CN112040635B - 一种软硬结合pcb电路板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软硬结合PCB电路板,包括陶瓷基覆铜板和柔性覆铜板,相邻的陶瓷基覆铜板之间通过柔性覆铜板进行连接;所述陶瓷基覆铜板包括陶瓷基体和第一铜箔图形,所述柔性覆铜板包括柔性基体和第二铜箔图形,所述柔性基体包括工作区域和非工作区域,所述第二铜箔图形覆盖在所述工作区域;所述工作区域的柔性基板厚度大于所述非工作区域的柔性基板厚度,且所述工作区域的柔性基体底部包含用于安装拼板的凹槽,所述非工作区域的柔性基板包含贯穿柔性基板的贯穿孔;所述陶瓷基覆铜板的边缘与所述柔性覆铜板的非工作区域压合连接。本发明中PCB电路板具有散热性能好,适用范围广的优势。
Description
技术领域
本发明涉及PCB电路板,具体涉及一种软硬结合PCB电路板及其制备方法。
背景技术
随着电子技术和信息科技的不断发展,电子设备特别是通信产品朝着更高传输速率发展,同时也朝着小型化、轻薄化发展。因此,以前电子产品的平坦式装配慢慢被现在的堆栈式装配所取代。软硬结合PCB板是将刚性覆铜板(Printed Circuit Board)和柔性覆铜板(Flexible Printed Circuit)组合成一种兼具刚性PCB和柔性FCB的适应力的新型印刷电路板。
刚性覆铜板一般散热性能不好,在PCB板实用过程中往往会因为过热问题而导致PCB板的损坏,氮化铝陶瓷具有优异的综合性能,是近年来受到广泛关注的新一代先进陶瓷,在多方面都有着广泛的应用前景,尤其是具有高导热率、低介电常数、低介电损耗、优良的电绝缘性,与硅相匹配的热膨胀系数与无毒性等特点,使其成为高密度、大功率和告诉集成电路板与封装基板的立项材料。然而,现有的陶瓷基板最主要的缺点是易碎,目前只能制作小面积的电路板。
柔性覆铜板具有很多刚性覆铜板不具有的优点:首先可以自由弯曲、卷绕、折叠,可依照空间布局要求任意安排,并在三维空间任意移动和伸缩,从而达到元器件装配和导线连接的一体化;其次,利用FPC可大大缩小电子产品的体积和重量,适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向发展的需要。因此,FPC在航天、军事、移动通讯、手提电脑、计算机外设、PDA、数字相机等领域或产品上得到了广泛的应用;最后,FPC还具有良好的散热性和可焊性以及易于装连、综合成本较低等优点。但是柔性覆铜板的基本通常散热系数不高,不能及时进行散热。
在软硬结合PCB电路板中,若能寻找一种对刚性覆铜板和柔性覆铜板进行改进的方法,使得陶瓷基板韧性增加,并且增强整体软硬结合PCB电路板的散热能力,则可以很好地弥补现有软硬结合PCB电路板的缺陷。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的旨在提供一种软硬结合PCB电路板及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种软硬结合PCB电路板,包括陶瓷基覆铜板和柔性覆铜板,相邻的陶瓷基覆铜板之间通过柔性覆铜板进行连接;所述陶瓷基覆铜板包括陶瓷基体和第一铜箔图形,所述陶瓷基体包括氮化铝80-87重量份、氧化锆5-10重量份、氧化钇1-3重量份、碳纤维2-6重量份和石墨粉2-5重量份;所述陶瓷基板上表面包含第一铜箔图形,下表面包含散热孔,所述散热孔为非贯穿陶瓷基板的散热孔;
所述柔性覆铜板包括柔性基体和第二铜箔图形,所述柔性基体包括工作区域和非工作区域,所述第二铜箔图形覆盖在所述工作区域;所述工作区域的柔性基板厚度大于所述非工作区域的柔性基板厚度,且所述工作区域的柔性基体底部包含用于安装拼板的凹槽,所述非工作区域的柔性基板包含贯穿柔性基板的贯穿孔;柔性覆铜板包括工作区和非工作区,所述第二铜箔层位于所述柔性覆铜板的工作区域;
所述陶瓷基覆铜板的边缘与所述柔性覆铜板的非工作区域压合连接。
进一步的,所述陶瓷基板靠近柔性覆铜板下表面的散热孔形成的散热通道面积大于陶瓷基板中心的散热孔形成的散热通道面积。
进一步的,所述陶瓷基覆铜板的边缘与所述柔性覆铜板的非工作区域压合连接区域,所述柔性覆铜板的非工作区域下表面的贯穿孔形成的散热通道面积大于压合连接区域中陶瓷基覆铜板下表面的散热孔形成的散热通道面积。
进一步的,所述柔性基体上表面覆盖绝缘硅脂层,所述绝缘硅脂层覆盖所述工作区域和非工作区域,所述第一铜箔图形覆盖在所述绝缘硅脂层上表面。
进一步的,所述非工作区域中的贯穿孔中填充绝缘硅脂层。
进一步的,所述非工作区域中的贯穿孔形成空气隙。
一种制备软硬结合PCB电路板的方法,包括如下步骤:
S01:制备陶瓷基覆铜板,具体包括:
S011:将氮化铝80-87重量份、氧化锆5-10重量份、氧化钇1-3重量份、碳纤维2-6重量份和石墨粉2-5重量份球磨混合;
S012:将球磨之后的混合物中添加粘结剂,并在溶剂中配置成流延浆料;
S013:通过刮刀流延法形成厚度为0.3-0.5mm的流延带;
S014:对流延带进行冲切、层压、排胶和烧结后形成氮化铝基板,此时氮化铝基板下表面包含非贯穿散热孔;
S015:在氮化铝基板上表面上沉积第一铜箔层,并对第一铜箔层进行刻蚀形成第一铜箔图形;
S02:制备柔性覆铜板;
S03:通过异方性导电胶膜工艺将陶瓷基覆铜板压合在柔性覆铜板上,使得相邻的陶瓷基覆铜板之间通过柔性覆铜板进行连接。
进一步的,所述步骤S02包括:
S021:将柔性膜层、绝缘硅脂和第二铜箔层形成复合膜,将复合膜切割并在真空泵箱中紧密吸合在一起,形成柔性基板,其中,绝缘硅脂和第二铜箔层位于所述柔性基板的工作区域;
S022:在柔性基板表面粘上感光层薄膜;
S023:对柔性基板进行曝光和清洗,形成位于柔性覆铜板中工作区域的第二铜箔图形;
S024:对非工作区域的柔性基板进行减薄,并形成贯穿柔性基板的贯穿孔;
S025:在工作区域的柔性基板下表面刻蚀形成用于安装拼板的凹槽。
进一步的,所述步骤S03包括:
S031:对陶瓷基覆铜板边缘和柔性覆铜板的非工作区域进行图形化,将图形化之后的匹配区域进行压合;
S032:在柔性覆铜板的非工作区域涂覆绝缘硅脂。
进一步的,所述步骤S031中通过异方性导电胶膜工艺将陶瓷基覆铜板压合在柔性覆铜板上,使得相邻的陶瓷基覆铜板之间通过柔性覆铜板进行连接。
本发明的有益效果在于:本发明中氮化铝基板中添加氧化锆进行增韧,使得氮化铝陶瓷基本韧性增加,同时添加氧化钇作为稳定剂,保证氮化铝基板性能稳定,仍然具有高导热系数;本发明在氮化铝基板下方设置散热孔,在柔性基板与陶瓷基板压合处设置贯穿孔,并在柔性覆铜板中添加绝缘硅脂层,其中,散热孔、贯穿孔和绝缘硅脂层相互配合,将柔性覆铜板工作区域产生的热量通过绝缘硅脂引导至氧化铝基板中,再利用氧化铝基板的高导热性能进行导热;进而提高整个软硬结合PCB电路板的散热性能;本申请中软硬结合PCB电路板可以广泛适用于集成度要求较高的电子领域。
附图说明
附图1为本发明一种软硬结合PCB电路板示意图;
附图2为本发明散热孔示意图;
附图3为本发明软硬结合PCB电路板的侧面示意图;
附图4为本发明制备刚性覆铜板的流程示意图。
附图标记:1陶瓷基覆铜板,2柔性覆铜板,21柔性基体,22第二铜箔图形,3散热孔,4绝缘硅脂层,5贯穿孔,6凹槽。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述:
如附图1-3所示,本发明提供的一种软硬结合PCB电路板,包括陶瓷基覆铜板1和柔性覆铜板2,相邻的陶瓷基覆铜板1之间通过柔性覆铜板2进行连接;陶瓷基覆铜板包括陶瓷基体和第一铜箔图形,陶瓷基体包括氮化铝80-87重量份、氧化锆5-10重量份、氧化钇1-3重量份、碳纤维2-6重量份和石墨粉2-5重量份;
本申请中采用氮化铝陶瓷基板,氮化铝陶瓷基板最为显著的特点是高导热率,其主要机理为:通过点阵和晶格震动,即借助晶格波或热波进行传递,氮化铝陶瓷的显著缺陷是易碎,本申请在氮化铝中增加氧化锆来提高最终形成陶瓷基板的韧性;本申请在氮化铝中添加氧化钇作为稳定剂,同时添加碳纤维和石墨粉使得各原料性能协同促进,使得最终的陶瓷基板散热效果好、抗氧化性好且力学性能优异。
陶瓷基板上表面包含第一铜箔图形,下表面包含散热孔3,散热孔3为非贯穿陶瓷基板的散热孔。如附图2所示,陶瓷基板靠近柔性覆铜板下表面的散热孔形成的散热通道面积大于陶瓷基板中心的散热孔形成的散热通道面积,这是因为位于陶瓷基板两侧的散热孔除了要对陶瓷基板进行散热以外,还需要对从柔性覆铜板上传递过来的热量进行散热,而位于陶瓷基板中心的散热孔只需要对陶瓷基板中心产生的热量进行散热。具体的,本发明可以将位于陶瓷基体下表面的散热孔设置为梯形结构,即位于陶瓷基体边缘连接柔性覆铜板区域的散热孔形成梯形的长边,位于陶瓷基体中心位置远离柔性覆铜板区域的散热孔形成梯形的短边,从而确保陶瓷基板靠近柔性覆铜板下表面的散热孔形成的散热通道面积大于陶瓷基板中心的散热孔形成的散热通道面积。作为另外一种优选实施例,本发明还可以在散热孔数量相同的情况下,将位于陶瓷基体边缘连接柔性覆铜板区域的散热孔设置为大孔径散热孔,将位于陶瓷基体中心位置远离柔性覆铜板区域的散热孔设置为小孔径散热孔,进而确保陶瓷基板靠近柔性覆铜板下表面的散热孔形成的散热通道面积大于陶瓷基板中心的散热孔形成的散热通道面积。这种针对性设置散热孔密度的方法可以确保整个软硬结合PCB电路板的散热基本一致,各个部件的工作环境基本保持一致。
请参阅附图3,柔性覆铜板包括柔性基体21和第二铜箔图形22,柔性基体21包括工作区域和非工作区域,第二铜箔图形22覆盖在工作区域;工作区域的柔性基板厚度大于非工作区域的柔性基板厚度,且工作区域的柔性基体底部包含用于安装拼板的凹槽6,非工作区域的柔性基板包含贯穿柔性基板的贯穿孔5;柔性覆铜板包括工作区和非工作区,第二铜箔层位于所述柔性覆铜板的工作区域。
本发明中陶瓷基覆铜板的边缘与柔性覆铜板的非工作区域压合连接,在压合连接区域,也就是非工作区域包含贯穿柔性基板的贯穿孔,非工作区域是不包含第二铜箔图形的,在该区域形成贯穿孔主要也是为了更好地将柔性基板上的热量传输至陶瓷基板上进行散热。为了更好地进行热传导,如附图3所示,本发明中柔性基体上表面覆盖绝缘硅脂层4,绝缘硅脂层覆盖工作区域和非工作区域,第一铜箔图形覆盖在绝缘硅脂层上表面,绝缘硅脂具有良好的绝缘性和导热性,可以将柔性覆铜板在工作过程中产生的热量传输至陶瓷基覆铜板上,再通过陶瓷基覆铜板下表面的散热孔进行散热,同时本发明采用氮化铝陶瓷作为基体,本身也具有良好的散热效果。
因此,本发明中针对陶瓷基覆铜板的散热主要是通过氮化铝陶瓷基体本身进行散热以及通过基体下表面的散热孔进行散热;针对柔性覆铜板的散热主要是通过绝缘硅脂将热量传输至陶瓷基体上,并通过非工作区域的贯穿孔将热量传输至陶瓷基体上,再通过陶瓷基体和陶瓷基体下表面的散热孔进行散热。
为了确保更好的散热效果,本发明设置柔性覆铜板的非工作区域下表面的贯穿孔形成的散热通道面积大于压合连接区域中陶瓷基覆铜板下表面的散热孔形成的散热通道面积,因为陶瓷基体下表面的散热孔除了对柔性覆铜板传输过来的热量进行散热外,还需要对陶瓷基覆铜板在工作中产生的热量进行散热。同样的,这里的散热通道面积也可以通过散热孔或贯穿孔的个数和/或散热孔或贯穿孔的面积孔径大小来实现,在此不再详细阐述。
值得说明的是,位于柔性基体上的绝缘硅脂层在制作过程中分布覆盖在柔性基体上的,位于工作区域中第二铜箔图形下方的绝缘硅脂层先形成,位于非工作区域中的绝缘硅脂层后形成,在涂覆非工作区域的绝缘硅脂层的时候,可以直接在贯穿孔中也填充绝缘硅脂层,利用绝缘硅脂层比柔性基体导热性能好的优势进行热传导,也可以仅在非工作区域柔性基体上表面涂覆绝缘硅脂层,而贯穿孔作为空气隙存在,利用空气比柔性基体导热性能好的优势进行热传导。
本发明还提供了一种制备软硬结合PCB电路板的方法,包括如下步骤:
S01:制备陶瓷基覆铜板,如附图4所示,具体包括:
S011:将氮化铝80-87重量份、氧化锆5-10重量份、氧化钇1-3重量份、碳纤维2-6重量份和石墨粉2-5重量份球磨混合;
S012:将球磨之后的混合物中添加粘结剂,并在溶剂中配置成流延浆料;
S013:通过刮刀流延法形成厚度为0.3-0.5mm的流延带;
S014:对流延带进行冲切、层压、排胶和烧结后形成氮化铝基板,此时氮化铝基板一侧包含非贯穿散热孔;将排胶后的流延带放置在烧结模具中进行烧结,烧结模具包括用于形成散热孔的凸起。在该模具中形成的氮化铝基本具有非贯穿基本的散热孔,其中,散热孔的孔径大小可以根据具体应用进行调节。烧结模具中位于基本两侧的凸起密度大于位于基板中心的凸起密度,确保烧结之后的陶瓷基板靠近柔性覆铜板下表面的散热孔形成的散热通道面积大于陶瓷基板中心的散热孔形成的散热通道面积。
S015:在氮化铝基板上表面沉积第一铜箔层,并对第一铜箔层进行刻蚀形成第一铜箔图形。本申请中在氮化铝基板覆铜可以采用现有技术中薄膜法、厚膜法、直接敷铜法、化学镀法和激光覆铜法中任意一种方法进行。优选的,为了实现工业化生产,可以采用直接敷铜法进行:对氮化铝基板表面进行热处理,使其表面形成氧化铝薄层,然后将第一铜箔贴于基板上,在1065-1085℃下,使得铜金属因高温氧化、扩散与氮化铝基板表面的氧化物产生共晶溶体,形成位于陶瓷基板上的第一铜箔,对第一铜箔进行曝光图形化,形成第一铜箔图形。该方法结合温度低,导热性好,附着强度高,机械性能优良,便于可是,绝缘性及热循环能力高。
S02:制备柔性覆铜板;具体包括:
S021:将柔性膜层、绝缘硅脂和第二铜箔层形成复合膜,将复合膜切割并在真空泵箱中紧密吸合在一起,形成柔性基板;其中,绝缘硅脂和第二铜箔层位于所述柔性基板的工作区域,而非工作区域仅由柔性膜层紧密吸合而成;也就是说在形成柔性基板的过程中,工作区域和非工作区域的组成是不一样的,非工作区域只需要在相同的工艺条件下降柔性膜层进行紧密吸合即可。本申请中可以采用聚酰亚胺作为柔性膜层,并在聚酰亚胺柔性膜层的上表面涂覆酚醛树脂作为热活化粘合剂。
S022:在柔性基板表面粘上感光层薄膜;具体的感光层薄膜可以选用热固性聚酰亚胺材料。
S023:对柔性基板进行曝光和清洗,形成位于柔性覆铜板中工作区域的第二铜箔图形。上述清洗指的是采用酸洗机清洗柔性基板,去除多余的第二铜箔层。
S024:对非工作区域的柔性基板进行减薄,并形成贯穿柔性基板的贯穿孔。本步骤减薄主要是为了使得非工作区域的柔性基板较薄,便于更好地将柔性覆铜板产生的热量传输至陶瓷基体上。
S025:在工作区域的柔性基板下表面刻蚀形成用于安装拼板的凹槽。在柔性覆铜板进行布线的时候,可以在凹槽中安装拼板,用于保持柔性覆铜板的刚性,便于更好的布线。
S03:通过异方性导电胶膜工艺将陶瓷基覆铜板压合在柔性覆铜板上,使得相邻的陶瓷基覆铜板之间通过柔性覆铜板进行连接,具体包括:
S031:对陶瓷基覆铜板边缘和柔性覆铜板的非工作区域进行图形化,将图形化之后的匹配区域通过异方性导电胶膜(AFC)工艺进行压合;
S032:在柔性覆铜板的非工作区域涂覆绝缘硅脂。
以下通过三个实施例对本申请中软硬结合PCB电路板的制作方法进行进一步解释说明:
实施例1
一种制备软硬结合PCB电路板的方法,包括如下步骤:
S01:制备陶瓷基覆铜板,具体包括:
S011:将氮化铝80kg、氧化锆10kg、氧化钇3kg、碳纤维2kg和石墨粉5kg球磨混合;
S012:将球磨之后的混合物中添加聚乙醇缩丁醛粘结剂,并在无水乙醇溶剂中配置成流延浆料;
S013:通过刮刀流延法形成厚度为0.5mm的流延带;
S014:对流延带进行冲切、层压、排胶和烧结后形成氮化铝基板,此时氮化铝基板下表面包含非贯穿散热孔;将排胶后的流延带放置在烧结模具中进行烧结,烧结模具包括用于形成散热孔的凸起,在该模具中形成的氮化铝基本具有非贯穿基本的散热孔,其中,散热孔的孔径大小可以根据具体应用进行调节。
具体排胶和烧结工艺可以采用现有技术中工艺进行,其中,聚乙醇缩丁醛的沸点为250℃,排胶时,使得层压之后的流延带从200℃缓慢升温至500℃,并在500℃温度中保温方式进行排胶。其中烧结温度为1500℃保温4小时,且在氮气氛围中进行。
具体排胶和烧结工艺可以采用现有技术中工艺进行,其中,聚乙醇缩丁醛的沸点为250℃,排胶时,使得层压之后的流延带从200℃缓慢升温至450℃,并在450℃温度中保温方式进行排胶。其中烧结温度为1600℃保温4小时,且在氮气氛围中进行。
具体排胶和烧结工艺可以采用现有技术中工艺进行,其中,聚乙醇缩丁醛的沸点为250℃,排胶时,使得层压之后的流延带从200℃缓慢升温至400℃,并在400℃温度中保温方式进行排胶。其中烧结温度为1700℃保温4小时,且在氮气氛围中进行。
S015:在氮化铝基板上表面沉积第一铜箔层,并对第一铜箔层进行刻蚀形成第一铜箔图形。具体的,对氮化铝基板表面进行热处理,使其表面形成氧化铝薄层,然后将第一铜箔贴于基板上,在1065℃下,使得铜金属因高温氧化、扩散与氮化铝基板表面的氧化物产生共晶溶体,形成位于陶瓷基板上的第一铜箔,对第一铜箔进行曝光图形化,形成第一铜箔图形。
S02:制备柔性覆铜板;具体包括:
S021:将柔性膜层、绝缘硅脂和第二铜箔层形成复合膜,将复合膜切割并在真空泵箱中紧密吸合在一起,形成柔性基板,其中,绝缘硅脂和第二铜箔层位于所述柔性基板的工作区域;
S022:在柔性基板表面粘上感光层薄膜;
S023:对柔性基板进行曝光和清洗,形成位于柔性覆铜板中工作区域的第二铜箔图形;
S024:对非工作区域的柔性基板进行减薄,并形成贯穿柔性基板的贯穿孔;
S025:在工作区域的柔性基板下表面刻蚀形成用于安装拼板的凹槽。
S03:通过异方性导电胶膜工艺将陶瓷基覆铜板压合在柔性覆铜板上,使得相邻的陶瓷基覆铜板之间通过柔性覆铜板进行连接,具体包括:
S031:对陶瓷基覆铜板边缘和柔性覆铜板的非工作区域进行图形化,将图形化之后的匹配区域进行压合;
S032:在柔性覆铜板的非工作区域涂覆绝缘硅脂。
实施例2
一种制备软硬结合PCB电路板的方法,包括如下步骤:
S01:制备陶瓷基覆铜板,具体包括:
S011:将氮化铝85kg、氧化锆5kg、氧化钇1kg、碳纤维6kg和石墨粉3kg球磨混合;
S012:将球磨之后的混合物中添加聚乙醇缩丁醛粘结剂,并在无水乙醇溶剂中配置成流延浆料;
S013:通过刮刀流延法形成厚度为0.4mm的流延带;
S014:对流延带进行冲切、层压、排胶和烧结后形成氮化铝基板,此时氮化铝基板下表面包含非贯穿散热孔;将排胶后的流延带放置在烧结模具中进行烧结,烧结模具包括用于形成散热孔的凸起,在该模具中形成的氮化铝基本具有非贯穿基本的散热孔,其中,散热孔的孔径大小可以根据具体应用进行调节。
具体排胶和烧结工艺可以采用现有技术中工艺进行,其中,聚乙醇缩丁醛的沸点为250℃,排胶时,使得层压之后的流延带从200℃缓慢升温至450℃,并在450℃温度中保温方式进行排胶。其中烧结温度为1600℃保温4小时,且在氮气氛围中进行。
S015:在氮化铝基板上表面沉积第一铜箔层,并对第一铜箔层进行刻蚀形成第一铜箔图形。具体的,对氮化铝基板表面进行热处理,使其表面形成氧化铝薄层,然后将第一铜箔贴于基板上,在1075℃下,使得铜金属因高温氧化、扩散与氮化铝基板表面的氧化物产生共晶溶体,形成位于陶瓷基板上的第一铜箔,对第一铜箔进行曝光图形化,形成第一铜箔图形。
S02:制备柔性覆铜板;具体包括:
S021:将柔性膜层、绝缘硅脂和第二铜箔层形成复合膜,将复合膜切割并在真空泵箱中紧密吸合在一起,形成柔性基板,其中,绝缘硅脂和第二铜箔层位于所述柔性基板的工作区域;
S022:在柔性基板表面粘上感光层薄膜;
S023:对柔性基板进行曝光和清洗,形成位于柔性覆铜板中工作区域的第二铜箔图形;
S024:对非工作区域的柔性基板进行减薄,并形成贯穿柔性基板的贯穿孔;
S025:在工作区域的柔性基板下表面刻蚀形成用于安装拼板的凹槽。
S03:通过异方性导电胶膜工艺将陶瓷基覆铜板压合在柔性覆铜板上,使得相邻的陶瓷基覆铜板之间通过柔性覆铜板进行连接,具体包括:
S031:对陶瓷基覆铜板边缘和柔性覆铜板的非工作区域进行图形化,将图形化之后的匹配区域进行压合;
S032:在柔性覆铜板的非工作区域涂覆绝缘硅脂。
实施例3
一种制备软硬结合PCB电路板的方法,包括如下步骤:
S01:制备陶瓷基覆铜板,具体包括:
S011:将氮化铝87kg、氧化锆6kg、氧化钇2kg、碳纤维3kg和石墨粉2kg球磨混合;
S012:将球磨之后的混合物中添加聚乙醇缩丁醛粘结剂,并在无水乙醇溶剂中配置成流延浆料;
S013:通过刮刀流延法形成厚度为0.3mm的流延带;
S014:对流延带进行冲切、层压、排胶和烧结后形成氮化铝基板,此时氮化铝基板下表面包含非贯穿散热孔;将排胶后的流延带放置在烧结模具中进行烧结,烧结模具包括用于形成散热孔的凸起,在该模具中形成的氮化铝基本具有非贯穿基本的散热孔,其中,散热孔的孔径大小可以根据具体应用进行调节。
具体排胶和烧结工艺可以采用现有技术中工艺进行,其中,聚乙醇缩丁醛的沸点为250℃,排胶时,使得层压之后的流延带从200℃缓慢升温至400℃,并在400℃温度中保温方式进行排胶。其中烧结温度为1700℃保温4小时,且在氮气氛围中进行。
S015:在氮化铝基板上表面沉积第一铜箔层,并对第一铜箔层进行刻蚀形成第一铜箔图形。具体的,对氮化铝基板表面进行热处理,使其表面形成氧化铝薄层,然后将第一铜箔贴于基板上,在1085℃下,使得铜金属因高温氧化、扩散与氮化铝基板表面的氧化物产生共晶溶体,形成位于陶瓷基板上的第一铜箔,对第一铜箔进行曝光图形化,形成第一铜箔图形。
S02:制备柔性覆铜板;具体包括:
S021:将柔性膜层、绝缘硅脂和第二铜箔层形成复合膜,将复合膜切割并在真空泵箱中紧密吸合在一起,形成柔性基板,其中,绝缘硅脂和第二铜箔层位于所述柔性基板的工作区域;
S022:在柔性基板表面粘上感光层薄膜;
S023:对柔性基板进行曝光和清洗,形成位于柔性覆铜板中工作区域的第二铜箔图形;
S024:对非工作区域的柔性基板进行减薄,并形成贯穿柔性基板的贯穿孔;
S025:在工作区域的柔性基板下表面刻蚀形成用于安装拼板的凹槽。
S03:通过异方性导电胶膜工艺将陶瓷基覆铜板压合在柔性覆铜板上,使得相邻的陶瓷基覆铜板之间通过柔性覆铜板进行连接,具体包括:
S031:对陶瓷基覆铜板边缘和柔性覆铜板的非工作区域进行图形化,将图形化之后的匹配区域进行压合;
S032:在柔性覆铜板的非工作区域涂覆绝缘硅脂。
本发明中氮化铝基板中添加氧化锆进行增韧,使得氮化铝陶瓷基本韧性增加,同时添加氧化钇作为稳定剂,保证氮化铝基板性能稳定,仍然具有高导热系数;本发明在氮化铝基板下方设置散热孔,在柔性基板与陶瓷基板压合处设置贯穿孔,并在柔性覆铜板中添加绝缘硅脂层,其中,散热孔、贯穿孔和绝缘硅脂层相互配合,将柔性覆铜板工作区域产生的热量通过绝缘硅脂引导至氧化铝基板中,再利用氧化铝基板的高导热性能进行导热;进而提高整个软硬结合PCB电路板的散热性能;本申请中软硬结合PCB电路板可以广泛适用于集成度要求较高的电子领域。
对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种软硬结合PCB电路板,其特征在于,包括陶瓷基覆铜板和柔性覆铜板,相邻的陶瓷基覆铜板之间通过柔性覆铜板进行连接;所述陶瓷基覆铜板包括陶瓷基体和第一铜箔图形,所述陶瓷基体包括氮化铝80-87重量份、氧化锆5-10重量份、氧化钇1-3重量份、碳纤维2-6重量份和石墨粉2-5重量份;所述陶瓷基板上表面包含第一铜箔图形,下表面包含散热孔,所述散热孔为非贯穿陶瓷基板的散热孔;
所述柔性覆铜板包括柔性基体和第二铜箔图形,所述柔性基体包括工作区域和非工作区域,所述第二铜箔图形覆盖在所述工作区域;所述工作区域的柔性基板厚度大于所述非工作区域的柔性基板厚度,且所述工作区域的柔性基体底部包含用于安装拼板的凹槽,所述非工作区域的柔性基板包含贯穿柔性基板的贯穿孔;柔性覆铜板包括工作区和非工作区,所述第二铜箔层位于所述柔性覆铜板的工作区域;
所述陶瓷基覆铜板的边缘与所述柔性覆铜板的非工作区域压合连接。
2.根据权利要求1所述的一种软硬结合PCB电路板,其特征在于,所述陶瓷基板靠近柔性覆铜板的下表面的散热孔形成的散热通道面积大于陶瓷基板中心的散热孔形成的散热通道面积。
3.根据权利要求2所述的一种软硬结合PCB电路板,其特征在于,在陶瓷基覆铜板的边缘与所述柔性覆铜板的非工作区域压合连接区域,所述柔性覆铜板的非工作区域下表面的贯穿孔形成的散热通道面积大于压合连接区域中陶瓷基覆铜板下表面的散热孔形成的散热通道面积。
4.根据权利要求1所述的一种软硬结合PCB电路板,其特征在于,所述柔性基体上表面覆盖绝缘硅脂层,所述绝缘硅脂层覆盖所述工作区域和非工作区域,所述第二铜箔图形覆盖在所述绝缘硅脂层上表面。
5.根据权利要求4所述的一种软硬结合PCB电路板,其特征在于,所述非工作区域中的贯穿孔中填充绝缘硅脂层。
6.根据权利要求4所述的一种软硬结合PCB电路板,其特征在于,所述非工作区域中的贯穿孔形成空气隙。
7.一种制备权利要求1所述的软硬结合PCB电路板的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S01:制备陶瓷基覆铜板,具体包括:
S011:将氮化铝80-87重量份、氧化锆5-10重量份、氧化钇1-3重量份、碳纤维2-6重量份和石墨粉2-5重量份球磨混合;
S012:将球磨之后的混合物中添加粘结剂,并在溶剂中配置成流延浆料;
S013:通过刮刀流延法形成厚度为0.3-0.5mm的流延带;
S014:对流延带进行冲切、层压、排胶和烧结后形成氮化铝基板,此时氮化铝基板下表面包含非贯穿散热孔;
S015:在氮化铝基板上表面上沉积第一铜箔层,并对第一铜箔层进行刻蚀形成第一铜箔图形;
S02:制备柔性覆铜板;
S03:通过异方性导电胶膜工艺将陶瓷基覆铜板压合在柔性覆铜板上,使得相邻的陶瓷基覆铜板之间通过柔性覆铜板进行连接。
8.根据权利要求7所述的一种制备软硬结合PCB电路板的方法,其特征在于,所述步骤S02包括:
S021:将柔性膜层、绝缘硅脂和第二铜箔层形成复合膜,将复合膜切割并在真空泵箱中紧密吸合在一起,形成柔性基板,其中,绝缘硅脂和第二铜箔层位于所述柔性基板的工作区域;
S022:在柔性基板表面粘上感光层薄膜;
S023:对柔性基板进行曝光和清洗,形成位于柔性覆铜板中工作区域的第二铜箔图形;
S024:对非工作区域的柔性基板进行减薄,并形成贯穿柔性基板的贯穿孔;
S025:在工作区域的柔性基板下表面刻蚀形成用于安装拼板的凹槽。
9.根据权利要求8所述的一种制备软硬结合PCB电路板的方法,其特征在于,所述步骤S03包括:
S031:对陶瓷基覆铜板边缘和柔性覆铜板的非工作区域进行图形化,将图形化之后的匹配区域进行压合;
S032:在柔性覆铜板的非工作区域涂覆绝缘硅脂。
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