CN114666969A

CN114666969A - 电路板结构及其制造方法

Info

Publication number: CN114666969A
Application number: CN202011538815.7A
Authority: CN
Inventors: 吕政明; 石汉青; 范字远; 刘祖澔; 石亚琴
Original assignee: Tripod Wuxi Electronic Co Ltd
Current assignee: Tripod Wuxi Electronic Co Ltd
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2022-06-24
Anticipated expiration: 2040-12-23
Also published as: CN114666969B

Abstract

本发明公开一种电路板结构及其制造方法，所述电路板结构的制造方法包含：在一线路基板形成有贯穿状的一槽孔，并于所述槽孔的孔壁上形成有一导电连接层；挑选内部设有导热流体的一热管；其中，所述热管的一外径大于所述槽孔的孔深；将所述热管置于所述线路基板的所述槽孔内，并使所述热管的局部突伸出所述槽孔；挤压所述热管，以使所述热管变形而抵接于所述导电连接层、并使所述热管完全位于所述槽孔之内；及在所述线路基板与所述热管的一侧形成有一第一增设层，并在所述线路基板与所述热管的另一侧形成有一第二增设层。

Description

电路板结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种电路板，尤其涉及一种电路板结构及其制造方法。

背景技术

目前常见的电子产品，例如手机与笔记型计算机，在微型化的趋势下，整体的封装模块堆叠密度越来越高。因此，电子产品的功能越来越多，而所消耗的功率也越来越大，以至于电子产品在运作时会产生很多热能，从而增加电子产品的温度。

据此，为了减少电子产品因为温度过高而致使电子产品的可靠度下降，通常于电路板上设计铜柱作为电子元件的散热路径。然而，上述设有铜柱的电路板所具备的散热效率已逐渐不敷使用，因此，如何提升电路板的散热效率已成为业内研发的主要课题之一。

于是，本发明人认为上述缺陷可改善，特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电路板结构及其制造方法，其能有效地改善现有电路板所可能产生的缺陷。

本发明实施例公开一种电路板结构的制造方法，其包括：一前置步骤：在一线路基板形成有贯穿状的一槽孔，并于所述槽孔的孔壁上形成有一导电连接层；一选管步骤：挑选内部设有导热流体的一热管；其中，所述热管的一外径大于所述槽孔的孔深；一配置步骤：将所述热管置于所述线路基板的所述槽孔内，并使所述热管的局部突伸出所述槽孔；一埋入步骤：挤压所述热管，以使所述热管变形而抵接于所述导电连接层、并使所述热管完全位于所述槽孔之内；以及一增层步骤：在所述线路基板与所述热管的一侧形成有一第一增设层，并在所述线路基板与所述热管的另一侧形成有一第二增设层。

本发明实施例也公开一种电路板结构，其以上述的电路板结构的制造方法所制成。

综上所述，本发明实施例所公开的电路板结构及其制造方法，其通过挤压所述热管而使其变形为合适的外形，以令所述热管能够妥善地埋置于所述线路基板内，进而有效地提升散热的效能。

为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的保护范围作任何的限制。

附图说明

图1为本发明实施例一的电路板结构的立体示意图；

图2为本发明实施例一的电路板结构的制造方法的前置步骤示意图(一)；

图3为本发明实施例一的电路板结构的制造方法的前置步骤示意图(二)；

图4为本发明实施例一的电路板结构的制造方法的选管步骤与配置步骤示意图；

图5为本发明实施例一的电路板结构的制造方法的埋入步骤示意图；

图6为本发明实施例一的电路板结构的制造方法的增层步骤示意图；

图7为本发明实施例一的电路板结构的制造方法的导热步骤示意图；

图8为本发明实施例一的电路板结构的制造方法的防焊步骤示意图，其为图1沿剖线VIII-VIII的剖视示意图；

图9为图8的另一态样的示意图；

图10为图1的局部立体剖视示意图；

图11为本发明实施例二的电路散热模块的立体示意图；

图12为图11的局部立体剖视示意图(一)；

图13为图11的局部立体剖视示意图(二)；

图14为图11沿剖线XIV-XIV的剖视示意图。

符号说明

1000：电路散热模块

100：电路板结构

1：线路基板

11：第一线路层

12：第二线路层

13：内线路层

14：槽孔

15：导电连接层

2：第一增设层

21：第一导热柱

3：第二增设层

31：第二导热柱

4：第一防焊层

41：散热孔

42：吸热孔

5：第二防焊层

51：散热孔

52：吸热孔

6：热管

6c：导热流体

61：第一端部

62：第二端部

63：侧缘

64：散热区

65：吸热区

M：主板体

N：导热线路网

200：散热元件

300：发热元件

L：长度方向

D6：外径

D14：孔深

S110：前置步骤

S120：选管步骤

S130：配置步骤

S140：埋入步骤

S150：增层步骤

S160：导热步骤

S170：防焊步骤

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“电路板结构及其制造方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种元件或者信号，但这些元件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一元件与另一元件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

[实施例一]

请参阅图1至图10所示，其为本发明的实施例一。本实施例公开一种电路板结构100及其制造方法，并且所述电路板结构100于本实施例中是以所述电路板结构的制造方法所制成，但本发明不以此为限。而为便于理解本实施例，下述将先说明所述电路板结构的制造方法，而后再简述所述电路板结构100的构造；再者，图2至图9的剖视图是沿着图1的剖线VIII-VIII，以利于说明所述电路板结构的制造方法。

如图2至图9所示，所述电路板结构的制造方法于本实施例中依序包含有一前置步骤S110、一选管步骤S120、一配置步骤S130、一埋入步骤S140、一增层步骤S150、一导热步骤S160、及一防焊步骤S170，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，所述电路板结构的制造方法也可以省略上述的至少一个步骤(如：所述导热步骤S160及/或所述防焊步骤S170)、或是搭配其他步骤实施。

如图2和图3所示，所述前置步骤S110：在一线路基板1形成有贯穿状的一槽孔14，并于所述槽孔14的孔壁上形成有一导电连接层15。其中，所述线路基板1包含有分别位于相反两侧(如：所述线路基板1的顶侧与底侧)的一第一线路层11与一第二线路层12、及位于所述第一线路层11与所述第二线路层12之间的至少一个内线路层13。

进一步地说，在形成有所述导电连接层15之后，所述导电连接层15可以是连接于所述第一线路层11、所述第二线路层12、及至少一个所述内线路层13的至少其中之一。再者，所述导电连接层15可以进一步以一药水(图未示)来进行氧化，据以利于提升所述导电连接层15与后续构件(如：5的热管6)之间的结合性，而所述第二线路层12可以依据设计需求而进行图案化，但本发明不以此为限。

如图4所示，所述选管步骤S120：挑选内部设有导热流体6c的一热管6(heatpipe)。其中，所述热管6的一外径D6大于所述槽孔14的孔深D14，并且所述热管6的体积较佳是介于所述槽孔14的容积的70％～110％。更详细地说，所述热管6于本实施例中呈封闭状并具有一管材(未标示，如：铜管)、设于所述管材内壁的一毛细结构、及容置于所述管材内的所述导热流体6c(如：水、酒精)。

更详细地说，所述热管6于本实施例中包含有分别位于相反两侧(如图4中，所述热管6的顶侧与底侧)一第一端部61与一第二端部62、及分别位于相反另两侧(如图4中，所述热管6的左侧与右侧)的两个侧缘63，并且所述第一端部61与所述第二端部62之间的最大距离定义为所述外径D6。

如图4所示，所述配置步骤S130：将所述热管6置于所述线路基板1的所述槽孔14内，并使所述热管6的局部(如：所述第一端部61)突伸出所述槽孔14。其中，所述热管6较佳是未接触于所述导电连接层15；也就是说，所述热管6的两个所述侧缘63面向所述导电连接层15，并且每个所述侧缘63与其所相向的所述导电连接层15的部位呈间隔地设置。

如图5所示，所述埋入步骤S140：挤压所述热管6，以使所述热管6变形而抵接于所述导电连接层15、并使所述热管6完全位于所述槽孔14之内。在本实施例中，所述热管6可以是以所述第一端部61与所述第二端部62来承受挤压，以使两个所述侧缘63分别朝其所相邻的所述导电连接层15部位变形延伸，进而使每个所述侧缘63抵接于其所面向的所述导电连接层15的部位。

更详细地说，所述热管6可依据设计要求或不同的选管条件(如：所述热管6的体积为所述槽孔14的容积的70％～110％)而被挤压变形成为不同的形状。举例来说，如图5所示，所述热管6于挤压变形后，每个所述侧缘63呈平面状且平贴于其所面向的所述导电连接层15的部位，所述第一端部61切齐于所述第一线路层11，而所述第二端部62切齐于所述第二线路层12。或者，如图9所示，所述热管6于挤压变形后，每个所述侧缘63呈圆弧状且抵接于其所面向的所述导电连接层15的部位的局部，所述第一端部61切齐于所述第一线路层11，而所述第二端部62切齐于所述第二线路层12。

如图6所示，所述增层步骤S150：在所述线路基板1与所述热管6的一侧(如：顶侧)形成有一第一增设层2，并在所述线路基板1与所述热管6的另一侧(如：底侧)形成有一第二增设层3。在本实施例中，所述第一线路层11埋置于所述第一增设层2内，所述第二线路层12埋置于所述第二增设层3内，而所述第一增设层2与所述第二增设层3填满所述热管6与所述导电连接层15之间的间隙。

如图7所示，所述导热步骤S160：于所述第一增设层2形成有埋置于内多个第一导热柱21，并且多个所述第一导热柱21的一端(如：顶端)则裸露于所述第一增设层2之外，而多个所述第一导热柱21的另一端(如：底端)分别连接于所述第一线路层11与所述热管6的所述第一端部61。

再者，所述导热步骤S160也可以于所述第二增设层3形成有埋置于内多个第二导热柱31，并且多个所述第二导热柱31的一端(如：底端)则裸露于所述第二增设层3之外，而多个所述第一导热柱21的另一端(如：顶端)连接于所述热管6的所述第二端部62。

此外，在本发明未绘示的其他实施例中，所述第二增设层3内还能进一步增设有连接于所述第二线路层12的多个第二导热柱31，其一端同样裸露于所述第二增设层3之外。

如图8所示，所述防焊步骤S170：在所述第一增设层2上形成有一第一防焊层4，并且于所述第二增设层3上形成有一第二防焊层5；其中，多个所述第一导热柱21的所述一端(如：顶端)裸露于所述第一防焊层4之外，而多个所述第二导热柱31的所述一端(如：底端)裸露于所述第二防焊层5之外。

依上所述，所述电路板结构100能通过实施上述步骤S110～S170而形成，并且所述电路板结构100通过挤压所述热管6而使其变形为合适的外形，以令所述热管6能够妥善地埋置于所述线路基板1内，进而有效地提升散热的效能。进一步地说，在所述电路板结构100之中，多个所述第一导热柱21与多个所述第二导热柱31能够依据设计需求而用来连接散热元件(如：散热鳍片)或发热元件(如：电子芯片)，据以通过所述热管6来实现快速散热的效果。

此外，所述电路板结构100的具体构造可以依据设计需求而加以调整变化，并不受限于本实施例的附图。

[实施例二]

请参阅图11至图14所示，其为本发明的实施例二。本实施例公开一种电路散热模块1000及电路板结构100，由于本实施例类似于上述实施例一，所以两个实施例的相同处则不再加以赘述(如：本实施例的电路板结构100可以通过实施例一所载的所述电路板的制造方法所制成)，而本实施例与上述实施例一的差异大致说明如下：

在本实施例中，所述电路散热模块1000包含有一电路板结构100、设置于所述电路板结构100上的多个散热元件200(如：散热鳍片)、及设置于所述电路板结构100上的多个发热元件300(如：电子芯片)。需说明的是，所述电路板结构100于本实施例中虽是以搭配于多个所述散热元件200与多个所述发热元件300来说明，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，所述电路板结构100可以是搭配于至少一个散热元件200及/或至少一个所述发热元件300；或者，所述电路板结构100也可以单独地被运用(如：贩卖)。

为便于说明本实施例的所述电路散热模块1000，以下将先说明所述电路板结构100，而后再适时说明所述电路板结构100相较于多个所述散热元件200与多个所述发热元件300之间的连接关系。

如图12至图14所示，所述电路板结构100包含有一主板体M及埋置于所述主板体M内的一热管6；其中，所述热管6呈长形且定义有一长度方向L，并且所述热管6的构造于本实施例中相当于上述实施例一中埋置于所述电路板结构100内的所述热管6的构造，所以在此不再加以赘述。

所述主板体M包含有连接于所述热管6的一导热线路网N，并且所述主板体M形成有位置对应于所述导热线路网N的多个散热孔41、51及多个吸热孔42、52。其中，对应于多个所述散热孔41、51的所述导热线路网N的部位分别连接于所述热管6的多个散热区64，对应于多个所述吸热孔42、52的所述导热线路网N的部位分别连接于所述热管6的多个吸热区65，并且多个所述散热区64与多个所述吸热区65于所述长度方向L上分别位于不同的位置。

进一步地说，任一个所述散热区64相较于相邻的任一个所述吸热区65于所述长度方向L上间隔有一距离，据以使所述热管6内的所述导热流体6c能于所述距离内形成有一热循环。换个角度来说，至少一个所述吸热区65所吸收的热能用来通过所述导热线路网N的传输，以使所述热管6内的所述导热流体6c形成两个热循环，进而分别于两个所述散热孔41、51进行散热。

据此，所述电路板结构100于本实施例中通过所述主板体M的所述导热线路网N搭配于所述热管6，以使其热能传输路径是构成多输入多输出的分流散热架构，进而令所述电路板结构100能够适用于产热效率不同的多个所述发热元件300，据以有效地提升散热的效果。

需额外说明的是，所述电路板结构100于本实施例中是以类似于实施例一的构造来说明，但本发明不以此为限。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，所述电路板结构100中的所述热管6能以初始外型埋置于所述主板体M内、而未受到任何挤压变形。

更详细地说，所述主板体M于本实施例中包含有一线路基板1、分别位于所述线路基板1相反两侧的一第一增设层2与一第二增设层3、形成于所述第一增设层2的一第一防焊层4、及形成于所述第二增设层3的一第二防焊层5。

其中，所述线路基板1于本实施例中包含有埋置于所述第一增设层2内的一第一线路层11、埋置于所述第二增设层3内的一第二线路层12、及位于所述第一线路层11与所述第二线路层12之间的至少一个内线路层13；所述线路基板1、所述第一增设层2、及所述第二增设层3共同形成有所述导热线路网N。

再者，所述线路基板1形成有自所述第一线路层11贯穿至所述第二线路层12的一槽孔14、及形成于所述槽孔14的孔壁的一导电连接层15，并且所述第一线路层11、所述第二线路层12、及至少一个所述内线路层13皆连接于所述导电连接层15。

进一步地说，所述热管6埋置于所述槽孔14内且抵接于所述导电连接层15，并且所述热管6较佳是一挤压变形构造且完全位于所述槽孔14之内，所述导电连接层15为一氧化后构造，并且所述第一增设层2与所述第二增设层3填满所述热管6与所述导电连接层15之间的间隙。其中，所述热管6与所述线路基板1之间的细部连接关系如同实施例一对应于图8和图9的相关说明，在此不加以赘述。

换个角度来说，所述第一增设层2与所述第二增设层3分别形成于所述线路基板1与所述热管6的相反两侧。再者，多个所述散热孔41、51及多个所述吸热孔42、52的位置分别对应于所述第一增设层2与所述第二增设层3的至少其中之一；或是说，多个所述散热孔41、51及多个所述吸热孔42、52形成于所述第一防焊层4与所述第二防焊层5的至少其中之一。于本实施例中，多个所述散热孔41、51及多个所述吸热孔42、52是分别形成于所述第一防焊层4与所述第二防焊层5。

更详细地说，所述第一增设层2内埋置有多个第一导热柱21，并且多个所述第一导热柱21的一端裸露于至少一个所述散热孔41、51及至少一个所述吸热孔42、52之外，而多个所述第一导热柱21的另一端分别连接于所述第一线路层11与所述热管6。也就是说，多个所述第一导热柱21的所述一端是裸露于形成在所述第一防焊层4的所述散热孔41、51及所述吸热孔42、52。

再者，所述第二增设层3内埋置有多个第二导热柱31，并且多个所述第二导热柱31的一端裸露于至少一个所述散热孔41、51及至少一个所述吸热孔42、52之外，而多个所述第二导热柱31的另一端连接于所述热管6及所述第二线路层12。也就是说，多个所述第二导热柱31的所述一端是裸露于形成在所述第二防焊层5的所述散热孔41、51及所述吸热孔42、52。

据此，多个所述散热孔41、51及多个所述吸热孔42、52的位置于本实施例中是分别对应于所述第一增设层2的多个所述第一导热柱21与所述第二增设层3的多个所述第二导热柱31。再者，所述导热线路网N包含有所述第一线路层11、所述导电连接层15、多个所述第一导热柱21、所述第二线路层12、及多个所述第二导热柱31。

此外，在本发明未绘示的其他实施例中，所述第二增设层3内的多个所述第二导热柱31可以仅裸露于所述散热孔41、51之外且连接于所述热管6；或者，所述第二增设层3内的多个所述第二导热柱31可以仅裸露于所述吸热孔42、52之外且连接于所述第二线路层12；又或者，所述第二增设层3内的可以不设有任何所述第二导热柱31，而所述导热线路网N包含有所述第一线路层11、所述导电连接层15、及多个所述第一导热柱21。

以上为本实施例中的所述电路板结构100的构造说明，以下接着介绍所述电路板结构100相较于多个所述散热元件200与多个所述发热元件300之间的连接关系。其中，多个所述散热元件200分别配置于所述电路板结构100的多个所述散热孔41、51而连接于所述导热线路网N，并且多个所述发热元件300分别配置于所述电路板结构100的多个所述吸热孔42、52而连接于所述导热线路网N。

据此，至少一个所述发热元件300所产生的热能用来通过所述导热线路网N的传输，以使所述热管6内的所述导热流体6c形成两个热循环，进而分别于两个所述散热元件200进行散热。或是说，所述电路板结构100于本实施例中能够通过所述导热线路网N与所述热管6的相互搭配(如：多个所述散热区64与多个所述吸热区65于所述长度方向L上分别位于不同的位置)，进而适用于产热效率不同的多个所述发热元件300。

[本发明实施例的技术效果]

综上所述，本发明实施例所公开的电路板结构及其制造方法，其在实施例一中通过挤压所述热管而使其变形为合适的外形，以令所述热管能够妥善地埋置于所述线路基板内，进而有效地提升散热的效能。

再者，本发明实施例所公开的电路散热模块及电路板结构，其在实施例二中通过所述主板体的所述导热线路网搭配于所述热管，以使其热能传输路径是构成多输入多输出的分流散热架构，进而令所述电路板结构能够适用于产热效率不同的多个所述发热元件，据以有效地提升散热的效果。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的专利范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的专利范围内。

Claims

1.一种电路板结构的制造方法，其包括：

前置步骤：在线路基板形成有贯穿状的槽孔，并于所述槽孔的孔壁上形成有导电连接层；

选管步骤：挑选内部设有导热流体的热管(heat pipe)；其中，所述热管的外径大于所述槽孔的孔深；

配置步骤：将所述热管置于所述线路基板的所述槽孔内，并使所述热管的局部突伸出所述槽孔；

埋入步骤：挤压所述热管，以使所述热管变形而抵接于所述导电连接层、并使所述热管完全位于所述槽孔之内；以及

增层步骤：在所述线路基板与所述热管的一侧形成有第一增设层，并在所述线路基板与所述热管的另一侧形成有第二增设层。

2.如权利要求1所述的电路板结构的制造方法，其中，所述线路基板包含有埋置于所述第一增设层内的第一线路层，并且所述第一线路层连接于所述导电连接层且切齐于所述热管的第一端部；其中，所述电路板结构的成形方法在所述增层步骤之后，进一步包含：

导热步骤：于所述第一增设层形成有埋置于内多个第一导热柱，并且多个所述第一导热柱的一端则裸露于所述第一增设层之外，而多个所述第一导热柱的另一端分别连接于所述第一线路层与所述热管的所述第一端部。

3.如权利要求2所述的电路板结构的制造方法，其中，所述线路基板包含有埋置于所述第二增设层内的第二线路层，并且所述第二线路层连接于所述导电连接层且切齐于所述热管的第二端部；在所述导热步骤中，于所述第二增设层形成有埋置于内多个第二导热柱，并且多个所述第二导热柱的一端则裸露于所述第二增设层之外，而多个所述第一导热柱的另一端连接于所述热管的所述第二端部。

4.如权利要求2所述的电路板结构的制造方法，其中，所述电路板结构的成形方法在所述增层步骤之后，进一步包含：

防焊步骤：在所述第一增设层上形成有第一防焊层，并且于所述第二增设层上形成有第二防焊层；其中，多个所述第一导热柱的所述一端裸露于所述第一防焊层之外。

5.如权利要求1所述的电路板结构的制造方法，其中，在所述选管步骤中，所述热管的体积介于所述槽孔的容积的70％～110％；于所述配置步骤中，所述热管未接触于所述导电连接层。

6.如权利要求1所述的电路板结构的制造方法，其中，在所述前置步骤中，以药水来对所述导电连接层进行氧化。

7.如权利要求1所述的电路板结构的制造方法，其中，所述热管包含有面向所述导电连接层的两个侧缘，并且所述热管于挤压变形后，每个所述侧缘呈平面状且平贴于其所面向的所述导电连接层的部位。

8.如权利要求1所述的电路板结构的制造方法，其中，所述热管包含有面向所述导电连接层的两个侧缘，并且所述热管于挤压变形后，每个所述侧缘呈圆弧状且抵接于其所面向的所述导电连接层的部位的局部。

9.如权利要求1所述的电路板结构的制造方法，其中，在所述增层步骤中，所述第一增设层与所述第二增设层填满所述热管与所述导电连接层之间的间隙。

10.一种电路板结构，其以实施如权利要求1所述的电路板结构的制造方法所制成。