CN111885814B - 一种复合导热pcb线路板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及PCB线路板技术领域，具体涉及一种复合导热PCB线路板，包括上基板、下基板、散热夹层、填充层、散热包边和覆铜层，散热夹层包括多条平行设置的横向散热条和多条平行设置的纵向散热条，散热包边包裹在填充层的外侧，散热包边的外侧设有多个用于增大与空气接触面积的散热片；通过散热夹层内的横向散热条和纵向散热条将覆铜层的热量传递上散热夹层的各个位置；同时散热夹层外部的散热包边设有散热片，热量从散热夹层传递到散热包边上，散热片增大散热包边与空气的接触面积，以提高散热速度；本发明的PCB线路板可以有效防止热量在一个地方聚集导致的IC芯片和元器件损坏，并且可以有效提高PCB线路板的散热速度。
Description
技术领域
本发明涉及PCB线路板技术领域，具体是一种复合导热PCB线路板。
背景技术
PCB(printed circuit board)即印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通信电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子元件，为了使各个元件之间的电气互连，都要使用印制板。印制线路板由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元件的焊盘组成，具有导电线路和绝缘底板的双重作用。它可以代替复杂的布线，实现电路中各元件之间的电气连接，不仅简化了电子产品的装配、焊接工作，减少传统方式下的接线工作量，大大减轻工人的劳动强度；而且缩小了整机体积，降低产品成本，提高电子设备的质量和可靠性。印制线路板具有良好的产品一致性，它可以采用标准化设计，有利于在生产过程中实现机械化和自动化。同时，整块经过装配调试的印制线路板可以作为一个独立的备件，便于整机产品的互换与维修。目前，印制线路板已经极其广泛地应用在电子产品的生产制造中。
现有的PCB板在通电工作时，焊接在PCB线路板上的IC芯片和元器件容易发热，热量非常容易聚集在IC芯片和元器件的焊接盘上，造成IC芯片和元器件的损坏。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种复合导热PCB线路板，能够将来自焊接盘的热量均匀地传递至PCB线路板的各个位置，同时增强散热效果。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明的一种复合导热PCB线路板，包括上基板、下基板、散热夹层、填充层、散热包边和覆铜层；
所述散热夹层包括多条平行设置的横向散热条和多条平行设置的纵向散热条，所述横向散热条与纵向散热条交叉设置并在交叉点接触；
所述下基板的上表面和上基板的下表面均设有多条用于固定所述横向散热条和纵向散热条的凹槽，所述横向散热条和纵向散热条露出于所述上基板的上表面；
所述覆铜层设置在所述上基板的上表面且与所述横向散热条和纵向散热条接触；
所述散热包边包裹在所述填充层的外侧，所述散热包边的外侧设有多个用于增大与空气接触面积的散热片；
所述填充层为热熔树脂，所述填充层用于固定上基板、下基板、散热夹层和散热包边。
所述横向散热体和纵向散热条将聚集在所述覆铜层上的热量传递到所述散热夹层的各个位置，热量分散后温度变回下降，避免单点过热的情况，同时包裹在散热夹层边缘的所述散热包边设置有散热片，可以增大所述散热夹层外表面与空气的接触面积，加速散热。
进一步的，所述横向散热条和纵向散热条的材料为氮化铝陶瓷，氮化铝陶瓷绝缘性和导热性都十分优秀，适合用于PCB线路板散热。
进一步的，所述横向散热条和纵向散热条均为波浪形，所述横向散热条和纵向散热条的波峰和波谷在所述上基板和下基板的凹槽的交叉点内交叉并接触，波浪形设置可以将热量立体化传递，使得热量在所述散热夹层内分布得更加均匀，同时波浪形设置还可以控制所述横向散热条和纵向散热条与所述覆铜层的接触面积。
进一步的，所述散热包边的材料为导热率大于300W/mK的金属或者合金，所述散热包边不与所述覆铜层直接接触，因此可以用导热性能优秀的金属。
进一步的，所述上基板和下基板均为玻纤板，玻纤板具有耐热性，能够在熔融状态的树脂的温度下保持不形变。
本发明还提供一种复合导热PCB线路板的制造方法，包括步骤：
步骤(1)：将所述下基板的上表面朝上，将所述横向散热条和纵向散热条安装在凹槽内；
步骤(2)：将熔融状态的树脂材料覆盖在所述下基板的上表面上；
步骤(3)：将所述上基板的下表面的凹槽与所述横向散热条和纵向散热条对准并压下，使所述横向散热条和纵向散热条进入所述上基板的下表面的凹槽内；
步骤(4)：等待树脂凝固后，裁剪多余的所述横向散热条、纵向散热条、上基板和下基板的边角；
步骤(5)：打磨所述上基板的上表面，直至露出所述横向散热条和纵向散热条；
步骤(6)：将上述步骤生产出的板材按照标准尺寸进行切割，并将预制的标准尺寸的所述散热包边的内侧涂上熔融状态的树脂，将所述散热包边套设在切割好的板材侧面上直至树脂凝固；
步骤(7)：对打磨好的所述上基板的上表面进行清洗、覆铜、印刷、腐蚀、打孔等操作，产出成品。
其中，步骤(3)中的操作均在定位模具中进行。
本发明的有益效果是：本发明的一种复合导热PCB线路板，通过散热夹层内的横向散热条和纵向散热条将覆铜层的热量传递上散热夹层的各个位置；同时散热夹层外部的散热包边设有散热片，热量从散热夹层传递到散热包边上，散热片增大散热包边与空气的接触面积，以提高散热速度；本发明的PCB线路板可以有效防止热量在一个地方聚集导致的IC芯片和元器件损坏，并且可以有效提高PCB线路板的散热速度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的分层结构示意图；
图2为本发明的横截面示意图；
图3为本发明的散热夹层结构示意图。
附图标记如下：1-上基板、2-下基板、3-散热夹层、4-填充层、5-散热包边、6-覆铜层、7-凹槽、31-横向散热条、32-纵向散热条、51-散热片。
具体实施方式
如图1-图3所示：本实施例的一种复合导热PCB线路板，包括上基板1、下基板2、散热夹层3、填充层4、散热包边5和覆铜层6，其中上基板1和下基板2为玻纤板，填充层4为用于粘合上基板1、下基板2、散热夹层3、和散热包边5的树脂，散热包边5的材料为导热率大于300W/mK的金属或者合金(通常为纯度大于 99.95％的无氧铜)。
下基板2的上表面和上基板1的下表面均设有多条平行的用于固定横向散热条31和纵向散热条32的凹槽7，横向的凹槽7和纵向的凹槽7垂直交叉，且均匀分布，形成多个规则的正方形交点槽。
散热夹层3包括多条平行设置的横向散热条31和多条平行设置的纵向散热条32，横向散热条31与纵向散热条32交叉设置并在交叉点接触，并且横向散热条31和纵向散热条32均为波浪形，横向散热条31和纵向散热条32的波峰和波谷在上基板1和下基板2的凹槽7的交叉点内交叉并接触，横向散热条31和纵向散热条32的顶部均露出于上基板1的上表面与覆铜层6接触；
散热包边5包裹在填充层4的外侧，散热包边5的外侧设有多个用于增大与空气接触面积的散热片51；填充层4为热熔树脂，填充层4用于固定上基板1、下基板2、散热夹层3和散热包边5。
本发明的一种复合导热PCB线路板通过散热夹层3内的横向散热条31和纵向散热条32将覆铜层6的热量传递上散热夹层3的各个位置；同时散热夹层3 外部的散热包边5设有散热片51，热量从散热夹层3传递到散热包边5上，散热片51增大散热包边5与空气的接触面积，以提高散热速度；本发明的PCB 线路板可以有效防止热量在一个地方聚集导致的IC芯片和元器件损坏，并且可以有效提高PCB线路板的散热速度。
本发明的具体制造过程如下：
步骤A：将下基板2的上表面朝上，将横向散热条31和纵向散热条32安装在凹槽7内，安装时，注意将波浪形的横向散热条31和纵向散热条32的波谷对准凹槽7的交点；
步骤B：将熔融状态的树脂材料覆盖在下基板2的上表面上，覆盖时，需要将下基板2放入一个合适的容器或者模具中，倒入熔融状态的树脂即可；
步骤C：趁树脂未凝固时，将上基板1的下表面的凹槽7与横向散热条31和纵向散热条32对准并压下，使横向散热条31和纵向散热条32进入上基板1的下表面的凹槽7内，次步骤的操作可以在定位模具中进行，以提高对准精确度和速度；
步骤D：等待树脂凝固后，裁剪多余的横向散热条31、纵向散热条32、上基板1和下基板2的边角，使得板材的侧面无毛刺或者暗坑，同时能够清晰地看到横向散热条31和纵向散热条32的截面；
步骤E：打磨上基板1的上表面，直至露出横向散热条31和纵向散热条32，打磨时使用砂轮，且粗糙度在40目上下，可以将横向散热条31和纵向散热条32 露出的同时，增加上基板1的顶面的粗糙度，便于后续的覆铜层6的加工；
步骤F：将上述步骤生产出的板材按照标准尺寸进行切割，并将预制的标准尺寸的散热包边5的内侧涂上熔融状态的树脂，将散热包边5套设在切割好的板材侧面上直至树脂凝固，并且散热包边5的内侧面与横向散热条31和纵向散热条 32的截面直接接触；
步骤G：对打磨好的上基板1的上表面进行清洗、覆铜、印刷、腐蚀、打孔等操作，产出成品，后续步骤为现有的生产PCB线路板的操作，属于现有技术，故不赘述。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种复合导热PCB线路板，其特征在于：包括上基板、下基板、散热夹层、填充层、散热包边和覆铜层；
所述散热夹层包括多条平行设置的横向散热条和多条平行设置的纵向散热条，所述横向散热条与纵向散热条交叉设置并在交叉点接触；
所述下基板的上表面和上基板的下表面均设有多条用于固定所述横向散热条和纵向散热条的凹槽，所述横向散热条和纵向散热条露出于所述上基板的上表面；
所述覆铜层设置在所述上基板的上表面且与所述横向散热条和纵向散热条接触；
所述散热包边包裹在所述填充层的外侧，所述散热包边的外侧设有多个用于增大与空气接触面积的散热片；
所述填充层为热熔树脂，所述填充层用于固定上基板、下基板、散热夹层和散热包边；
制造方法包括步骤：
步骤(1)：将所述下基板的上表面朝上，将所述横向散热条和纵向散热条安装在凹槽内；
步骤(2)：将熔融状态的树脂材料覆盖在所述下基板的上表面上；
步骤(3)：将所述上基板的下表面的凹槽与所述横向散热条和纵向散热条对准并压下，使所述横向散热条和纵向散热条进入所述上基板的下表面的凹槽内；
步骤(4)：等待树脂凝固后，裁剪多余的所述横向散热条、纵向散热条、上基板和下基板的边角；
步骤(5)：打磨所述上基板的上表面，直至露出所述横向散热条和纵向散热条；
步骤(6)：将步骤(5)生产出的板材按照标准尺寸进行切割，并将预制的标准尺寸的所述散热包边的内侧涂上熔融状态的树脂，将所述散热包边套设在切割好的板材侧面上直至树脂凝固；
步骤(7)：对打磨好的所述上基板的上表面进行清洗、覆铜、印刷、腐蚀、打孔操作，产出成品。
2.根据权利要求1所述的一种复合导热PCB线路板，其特征在于：所述横向散热条和纵向散热条的材料为氮化铝陶瓷。
3.根据权利要求1所述的一种复合导热PCB线路板，其特征在于：所述横向散热条和纵向散热条均为波浪形，所述横向散热条和纵向散热条的波峰和波谷在所述上基板和下基板的凹槽的交叉点内交叉并接触。
4.根据权利要求1所述的一种复合导热PCB线路板，其特征在于：所述散热包边的材料为导热率大于300W/mK的金属或者合金。
5.根据权利要求1所述的一种复合导热PCB线路板，其特征在于：所述上基板和下基板均为玻纤板。
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