CN117241466A - 一种内埋器件的液冷电路板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内埋器件的液冷电路板及其制备方法,液冷电路板包括依次设置的FR‑4多层基板、第一紫铜以及第二紫铜,液冷电路板还包括发热器件,FR‑4多层基板内设有器件孔,发热器件设于器件孔内,发热器件的镂空区域设有导热环氧树脂;第一紫铜设有第一液冷凹槽,第二紫铜设有第二液冷凹槽,第一液冷凹槽与第二液冷凹槽对应设置以使第一液冷凹槽与第二液冷凹槽组合形成液冷管,液冷管连通第一紫铜与第二紫铜。本申请通过使用紫铜作为液冷管的方式,通过紫铜上的器件网络隔离区域实现网络连接及散热的目的,另外将发热器件内埋,使发热器件的外表温度降低,再者,在发热器件的镂空区域设有导热环氧树脂,进一步便于发热器件的散热。
Description
技术领域
本发明涉及电路板技术领域,特别涉及一种内埋器件的液冷电路板及其制备方法。
背景技术
随着器件集成化、精密化及尺寸越来越小巧化,电子器件内部产生的热量无法及时排散;芯片温度过高,导致性能和使用寿命急剧下降。电子元器件因热量集中引起的材料失效占总失效率的65%-80%,对此,必须要加强对电子元器件的热控制。
液冷凭借着性能更优、噪声更低、功率密度高的特性,行业得到广泛应用。随着5G技术、边缘计算、AI等应用的发展,单机柜的功率密度越来越高,液冷在行业应用的比重也会越来越大。
现有技术中,液冷散热的电路板一般包括键合在一起的顶部PCB层、中部 PCB层和底部PCB层,中部PCB层布设有流道,该流道贯通中部PCB层上下表面,该流道上下表面通过顶部PCB层和底部PCB层封闭后形成内嵌流道,通过在印制电路板内嵌流道进行液冷换热,且采用FR-4(即:环氧树脂基板)、Ro3200、Ro4003以及Ro4350材料作为液冷介质材料,然而,由于电路板的基材是玻璃纤维上涂覆环氧树脂(FR-4)并压合而成,且判定基材的主要指标是材料的“吸水率”,吸水率越高,其板材的性能效果也就越差。而使用电路板本身的材料作为液冷传递,必然会使材料长期处于潮湿的工作环境,而不同网络的器件网络隔离区域在此情况下,会导致离子迁移形成CAF短路现象。
发明内容
基于此,本发明的目的是提供一种内埋器件的液冷电路板及其制备方法,用于解决现有技术中在印制电路板内嵌流道进行液冷换热,容易由于使用电路板本身的材料作为液冷传递,致使材料长期处于潮湿的工作环境,而使得不同网络的器件网络隔离区域在此情况下,容易导致离子迁移形成CAF短路现象的技术问题。
本发明一方面提供一种内埋器件的液冷电路板,包括依次设置的FR-4多层基板、第一紫铜以及第二紫铜,所述FR-4多层基板包括多个基板以及与所述基板间隔设置的多个半固化片,所述基板包括依次设置的第一基板、第二基板以及第三基板,所述半固化片包括第一半固化片以及第二半固化片,所述第一半固化片连接所述第一基板与所述第二基板,所述第二半固化片连接所述第二基板与所述第三基板;
所述内埋器件的液冷电路板还包括发热器件,所述FR-4多层基板内设有器件孔,所述器件孔设于所述第三基板内并与所述第二基板连通,所述发热器件设于所述器件孔内,所述发热器件的镂空区域设有导热环氧树脂;所述第一紫铜设有第一液冷凹槽,所述第二紫铜设有第二液冷凹槽,所述第一液冷凹槽与所述第二液冷凹槽对应设置以使所述第一液冷凹槽与所述第二液冷凹槽组合形成液冷管,所述液冷管连通所述第一紫铜与所述第二紫铜。
另外,根据本发明上述的内埋器件的液冷电路板,还可以具有如下附加的技术特征:
进一步地,所述第二基板第二FR-4层、分设于第二FR-4层相对两面的L2层的和L3层,所述L2层通过第一半固化片连接第一基板,所述L3层通过第二半固化片连接第三基板,所述器件孔贯穿所述第三基板以及所述L3层并与所述第二FR-4层接触。
第一基板包括第一FR-4层以及覆于第一FR-4层上的L1层;第一半固化片连接第一FR-4层与L2层;第三基板包括第三FR-4层以及层叠于第三FR-4层上的L4层,第二半固化片连接L3层与第三FR-4层;L1层、L2层、L3层以及L4层均为铜层、且铜层上设有线路,第一FR-4层、第二FR-4层、以及第三FR-4层均为FR-4绝缘层。
进一步地,所述内埋器件的液冷电路板还设有多个接地散热孔,所述接地散热孔贯穿所述FR-4多层基板以及所述第一紫铜。
进一步地,所述内埋器件的液冷电路板还设有器件网络隔离区域,所述器件网络隔离区域连通所述第一紫铜与所述第二紫铜且设于所述液冷管的外围。
进一步地,所述内埋器件的液冷电路板还包括第一AD纯胶以及第二AD纯胶,所述第一AD纯胶连接所述FR-4多层基板与所述第一紫铜,所述第二AD纯胶连接所述第一紫铜与所述第二紫铜。
本发明另一方面提供一种内埋器件的液冷电路板制备方法,应用于上述的内埋器件的液冷电路板,所述方法包括:
获取第一基板、第二基板以及第三基板,并将第一基板、第二基板以及第三基板分别通过半固化片压合以形成FR-4多层基板;
通过控深钻孔在第三基板上去除器件安装区域,直至第二基板的L3层导体焊盘露出,所述器件孔用于安装发热器件,将所述发热器件安装于L3层导体焊盘上,并在所述发热器件的镂空区域填充导热环氧树脂以获得填充器件的FR-4多层基板;
在填充器件的FR-4多层基板上通过AD纯胶依次叠层压合第一紫铜及第二紫铜,并分别半蚀刻第一紫铜及第二紫铜以将两半蚀刻区域组合形成可导通的液冷管,再通过机械锣的方式将制备得到液冷电路板。
另外,根据本发明上述的内埋器件的液冷电路板制备方法,还可以具有如下附加的技术特征:
进一步地,在填充器件的FR-4多层基板上通过AD纯胶依次叠层压合第一紫铜及第二紫铜,并分别半蚀刻第一紫铜及第二紫铜以将两半蚀刻区域组合形成可导通的液冷管的步骤包括:
在填充器件的FR-4多层基板上通过第一AD纯胶压合第一紫铜以形成紫铜与FR-4混压板;
在紫铜与FR-4混压板上钻取功能孔,所述功能孔包括器件网络隔离区域、接地散热孔以及器件安装区域,并对功能孔进行金属化电镀铜;
对第一紫铜远离第三基板的一侧进行半蚀刻以获得第一液冷凹槽;
获取第二紫铜,并在第二紫铜与第一紫铜对应位置进行半蚀刻以获得第二液冷凹槽;
在所述第一紫铜上通过第二AD纯胶压合所述第二紫铜,并将所述第一液冷凹槽与第二液冷凹槽重合以组合形成可导通的液冷管。
进一步地,分别半蚀刻第一紫铜及第二紫铜以将两半蚀刻区域组合形成可导通的液冷管的步骤之后还包括:
在第一基板以及第二紫铜的外表面做化学镍金以对液冷电路板进行抗氧化保护。
进一步地,对第一紫铜远离第三基板的一侧进行半蚀刻以获得第一液冷凹槽的步骤之后还包括:
在所述紫铜与FR-4混压板的FR-4线路面,印刷绝缘阻焊和字符。
上述内埋器件的液冷电路板及其制备方法,一方面,使用紫铜作为液冷管的方式,通过紫铜上的器件网络隔离区域实现网络连接及散热的目的,替换现有技术在印制电路板内嵌流道进行液冷换热的方案,避免产生导致离子迁移形成CAF短路现象;另一方面将发热器件内埋,使发热器件的外表温度降低,进一步地,在发热器件的镂空区域设有导热环氧树脂,进一步便于发热器件的散热;再者,本方案通过将第一基板、第二基板以及第三基板压合成FR-4多层基板,再在FR-4多层基板上依次设置第一紫铜以及第二紫铜,提高了产品的精密化及集成化,减小了电子器件的体积。
附图说明
图1为本发明实施例中内埋器件的液冷电路板的结构示意图;
图2为本发明实施例中内埋器件的液冷电路板制备方法的流程图;
主要元件符号说明:
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固设于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了解决现有技术中在印制电路板内嵌流道进行液冷换热,容易由于使用电路板本身的材料作为液冷传递,致使材料长期处于潮湿的工作环境,而使得不同网络的器件网络隔离区域在此情况下,容易导致离子迁移形成CAF短路现象的问题,本申请提供一种内埋器件的液冷电路板及其制备方法,一方面,通过使用紫铜作为液冷管300的方式,通过紫铜上的器件网络隔离区域500实现网络连接及散热的目的,替换现有技术在印制电路板内嵌流道进行液冷换热的方案,避免产生导致离子迁移形成CAF短路现象;另一方面将发热器件内埋,使发热器件的外表温度降低,进一步地,在发热器件的镂空区域设有导热环氧树脂200,进一步便于发热器件的散热;再者,本方案通过将第一基板610、第二基板620以及第三基板630压合成FR-4多层基板,再在FR-4多层基板上依次设置第一紫铜910以及第二紫铜920,提高了产品的精密化及集成化,减小了电子器件的体积。
为了便于理解本发明,下面将给出了本发明的若干实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
实施例一
请参见图1,所示为本申请第一实施例中的内埋器件的液冷电路板,包括依次设置的FR-4多层基板、第一紫铜910以及第二紫铜920,FR-4多层基板包括多个基板以及与基板间隔设置的多个半固化片,基板包括依次设置的第一基板610、第二基板620以及第三基板630,半固化片包括第一半固化片710以及第二半固化片720,第一半固化片710连接第一基板610与第二基板620,第二半固化片720连接第二基板620与第三基板630。进一步地,内埋器件的液冷电路板还包括第一AD纯胶810以及第二AD纯胶820,第一AD纯胶810连接FR-4多层基板与第一紫铜910,第二AD纯胶820连接第一紫铜910与第二紫铜920。
作为一个具体示例,第一基板610包括第一FR-4层612以及覆于第一FR-4层612上的L1层611;第二基板620包括第二FR-4层621、分设于第二FR-4层621相对两面的L2层622的和L3层623,第一半固化片710连接第一FR-4层612与L2层622,器件孔贯穿第三基板630以及L3层623并与第二FR-4层621接触;第三基板630包括第三FR-4层631以及层叠于第三FR-4层631上的L4层632,第二半固化片720连接L3层623与第三FR-4层631。
具体的,在本方案中,L1层、L2层、L3层以及L4层均为铜层、且铜层上设有线路,第一FR-4层612、第二FR-4层621、以及第三FR-4层631均为FR-4绝缘层,具体的,FR-4绝缘层为环氧树脂基板。作为一个具体示例,第一基板610的第一FR-4层612以及L1层611的厚度分别为0.2mm以及0.15mm,即可理解的,第一基板610是由一个0.2mm的FR-4绝缘层和一层0.15mm的铜层构成一结构整体。第二基板620的L2层622、第二FR-4层621和L3层623的厚度分别为0.07mm、0.2mm以及0.07mm,同理可得,第二基板620由一0.2mm的FR-4绝缘层和相对两面0.07mm的铜层构成一结构整体。第三基板630的第三FR-4层631以及L4层632的厚度分别为0.2mm及0.07mm,同理可得,第三基板630由一个0.2mm的FR-4绝缘层和一层0.07mm的铜层构成一结构整体。进一步地,第一半固化片710以及第二半固化片710的厚度均为0.075mm;第一AD纯胶810以及第二AD纯胶820的厚度均为0.05mm,第一紫铜910与第二紫铜920的厚度均为2mm。
在本实施例中,内埋器件的液冷电路板还包括发热器件100,FR-4多层基板内设有器件孔,器件孔设于第三基板630内并与第二基板620连通,发热器件100设于器件孔内,发热器件100的镂空区域设有导热环氧树脂200;第一紫铜910设有第一液冷凹槽,第二紫铜920设有第二液冷凹槽,第一液冷凹槽与第二液冷凹槽对应设置以使第一液冷凹槽与第二液冷凹槽组合形成液冷管300,液冷管300连通第一紫铜910与第二紫铜920。
为了保证液冷管300的最佳液冷效果,在本实施例中,液冷管300的截面厚度为3.05mm,具体的,第一液冷凹槽及第二液冷凹槽的深度均为1.5mm,即第一紫铜910与第二紫铜920半蚀刻后的残留深度均为0.5mm。
为了进一步提高内埋器件的散热效果,在本实施例中,内埋器件的液冷电路板还设有多个接地散热孔400,接地散热孔400贯穿FR-4多层基板以及第一紫铜910直至接触第二AD纯胶820。在本实施例中,内埋器件的液冷电路板还设有器件网络隔离区域500,器件网络隔离区域500连通第一紫铜910与第二紫铜920且设于液冷管300的外围。
综上,本实施例中的内埋器件的液冷电路板,一方面通过使用紫铜作为液冷管的方式,通过紫铜上的器件网络隔离区域实现网络连接及散热的目的,替换现有技术在印制电路板内嵌流道进行液冷换热的方案,避免产生导致离子迁移形成CAF短路现象;另一方面将发热器件内埋,使发热器件的外表温度降低,进一步地,在发热器件的镂空区域设有导热环氧树脂,进一步便于发热器件的散热;再者,本方案通过将第一基板、第二基板以及第三基板压合成FR-4多层基板,再在FR-4多层基板上依次设置第一紫铜以及第二紫铜,提高了产品的精密化及集成化,减小了电子器件的体积。
实施例二
请参见图2,所示为本申请第二实施例中的内埋器件的液冷电路板制备方法,用于制备上述实施例中的内埋器件的液冷电路板,方法包括步骤S101-S103:
S101、获取第一基板、第二基板以及第三基板,并将第一基板、第二基板以及第三基板分别通过半固化片压合以形成FR-4多层基板。
在本实施例中,FR-4层为环氧树脂基板,将基板裁切成所需生产的尺寸,以得到厚度分别为0.2mm、双面覆铜厚度0.07mm的第一FR-4层、第二FR-4层以及第三FR-4层。进一步地,将第一FR-4层单面贴干膜,其后通过蚀刻非干膜面次铜箔,得到单面铜箔的基板,从而获得第一基板。其次,将第二FR-4层通过“贴干膜-曝光-显影-蚀刻”的方式,制作出L2和L3层线路,从而获得第二基板。其后,在L3层发热器件安装区域印刷油墨,除所需焊接安装的焊盘露出外,其它基材区域使用油墨绝缘保护。进一步的,使用保护蓝胶将非L3层发热器件焊盘进行保护,并在所需焊盘上做化学镍金。最后,在第三FR-4层单面贴干膜,其后通过“曝光-显影-蚀刻”的方式,制作出L4层线路,从而获得第三基板。
S102、通过控深钻孔在第三基板上去除器件安装区域,直至第二基板的L3层导体焊盘露出,器件安装区域用于安装发热器件,将发热器件安装于L3层导体焊盘上,并在发热器件的镂空区域填充导热环氧树脂以获得填充器件的FR-4多层基板。
在发热器件镂空区域,使用导热环氧树脂进行填充;需要进一步说明的是,为了防止器件凸出后压伤,发热器件需比第三基板的L4层低0.15mm-0.3mm。
S103、在填充器件的FR-4多层基板上通过AD纯胶依次叠层压合第一紫铜及第二紫铜,并分别半蚀刻第一紫铜及第二紫铜以将两半蚀刻区域组合形成可导通的液冷管,再通过机械锣的方式将制备得到液冷电路板。
作为一个具体示例,步骤S103具体包括步骤S1031- 步骤S1037:
S1031、在填充器件的FR-4多层基板上通过第一AD纯胶压合第一紫铜以形成紫铜与FR-4混压板。
S1032、在紫铜与FR-4混压板上钻取功能孔,功能孔包括器件网络隔离区域、接地散热孔以及器件安装区域,并对功能孔进行金属化电镀铜。
在紫铜与FR-4混压板上使用机械钻孔、并对孔进行金属化。金属化孔铜镀铜厚度:>30μm。镀铜后面铜完成铜厚:>70μm。进一步的,将镀铜后的器件网络隔离区域使用树脂进行塞孔,并通过打磨的方式整平。进一步的,需要在紫铜与FR-4混压板的两面制作线路图形,为更好的描述区分,将FR-4面次称为“FR-4铜面”,将紫铜面次称为“紫铜面”。
具体线路图形的制作工艺流程包括步骤S201-S203:
S201、先单面半蚀刻“紫铜面”,其蚀刻深度1.5mm±0.05mm。
在本实施例中,通过“贴干膜-曝光-显影-蚀刻-退膜” 的工艺流程先单面半蚀刻“紫铜面”,具体的:
双面贴干膜,并单面曝光“紫铜面”的半蚀刻液冷区域及器件网络隔离区域,FR-4铜面整面曝光,其后通过化学显影液,冲洗掉未曝光区域的干膜,从而露出紫铜;进一步的,通过蚀刻的方式,蚀刻掉铜面。在本实施例中,“紫铜面”蚀刻深度为1.5mm±0.05mm,残留厚度为0.5mm,需要两次蚀刻,其蚀刻过程通过调整传输速度与蚀刻药水的浓度来完成。进一步的,将蚀刻后的板面干膜退掉,得到半蚀刻紫铜基板。此时,器件网络隔离区域所剩余的第一紫铜厚度为0.5mm±0.05mm。
同理,第二紫铜采用同步骤S201的方法进行单面半蚀刻,且蚀刻深度也为1.5mm±0.05mm,以形成和紫铜与FR-4混压板蚀刻后的“紫铜面”对应,即可理解的,第一紫铜和第二紫铜半蚀刻后的“紫铜面”成镜像对称,将第一紫铜和第二紫铜压合,通过对应的刻蚀区域即可组合得到器件网络隔离区域。需要进一步说明的是,为了提高半蚀刻效率,第一紫铜和第二紫铜的半蚀刻“紫铜面”可以同步进行。
S202、再单面蚀刻“紫铜面”器件网络隔离区域,蚀刻后露出第一AD纯胶,需保证底部蚀刻干净,无残铜残留。
需要进一步说明的是,步骤S202是只针对于紫铜与FR-4混压板的紫铜面进行再蚀刻,即对经步骤S201后的第一紫铜进行再蚀刻。在本实施例中,步骤S202采用“印湿膜-曝光1-显影1-贴干膜-曝光2-显影2-蚀刻” 的工艺流程实现,具体的:由于“紫铜面”半蚀刻深度1.5mm, 为防止其表面落差导致干膜破裂,因此需要在半蚀刻区域印刷湿膜进行填充。其湿膜印刷选择40T网版,通过局部印刷“液冷管”区域,为防止印刷偏位导致铜面油墨残留后影响板面的平整性,因此,通过曝光的方式,将需要填充之外的区域湿膜冲洗掉。进一步的,在“紫铜面”通过“贴干膜-曝光2-显影2-蚀刻”的步骤,完成对器件网络隔离区域的蚀刻步骤。
S203、单面蚀刻顶层“FR-4铜面”,以得到双面蚀刻后的基板。
在本实施例中,步骤S203采用“贴干膜-曝光-显影-蚀刻-退膜”的工艺流程实现,具体的:
再次对两面进行干膜贴附,并单面曝光“FR-4铜面”,并显影后蚀刻所需导通图形。进一步的,将板面湿膜和干膜通过药水进行退洗干净。
通过上述步骤S201-步骤S203三个步骤,完成线路图形的制作。进一步的,在“FR-4铜面”上印刷油墨及文字标识。
S1033、对第一紫铜远离第三基板的一侧进行半蚀刻以获得第一液冷凹槽。
具体的,对第一紫铜的半蚀刻深度为1.5mm,以获得第一液冷凹槽。
S1034、获取第二紫铜,并在第二紫铜与第一紫铜对应位置进行半蚀刻以获得第二液冷凹槽。
具体的,对第二紫铜的半蚀刻深度为1.5mm,以获得第二液冷凹槽。
S1035、在第一紫铜上通过第二AD纯胶压合第二紫铜,并将第一液冷凹槽与第二液冷凹槽重合以组合形成可导通的液冷管。
S1036、在第一基板以及第二紫铜的外表面做化学镍金以对液冷电路板进行抗氧化保护。
在第一紫铜上通过第二AD纯胶压合第二紫铜,得到完整的“液冷电路板”。在本实施例中,步骤S1035采用“快压-沉金-成型”的工艺流程实现,具体的:
首先,将第二紫铜与第一紫铜通过定位孔对叠,其后通过已切割好的AD纯胶进行粘合。此时,两块紫铜半蚀刻重合,从而形成“液冷管”和“液冷区域”。其次,两面做化学镍金防止氧化。再者,将完成的电路板,通过机械锣的方式去除辅助废料,以成型为所需产品模型。
由于FR-4多层基板附有紫铜,板面硬度较强,因此选择硬度高的锣刀,并正反两次机械锣的方式。同时,作为一个具体示例,为了防止锣刀旋转发热后,影响铜面精度,因此,需要在机械头上方安装酒精喷洒,以降低温度。
在本实施例中,关于第一紫铜,将第一紫铜裁切成与FR-4层同等尺寸,具体的,第一紫铜的厚度为2.0mm。关于第二紫铜,将第二紫铜通过“贴干膜-曝光-显影-蚀刻”的方式,进行半蚀刻。第二紫铜厚度为2.0mm,半蚀刻深度为1.5mm。需要进一步说明的是,半蚀刻图形可以根据发热器件的需求进行设置,不限于形状及面积。为了满足第一紫铜和第二紫铜压合时的粘接强度,半蚀刻液冷管之间的间距宽度,需要大于0.5mm。进一步的,半蚀刻的蚀刻公差为设计导体值的±10%。
在本方案中,AD纯胶为环氧树脂胶,其厚度为0.05mm。将AD纯胶裁切成与紫铜板尺寸的一致,并将第一紫铜与第二紫铜间粘接的AD纯胶,通过激光切割掉“液冷管”区域,便于第一紫铜与第二紫铜区域粘合后,形成液冷管。
进一步地,在本方案中,半固化片为不流动性PP,厚度为0.075mm。将第二半固化片裁切成与紫铜板尺寸的一致,并通过激光切割掉发热器件安装区域,便于后序去除与之压合的第三FR-4层。需要进一步说明的是,通过激光切割掉发热器件安装区域,因此区域半固化片提前镂空,故第三基板与第二基板未粘接。
作为一个具体示例,本方案采用博可压机进行压合,其压合参数如下:升温速率控制在:2.6-3.0℃/ min;压力:30 kgf / cm2;全压温度:220℃;高温高压时间:120分钟;所述发热器件为功率二极管、电感等。
综上,本实施例中的内埋器件的液冷电路板制备方法,一方面通过使用紫铜作为液冷管的方式,通过紫铜上的器件网络隔离区域实现网络连接及散热的目的,替换现有技术在印制电路板内嵌流道进行液冷换热的方案,避免产生导致离子迁移形成CAF短路现象;另一方面将发热器件内埋,使发热器件的外表温度降低,进一步地,在发热器件的镂空区域设有导热环氧树脂,进一步便于发热器件的散热;再者,本方案通过将第一基板、第二基板以及第三基板压合成FR-4多层基板,再在FR-4多层基板上依次设置第一紫铜以及第二紫铜,提高了产品的精密化及集成化,减小了电子器件的体积。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种内埋器件的液冷电路板,其特征在于,包括依次设置的FR-4多层基板、第一紫铜以及第二紫铜,所述FR-4多层基板包括多个基板以及与所述基板间隔设置的多个半固化片,所述基板包括依次设置的第一基板、第二基板以及第三基板,所述半固化片包括第一半固化片以及第二半固化片,所述第一半固化片连接所述第一基板与所述第二基板,所述第二半固化片连接所述第二基板与所述第三基板;
所述内埋器件的液冷电路板还包括发热器件,所述FR-4多层基板内设有器件孔,所述器件孔设于所述第三基板内并与所述第二基板连通,所述发热器件设于所述器件孔内,所述发热器件的镂空区域设有导热环氧树脂;
所述第一紫铜设有第一液冷凹槽,所述第二紫铜设有第二液冷凹槽,所述第一液冷凹槽与所述第二液冷凹槽对应设置以使所述第一液冷凹槽与所述第二液冷凹槽组合形成液冷管,所述液冷管连通所述第一紫铜与所述第二紫铜;
所述内埋器件的液冷电路板还设有器件网络隔离区域,所述器件网络隔离区域连通所述第一紫铜与所述第二紫铜且设于所述液冷管的外围。
2.根据权利要求1所述的内埋器件的液冷电路板,其特征在于,所述第二基板包括第二FR-4层、分设于第二FR-4层相对两面的L2层的和L3层,所述L2层通过第一半固化片连接第一基板,所述L3层通过第二半固化片连接第三基板,所述器件孔贯穿所述第三基板以及所述L3层并与所述第二FR-4层接触。
3.根据权利要求1所述的内埋器件的液冷电路板,其特征在于,所述内埋器件的液冷电路板还设有多个接地散热孔,所述接地散热孔贯穿所述FR-4多层基板以及所述第一紫铜。
4.根据权利要求1所述的内埋器件的液冷电路板,其特征在于,所述内埋器件的液冷电路板还包括第一AD纯胶以及第二AD纯胶,所述第一AD纯胶连接所述FR-4多层基板与所述第一紫铜,所述第二AD纯胶连接所述第一紫铜与所述第二紫铜。
5.一种内埋器件的液冷电路板制备方法,其特征在于,应用于上述权利要求1-4任意一项所述的内埋器件的液冷电路板,所述方法包括:
获取第一基板、第二基板以及第三基板,并将第一基板、第二基板以及第三基板分别通过半固化片压合以形成FR-4多层基板;
通过控深钻孔在第三基板上去除器件安装区域,直至第二基板的L3层导体焊盘露出,所述器件孔用于安装发热器件,将所述发热器件安装于L3层导体焊盘上,并在所述发热器件的镂空区域填充导热环氧树脂以获得填充器件的FR-4多层基板;
在填充器件的FR-4多层基板上通过AD纯胶依次叠层压合第一紫铜及第二紫铜,并分别半蚀刻第一紫铜及第二紫铜以将两半蚀刻区域组合形成可导通的液冷管,再通过机械锣的方式将制备得到液冷电路板。
6.根据权利要求5所述的内埋器件的液冷电路板制备方法,其特征在于,在填充器件的FR-4多层基板上通过AD纯胶依次叠层压合第一紫铜及第二紫铜,并分别半蚀刻第一紫铜及第二紫铜以将两半蚀刻区域组合形成可导通的液冷管的步骤包括:
在填充器件的FR-4多层基板上通过第一AD纯胶压合第一紫铜以形成紫铜与FR-4混压板;
在紫铜与FR-4混压板上钻取功能孔,所述功能孔包括器件网络隔离区域、接地散热孔以及器件安装区域,并对功能孔进行金属化电镀铜;
对第一紫铜远离第三基板的一侧进行半蚀刻以获得第一液冷凹槽;
获取第二紫铜,并在第二紫铜与第一紫铜对应位置进行半蚀刻以获得第二液冷凹槽;
在所述第一紫铜上通过第二AD纯胶压合所述第二紫铜,并将所述第一液冷凹槽与第二液冷凹槽重合以组合形成可导通的液冷管。
7.根据权利要求5所述的内埋器件的液冷电路板制备方法,其特征在于,分别半蚀刻第一紫铜及第二紫铜以将两半蚀刻区域组合形成可导通的液冷管的步骤之后还包括:
在第一基板以及第二紫铜的外表面做化学镍金以对液冷电路板进行抗氧化保护。
8.根据权利要求6所述的内埋器件的液冷电路板制备方法,其特征在于,对第一紫铜远离第三基板的一侧进行半蚀刻以获得第一液冷凹槽的步骤之后还包括:
在所述紫铜与FR-4混压板的FR-4线路面,印刷绝缘阻焊和字符。
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Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020043716A1 (en) * | 1997-09-17 | 2002-04-18 | William J. Miller | Improve heat sink for use in cooling an integrated circuit |
JP2007243210A (ja) * | 2007-04-19 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 放熱用基板及びその製造方法 |
CN102789991A (zh) * | 2011-05-20 | 2012-11-21 | 旭德科技股份有限公司 | 封装结构及其制作方法 |
JP2013211480A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Fujikura Ltd | 部品内蔵基板 |
TWI470867B (zh) * | 2013-08-05 | 2015-01-21 | Chunghwa Telecom Co Ltd | Portable Power PCB Bipolar Traverse and Its Manufacturing Method |
EP3028547A1 (en) * | 2013-07-30 | 2016-06-08 | Harman Becker Automotive Systems GmbH | Electronic module |
CN209472824U (zh) * | 2018-10-31 | 2019-10-08 | 深圳万和兴电子有限公司 | 一种防氧化的电路板 |
US20190320554A1 (en) * | 2016-12-09 | 2019-10-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Electronic circuit board and power conversion device |
CN110557885A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-12-10 | 胜宏科技(惠州)股份有限公司 | 一种双面夹芯热电分离结构铜基板制作工艺 |
CN115226290A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-10-21 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种基于内嵌微流道印制电路板的微波组件及制备方法 |
US20220346217A1 (en) * | 2019-09-19 | 2022-10-27 | Shengyi Electronics Co., Ltd. | Manufacturing method for pcb with thermal conductor embedded therein, and pcb |
CN115484755A (zh) * | 2021-06-16 | 2022-12-16 | 宏启胜精密电子(秦皇岛)有限公司 | 电路板的制作方法及电路板 |
CN116367439A (zh) * | 2023-05-10 | 2023-06-30 | 深圳市迅捷兴科技股份有限公司 | 内置散热埋铜块的电路板制作方法 |
-
2023
- 2023-11-13 CN CN202311499486.3A patent/CN117241466B/zh active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020043716A1 (en) * | 1997-09-17 | 2002-04-18 | William J. Miller | Improve heat sink for use in cooling an integrated circuit |
JP2007243210A (ja) * | 2007-04-19 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 放熱用基板及びその製造方法 |
CN102789991A (zh) * | 2011-05-20 | 2012-11-21 | 旭德科技股份有限公司 | 封装结构及其制作方法 |
JP2013211480A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Fujikura Ltd | 部品内蔵基板 |
EP3028547A1 (en) * | 2013-07-30 | 2016-06-08 | Harman Becker Automotive Systems GmbH | Electronic module |
TWI470867B (zh) * | 2013-08-05 | 2015-01-21 | Chunghwa Telecom Co Ltd | Portable Power PCB Bipolar Traverse and Its Manufacturing Method |
US20190320554A1 (en) * | 2016-12-09 | 2019-10-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Electronic circuit board and power conversion device |
CN209472824U (zh) * | 2018-10-31 | 2019-10-08 | 深圳万和兴电子有限公司 | 一种防氧化的电路板 |
CN110557885A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-12-10 | 胜宏科技(惠州)股份有限公司 | 一种双面夹芯热电分离结构铜基板制作工艺 |
US20220346217A1 (en) * | 2019-09-19 | 2022-10-27 | Shengyi Electronics Co., Ltd. | Manufacturing method for pcb with thermal conductor embedded therein, and pcb |
CN115484755A (zh) * | 2021-06-16 | 2022-12-16 | 宏启胜精密电子(秦皇岛)有限公司 | 电路板的制作方法及电路板 |
CN115226290A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-10-21 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种基于内嵌微流道印制电路板的微波组件及制备方法 |
CN116367439A (zh) * | 2023-05-10 | 2023-06-30 | 深圳市迅捷兴科技股份有限公司 | 内置散热埋铜块的电路板制作方法 |
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Publication number | Publication date |
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