CN116916568A - 电路板的制作方法、电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电路板的制作方法、电路板。该电路板的制作方法包括：在中心层的两侧同时结合第一线路层，以形成电路基板；中心层包括贯穿孔，贯穿孔内设置有封装功率元件，封装功率元件包括散热面，散热面位于中心层的第一表面；在电路基板的至少一侧形成第二线路层；位于第一表面的膜层暴露散热面；在散热面上设置散热结构；在散热结构远离散热面的一侧设置散热器。通过在中心层的两侧同时结合第一线路层，可以使得中心层两侧具有以中心层为对称中心的对称结构。从而可以改善封装功率元件埋入电路板的过程中，因封装功率元件两侧结构不对称导致的电路板弯翘的问题，进而可以提高电路板的可靠性，有利于提高电路板的生产性。

Description

电路板的制作方法、电路板
技术领域
本发明实施例涉及电路板的技术领域，尤其涉及一种电路板的制作方法、电路板。
背景技术
随着高功率器件的发展，目前可以在电路板中设置埋入式功率组件，以提高高功率器件的性能。当高功率器件用于高压条件时，可以在电路板上设置陶瓷绝缘层，以保证高功率器件的绝缘性能和散热性能。在制作上述高功率器件的过程中，功率组件和陶瓷绝缘层放置到电路板上时，容易引起电路板的弯翘现象，使得电路板的可靠性比较低，使得高功率器件的生产性比较低。
发明内容
本发明提供一种电路板的制作方法、电路板，以提高电路板的制作可靠性，提高了电路板的生产性。
第一方面，本发明实施例提供了一种电路板的制作方法，包括：
在中心层的两侧同时结合第一线路层，以形成电路基板；所述中心层包括贯穿孔，所述贯穿孔内设置有封装功率元件，所述封装功率元件包括散热面，所述散热面位于所述中心层的第一表面；
在所述电路基板的至少一侧形成第二线路层；位于所述第一表面的膜层暴露所述散热面；
在所述散热面上设置散热结构；
在所述散热结构远离所述散热面的一侧设置散热器。
可选地，在中心层的两侧同时结合第一线路层，以形成电路基板，包括：
在所述中心层的一侧设置一所述第一线路层；
在所述贯穿孔内设置所述封装功率元件；
在所述中心层的另一侧设置另一所述第一线路层；
压合所述中心层和所述第一线路层，以形成所述电路基板。
可选地，在中心层的两侧同时结合第一线路层，以形成电路基板之前，还包括：
在所述中心层上设置所述贯穿孔。
可选地，在所述电路基板的至少一侧形成第二线路层，包括：
在所述电路基板的至少一侧形成增层；所述增层中的绝缘层包括第一盲孔；
在形成所述第一表面最后一层所述增层中绝缘层的第一盲孔时，在所述第一表面最后一层所述增层中的绝缘层和所述第一线路层上形成第二盲孔；所述第二盲孔暴露所述散热面。
可选地，在所述电路基板的两侧形成第二线路层，包括：
在所述电路基板的至少一侧形成增层；所述增层中的绝缘层包括第一盲孔；
在所述第一表面的膜层通过局部凹陷工艺形成第二盲孔，所述第二盲孔暴露所述散热面。
可选地，在中心层的两侧同时结合第一线路层之前，还包括：
在所述散热面上设置离型材料层。
可选地，在所述第一表面的膜层通过局部凹陷工艺形成第二盲孔，包括：
切割所述散热面对应的第一表面的膜层；所述切割轨迹在所述散热面上的垂直投影与所述散热面的边缘重合；
去除所述散热面对应的第一表面的膜层；
去除所述离型材料层。
可选地，切割所述散热面对应的第一表面的膜层，包括：
采用镭射切割工艺切割所述散热面对应的第一表面的膜层。
可选地，在所述第一表面的膜层通过局部凹陷工艺形成第二盲孔之前，还包括：
在所述第二线路层远离所述电路基板的一侧设置外层，所述外层通过所述第一盲孔与所述第二线路层电连接。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电路板，采用第一方面所述的电路板的制作方法制成。
本发明实施例的技术方案，通过在中心层的两侧同时结合第一线路层，可以使得中心层和两侧的第一线路层具有以中心层为对称中心的对称结构。使得封装功率元件两侧结合的结构为对称结构，从而可以改善封装功率元件埋入电路板的过程中，因封装功率元件两侧结构不对称导致的电路板弯翘的问题，进而可以提高电路板的可靠性，有利于提高电路板的生产性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电路板的制作方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种步骤S110对应的电路板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种步骤S120对应的电路板的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种步骤S130对应的电路板的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种步骤S140对应的电路板的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种电路板的制作方法的流程图；
图7为本发明实施例提供的一种步骤S230对应的电路板的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种电路板的制作方法的流程图；
图9为本发明实施例提供的一种步骤S320对应的电路板的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种步骤S330对应的电路板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种电路板的制作方法的流程图，本实施例可适用于电路板中设置有埋入式封装功率元件以及散热结构，以满足电路板应用于高压环境的情况，该方法可以由电路板的制作装置来执行，如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
S110、在中心层的两侧同时结合第一线路层，以形成电路基板；中心层包括贯穿孔，贯穿孔内设置有封装功率元件，封装功率元件包括散热面，散热面位于中心层的第一表面；
其中，图2为本发明实施例提供的一种步骤S110对应的电路板的结构示意图。如图2所示，中心层10可以为铜箔基板，其可以包括中间的耐燃膜层101和耐燃膜层101两侧的铜箔层102组成。中心层10上设置有贯穿孔A，贯穿孔A内设置有封装功率元件B。封装功率元件B为功率元件进行封装后的整体结构。示例性地，如图2所示，当功率元件采用铜引线框架进行封装后，功率元件以及铜引线框架的整体为封装功率元件B。功率封装元件B的上下表面可以分别与中心层10的上下表面齐平。散热面S1可以为功率封装元件B的一个表面，该表面可以通过导热结构与功率元件接触，使得功率元件产生的热能可以通过散热面S1进行散热。示例性地，如图2所示，当封装功率元件B包括铜引线框架时，与功率元件接触的铜引线框架部分的表面可以作为散热面S1的表面。此时散热面S1位于中心层10的下表面，即中心层10的下表面为中心层10的第一表面11。第一线路层20可以包括绝缘层和铜箔层。绝缘层可以作为电路板内层间的绝缘层。示例性地，绝缘层的材料可以包括玻璃纤维布和环氧树脂。铜箔层可以用于形成电路板的线路。中心层10和两侧的第一线路层20结合后的结构作为电路基板。另外，中心层10两侧的第一线路层20的结构可以相同，以保证中心层10两侧的结构对称性。
在中心层10的贯穿孔A内设置封装功率元件B时，在中心层10的两侧同时结合第一线路层20，可以使得中心层10和两侧的第一线路层20具有以中心层10为对称中心的对称结构。使得封装功率元件B两侧结合的结构为对称结构，从而可以改善封装功率元件B埋入电路板的过程中，因封装功率元件B两侧结构不对称导致的电路板弯翘的问题，进而可以提高电路板的可靠性，有利于提高电路板的生产性。
S120、在电路基板的至少一侧形成第二线路层；位于第一表面的膜层暴露散热面；
其中，图3为本发明实施例提供的一种步骤S120对应的电路板的结构示意图。如图3所示，第二线路层30可以包括至少一层增层，每层增层可以包括绝缘层和铜箔层。绝缘层可以作为电路板内层间的绝缘层。铜箔层可以用于形成电路板的线路。示例性地，增层可以为覆树脂铜箔。图3中示例性地示出了在电路基板的两侧均设置有第二线路层30。每侧第二线路层30包括一层增层。当电路基板的两侧均设置第二线路层30时，位于第一表面11上的膜层包括第一线路层20和第二线路层30。此时第一表面11上的第一线路层20和第二线路层30上均设置有凹槽，用于暴露散热面S1。
S130、在散热面上设置散热结构；
其中，图4为本发明实施例提供的一种步骤S130对应的电路板的结构示意图。如图4所示，散热结构40设置于散热面S1上，并与散热面S1进行接触，使得散热结构40可以对散热面S1上的热量进行散热。同时散热结构40可以具有良好的绝缘性能，以保证封装功率器件B的高散热和高绝缘特性。示例性地，当电路板的工作环境为400～800V的高压环境时，散热结构可以是双面覆铜的陶瓷基板，陶瓷基板的材料可以为碳化硅和氮化镓等材料。此时双面覆铜的陶瓷基板具有良好的散热性能和绝缘性能，从而可以满足高压使用环境下封装功率器件B的高散热和高绝缘需求。在设置双面覆铜的陶瓷基板时，可以将双面覆铜的陶瓷基板作为一个上件组件，连接于散热面S1处。
需要说明的是，图4中示例性地示出了散热结构40的厚度与第一表面11侧的第一线路层20的凹槽深度和第二线路层30的凹槽深度之和相等。在其他实施例中，还可以设置散热结构40的厚度小于第一表面11侧的第一线路层20的凹槽深度和第二线路层30的凹槽深度之和，或者大于第一表面11侧的第一线路层20的凹槽深度和第二线路层30的凹槽深度之和，此处不做限定。
S140、在散热结构远离散热面的一侧设置散热器。
其中，图5为本发明实施例提供的一种步骤S140对应的电路板的结构示意图。如图5所示，在形成散热结构40后，可以在散热结构40远离散热面S1的一侧设置散热器50，以实现电路板的散热。示例性地，散热结构40远离散热面S1的表面与第二线路层30远离第一线路层20的表面齐平，散热器50可以分布于该表面，保证散热器50的散热效率。
本实施例的技术方案，通过在中心层的两侧同时结合第一线路层，可以使得中心层和两侧的第一线路层具有以中心层为对称中心的对称结构。使得封装功率元件两侧结合的结构为对称结构，从而可以改善封装功率元件埋入电路板的过程中，因封装功率元件两侧结构不对称导致的电路板弯翘的问题，进而可以提高电路板的可靠性，有利于提高电路板的生产性。
在上述技术方案的基础上，在中心层的两侧同时结合第一线路层，以形成电路基板，包括：
在中心层的一侧设置一第一线路层；
其中，中心层具有贯穿孔，在结合第一线路层之前，贯穿孔中的封装功率器件无承载结构。此时可以先在中心层的一侧设置一第一线路层，用于承载贯穿孔中的封装功率器件，然后在后续过程中可以将封装功率器件埋入电路板中。在设置第二线路层之前，可以对该第一线路层进行图案化，使第一线路层中的线路可以与封装功率器件连接，同时与后续第二线路层中的线路连接。示例性地，可以先形成第一线路层中绝缘层和铜箔层然后采用刻蚀工艺对铜箔层进行图案化，形成掩膜版。然后根据掩膜版图案化绝缘层，使得绝缘层上形成盲孔，然后在盲孔内电镀导电层，以实现第一线路层两侧的电连接。
可选地，在中心层的两侧同时结合第一线路层，以形成电路基板之前，还包括：
在中心层上设置贯穿孔。
其中，贯穿孔的位置和尺寸可以根据封装功率器件的放置位置以及封装功率器件的尺寸进行设置。在中心层上设置贯穿孔后，用于后续放置封装功率器件。
需要说明的是，在形成贯穿孔后，可以采用局部凹陷工艺形成预捞铜层，并在封装功率器件的引脚上保留铜层，使得封装功率器件可以通过预捞铜层与外部电连接。
在贯穿孔内设置封装功率元件；
其中，在设置第一线路层后，在贯穿孔内设置封装功率元件，使得第一线路层可以承载封装功率元件。
在中心层的另一侧设置另一第一线路层；
其中，在封装功率元件设置于贯穿孔后，可以在中心层的另一侧设置另一第一线路层，实现封装功率元件的埋入。同时可以使得封装功率元件两侧的结构对称。
需要说明的是，该第一线路层也需要进行图案化，以实现与其他膜层中的元件电气连接。其具体图案化工艺与另一第一线路层的图案化工艺相同，此处不再赘述。或者，在中心层两侧的第一线路层均设置后，可以同时对两侧的第一线路层进行图案化。
压合中心层和第一线路层，以形成电路基板。
其中，在中心层和第一线路层的相对位置放置后，采用压合的方式将中心层和第一线路层结合，以形成电路基板。
图6为本发明实施例提供的另一种电路板的制作方法的流程图，如图6所示，该方法包括：
S210、在中心层的两侧同时结合第一线路层，以形成电路基板；中心层包括贯穿孔，贯穿孔内设置有封装功率元件，封装功率元件包括散热面，散热面位于中心层的第一表面；
S220、在电路基板的至少一侧形成增层；增层中的绝缘层包括第一盲孔；
其中，电路基板一侧的增层可以有至少一层。在制作每层增层时，可以先形成绝缘层和铜箔层，然后采用刻蚀工艺对铜箔层进行图案化，形成掩膜版。然后根据掩膜版图案化绝缘层，使得绝缘层上形成第一盲孔。然后在第一盲孔内设置导电层，该导电层可以采用电镀工艺形成，以实现第一盲孔两侧的电连接。示例性地，导电结构可以包括线路。可以实现第一线路层与第二线路层中的线路连接。当一层增层形成后，可以根据上述过程依次形成其他增层，此处不做限定。
S230、在形成第一表面最后一层增层中绝缘层的第一盲孔时，在第一表面最后一层增层中的绝缘层和第一线路层上形成第二盲孔；第二盲孔暴露散热面；
其中，图7为本发明实施例提供的一种步骤S230对应的电路板的结构示意图。如图7所示，在形成第一表面11上最后一层增层31时，可以在图案化该增层31的铜箔层311时，去除散热面S1对应的铜箔层311，使得铜箔层311形成的掩膜版未覆盖散热面S1对应的绝缘层312。然后根据掩膜版图案化绝缘层312时，可以在绝缘层312上形成第一盲孔C，同时在散热面S1对应的绝缘层312处形成第二盲孔D，使得第二盲孔D可以暴露散热面S1。此时第二盲孔D与第一表面11上最后一层增层31中绝缘层311的第一盲孔C在同一工艺中形成，减少了工艺流程步骤，从而可以降低电路板的制作成本。
S240、在散热面上设置散热结构；
S250、在散热结构远离散热面的一侧设置散热器。
图8为本发明实施例提供的另一种电路板的制作方法的流程图，如图8所示，该方法包括：
S310、在中心层的两侧同时结合第一线路层，以形成电路基板；中心层包括贯穿孔，贯穿孔内设置有封装功率元件，封装功率元件包括散热面，散热面位于中心层的第一表面；
S320、在电路基板的至少一侧形成增层；增层中的绝缘层包括第一盲孔；
其中，图9为本发明实施例提供的一种步骤S320对应的电路板的结构示意图。如图9所示，每层增层31均包括第一盲孔C。第一盲孔C中填充有导电层。不同的膜层中的线路可以通过第一盲孔C电连接，实现电路板的内层线路连接。示例性地，不同增层31中的线路通过增层31之间的第一盲孔C电连接，与第一线路层20相邻的增层31通过自身的第一盲孔C与第一线路层20电连接，最远离第一线路层20的增层31通过自身的第一盲孔C与外层电连接。
S330、在第一表面的膜层通过局部凹陷工艺形成第二盲孔，第二盲孔暴露散热面。
其中，图10为本发明实施例提供的一种步骤S330对应的电路板的结构示意图。如图10所示，在增层31制作完成后，可以通过局部凹陷工艺在第一表面11上散热面S1对应的膜层处形成第二盲孔D，使得二盲孔D可以暴露散热面S1。示例性地，图10中第一表面11上的膜层包括第一线路层20和第二线路层30，此时需要对第一线路层20和第二线路层30进行局部凹陷工艺形成第二盲孔D，以暴露散热面S1。在其他实施例中，当第二线路层30只在电路基板远离散热面S1的一侧设置时，此时可以至对第一线路层20进行局部凹陷工艺形成第二盲孔D。
需要说明的是，当第一线路层20包括铜箔层时，在形成第二线路层30之前，可以将散热面S1对应的第一线路层20中的铜箔层刻蚀，以便于在形成第二盲孔D时，只需对第二线路层30中的铜箔层进行一次刻蚀。
可选地，在第一表面的膜层通过局部凹陷工艺形成第二盲孔之前，包括：
在散热面上设置离型材料层；
其中，离型材料层的材料为离型材料。该离型材料可抗压合高温制程。在压合制程后，仍具有离型特性。在后续工艺后，可以通过离型特性，直接去除散热面对应的膜层。
可选地，在第一表面的膜层通过局部凹陷工艺形成第二盲孔，包括：
切割散热面对应的第一表面的膜层；切割轨迹在散热面上的垂直投影与散热面的边缘重合；
其中，在切割散热面对应的第一表面的膜层时，切割轨迹在散热面上的垂直投影与散热面的边缘重合，使得散热面对应的膜层与其他区域的膜层分离。
示例性地，在切割散热面对应的第一表面的膜层时，可以采用镭射切割工艺切割散热面对应的第一表面的膜层。
去除散热面对应的第一表面的膜层；
其中，在散热面对应的膜层与其他区域的膜层分离后，可以直接去除散热面对应的膜层，同时不影响其他区域的膜层，实现第一表面的膜层局部凹陷。
去除离型材料层。
其中，在第一表面的膜层局部凹陷后，离型材料层暴露，此时直接取出离型材料层，即可形成第二盲孔。
S340、在散热面上设置散热结构；
S350、在散热结构远离散热面的一侧设置散热器。
在上述各技术方案的基础上，在第一表面的膜层通过局部凹陷工艺形成第二盲孔之前，还包括：
在第二线路层远离电路基板的一侧设置外层，外层通过第一盲孔与第二线路层电连接。
其中，继续参考图10，电路板还包括外层60，外层60可以为导电层，例如为铜箔层。外层60与第二线路层30电连接，可以实现电路板的内层线路与外层60电连接。然后电路板通过外层60与其他结构电气连接，实现电路板的应用。
本发明实施例还提供了一种电路板。该电路板采用本发明任意实施例提供的电路板的制作方法制成。由于电路板采用了本发明任意实施例提供的电路板的制作方法制成，因此可以改善电路板的弯翘问题，提高了电路板的可靠性，有利于提高电路板的生产性。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电路板的制作方法，其特征在于，包括：
在中心层的两侧同时结合第一线路层，以形成电路基板；所述中心层包括贯穿孔，所述贯穿孔内设置有封装功率元件，所述封装功率元件包括散热面，所述散热面位于所述中心层的第一表面；
在所述电路基板的至少一侧形成第二线路层；位于所述第一表面的膜层暴露所述散热面；
在所述散热面上设置散热结构；
在所述散热结构远离所述散热面的一侧设置散热器。
2.根据权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，在中心层的两侧同时结合第一线路层，以形成电路基板，包括：
在所述中心层的一侧设置一所述第一线路层；
在所述贯穿孔内设置所述封装功率元件；
在所述中心层的另一侧设置另一所述第一线路层；
压合所述中心层和所述第一线路层，以形成所述电路基板。
3.根据权利要求1或2所述的电路板的制作方法，其特征在于，在中心层的两侧同时结合第一线路层，以形成电路基板之前，还包括：
在所述中心层上设置所述贯穿孔。
4.根据权利要求2所述的电路板的制作方法，其特征在于，在所述电路基板的至少一侧形成第二线路层，包括：
在所述电路基板的至少一侧形成增层；所述增层中的绝缘层包括第一盲孔；
在形成所述第一表面最后一层所述增层中绝缘层的第一盲孔时，在所述第一表面最后一层所述增层中的绝缘层和所述第一线路层上形成第二盲孔；所述第二盲孔暴露所述散热面。
5.根据权利要求2所述的电路板的制作方法，其特征在于，在所述电路基板的两侧形成第二线路层，包括：
在所述电路基板的至少一侧形成增层；所述增层中的绝缘层包括第一盲孔；
在所述第一表面的膜层通过局部凹陷工艺形成第二盲孔，所述第二盲孔暴露所述散热面。
6.根据权利要求5所述的电路板的制作方法，其特征在于，在中心层的两侧同时结合第一线路层之前，还包括：
在所述散热面上设置离型材料层。
7.根据权利要求6所述的电路板的制作方法，其特征在于，在所述第一表面的膜层通过局部凹陷工艺形成第二盲孔，包括：
切割所述散热面对应的第一表面的膜层；所述切割轨迹在所述散热面上的垂直投影与所述散热面的边缘重合；
去除所述散热面对应的第一表面的膜层；
去除所述离型材料层。
8.根据权利要求7所述的电路板的制作方法，其特征在于，切割所述散热面对应的第一表面的膜层，包括：
采用镭射切割工艺切割所述散热面对应的第一表面的膜层。
9.根据权利要求5所述的电路板的制作方法，其特征在于，在所述第一表面的膜层通过局部凹陷工艺形成第二盲孔之前，还包括：
在所述第二线路层远离所述电路基板的一侧设置外层，所述外层通过所述第一盲孔与所述第二线路层电连接。
10.一种电路板，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的电路板的制作方法制成。
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