，椭圆形或者多边形等各种规则或不规则形状。导热槽130的位置与上层子板上激光孔140相对应，深度控制在露出L3上的铜层150，导热槽130内设有散热块110，激光孔140与散热块110通过铜层150连接，实现热传导。
散热块使用铜块，通过压合、焊接、粘结方式与导热槽130固定连接。散热块部分裸露在印刷电路板外，且在平行于印刷电路板铜层所在平面方向裸露在导热槽130外的散热块的截面积大于匹配安装于印刷电路板内散热块的截面积。由于散热块是在印制电路板制作完成后，然后再与印制电路板装配，所以可以根据导热槽的形状预先加工好铜块，制作方便，同时提高生产效率。而传统的金属基埋入技术，需要克服散热块与印制电路板之间的高度差问题，工艺复杂，成本较高。
为了达到更好的散热效果，激光孔140里形成铜柱160与散热块110之间设有导热材料，如导热胶或者散热垫片。本实施例中采用导热胶100，其具有柔软性、压缩性、强粘性，可以填补不平整的表面，能紧密牢固贴合在铜柱160与散热块110之间，形成有效的热传导路径。
当然，在其它实施例中，可以根据需要调整激光孔的数量和位置。例如，大功率光电元件工作时产生的热量较大，可以增加激光孔的数量，反之则减少。光电元件固定在印制电路板的底层子板上时，激光孔的位置也随之改变。同样，导热槽的设置也是如此。
本发明一实例还提供了印刷电路板的制造方法，结合印刷电路板的上述具体结构，所述制造方法包括以下步骤：
形成多层电路板，多层电路板上表面上至少部分区域形成有填铜的激光孔140。在与所述激光孔位置对应的下表面上用控深铣方法开设导热槽130，所述导热槽130的深度小于所述多层电路板的厚度。将散热块110固定于所述导热槽130内，并使所述散热块与所述激光孔导热连接。
请参考图2，本申请另一实施方式提供一种光模块200，该光模块200包括外壳201、散热垫205以及上一实施例提供的印刷电路板202。
该实施例的外壳201包括底座10与上盖20，两者可通过螺丝固定在一起。光电元件120可以是激光器、发热芯片等。激光器一般产生热量较多，为光电元件120中主要产生热量的元件。光电元件120固定连接在印刷电路板202上。
散热垫205设置在印刷电路板202和底座10之间，用于将光电元件120产生的热量有效的传导至底座10上。光模块组装完成，底座10与散热块110通过散热垫205紧密接触。光电元件120通过上一实施例中的导热路径，再经过散热垫205，将热量传递至底座10散发出去，有效地提高了光电元件120的散热效率。如此，光模块不但具有良好的高速性能，也具有良好的散热性能。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种印刷电路板，其特征在于：包括上层子板和下层子板；所述上层子板上设有多个激光孔，所述多个激光孔内设有导热金属；所述下层子板内设有导热槽，所述导热槽内设有散热块；所述多个激光孔与所述导热槽位置相对应，所述导热金属与所述散热块导热连接。
2.如权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于：所述导热槽为所述上层子板和下层子板结合在一起后开槽形成。
3.如权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于：所述散热块为部分裸露于所述印刷电路板外。
4.如权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于：所述导热金属与散热块之间设置导热胶或散热垫片。
5.如权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于：所述散热块为铜块。
6.如权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于：所述导热金属与散热块之间设有铜层。
7.如权利要求3所述的印刷电路板，其特征在于：所述散热块裸露于印刷电路板外的截面面积大于其位于所述印刷电路板内的截面面积。
8.一种印刷电路板制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
形成多层电路板，所述多层电路板上表面上至少部分区域形成有多个填有导热金属的激光孔；
在与所述激光孔位置对应的下表面上开设导热槽，所述导热槽的深度小于所述多层电路板的厚度；
在所述导热槽内安装散热块，并使所述散热块与多个所述激光孔导热连接。
9.如权利要求8所述的印刷电路板制作方法，其特征在于：所述在与所述激光孔位置对应的下表面上开设导热槽的步骤是通过控深铣方法实现的。
10.一种光模块，其特征在于，包括外壳、容纳于外壳中的印刷电路板、光学元件及安装于所述印刷电路板上的光电元件，所述印刷电路板为权利要求1-9所述的印刷电路板，所述光电元件中至少部分光电元件与所述激光孔导热连接，所述散热块与所述外壳导热连接。
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