CN117769108A - 电路板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电路板及其制造方法，其电路板包含第一基板、第二基板、设置在第一基板及第二基板之间的介电层及设置在介电层中的弯折金属板。弯折金属板包含第一U型板及第二U型板。第一U型板包含下底板、第一外侧板及第二外侧板，而第二U型板包含上底板、第一内侧板及第二内侧板。第一U型板及第二U型板之间具有空腔。电路板还包含填充于弯折金属板的空腔内的相变材料及设置在上底板上且在第一内侧板及第二内侧板的电子元件。本发明利用填充相变材料的弯折金属板，以同时达到散热及电磁屏蔽的效果。
Description
技术领域
本发明是关于一种电路板及其制造方法，特别是关于一种兼具散热及电磁屏蔽的电路板及其制造方法。
背景技术
近年来，电子设备的发展快速，多功能化、高线路密度及小型化是主要的研究方向。然而，随着设备中电子元件密度的增加，电子设备产生的热量也随之增加，因此须提升电子设备的散热效果。再者，例如智慧性手机等的各种具有射频元件的产品会有电磁干扰而导致电路功能受影响，故还须处理电子设备的电磁屏蔽问题。
发明内容
本发明的一态样是提供一种电路板，其包含填充相变材料的弯折金属板，以达到散热及电磁屏蔽的效果。
本发明的另一态样是提供一种电路板的制造方法。
根据本发明的一态样，提供一种电路板，其包含第一基板、设置在第一基板上的第二基板、设置在第一基板及第二基板之间的介电层及设置在介电层中的弯折金属板。第一基板包含第一线路层，且第二基板包含第二线路层。弯折金属板包含第一U型板及第二U型板，所述第一U型板包含下底板、第一外侧板及第二外侧板，所述第二U型板包含上底板、第一内侧板及第二内侧板。所述第一内侧板连接所述第一外侧板，所述第二内侧板连接所述第二外侧板。所述第一U型板及所述第二U型板之间具有空腔。电路板还包含填充于空腔内的相变材料及设置在上底板上且在第一内侧板及第二内侧板之间的电子元件。
根据本发明的一实施例，上述电路板还包含第一导热粘接层，其设置在第一基板的第一线路层及弯折金属板之间。
根据本发明的一实施例，上述电路板还包含第二导热粘接层，其设置在弯折金属板及电子元件之间。
根据本发明的一实施例，上述电路板还包含多个导电盲孔，其自第二线路层延伸至电子元件。
根据本发明的一实施例，上述电路板还包含至少一个导电通孔，其自第二线路层延伸至第一线路层。
根据本发明的一实施例，所述电子元件与所述弯折金属板的第一内侧板及第二内侧板之间形成间隙，且介电层填入所述间隙中。
根据本发明的一实施例，所述电子元件直接接触所述弯折金属板的第一内侧板及第二内侧板。
根据本发明的另一态样，提供一种电路板的制造方法，方法包含提供下基板，其中下基板包含第一基材层及在第一基材层下方的第一金属层；移除部分第一基材层，以形成暴露出部分第一金属层的凹槽；形成弯折金属板在所述凹槽上，其中所述弯折金属板包含第一U型板及第二U型板，所述第一U型板包含下底板、第一外侧板及第二外侧板，所述第二U型板包含上底板、第一内侧板及第二内侧板。所述第一内侧板连接所述第一外侧板，所述第二内侧板连接所述第二外侧板。所述第一U型板及所述第二U型板之间具有空腔，且相变材料填充于弯折金属板的空腔内；放置电子元件在弯折金属板的上底板上且在所述第一内侧板及所述第二内侧板之间；形成上基板在所述电子元件上方，其中所述上基板包含第二基材层及在所述第二基材层上方的第二金属层；以及图案化第一金属层及第二金属层，以分别形成多个线路层。
根据本发明的一实施例，形成所述弯折金属板在所述凹槽上的步骤还包含形成第一导热粘接层在凹槽内；以及贴合所述弯折金属板在第一导热粘接层上。
根据本发明的一实施例，放置所述电子元件的步骤还包含形成第二导热粘接层在所述弯折金属板的所述上底板上；以及放置电子元件在第二导热粘接层上。
根据本发明的一实施例，形成所述上基板在所述电子元件上方的步骤还包含形成介电层在所述下基板及所述上基板之间。
根据本发明的一实施例，在形成所述线路层之前，上述方法还包含形成多个导电盲孔，其中所述导电盲孔自所述上基板延伸至所述电子元件。
根据本发明的一实施例，在形成所述线路层之前，上述方法还包含形成至少一个导电通孔，其中所述导电通孔自所述上基板延伸至所述下基板。
根据本发明的一实施例，形成所述弯折金属板的步骤包含弯折第一金属板成所述第一U型板，其中所述第一U型板具有凹陷区域；填充所述相变材料至所述凹陷区域中；连接第二金属板与所述第一U型板，其中所述第二金属板覆盖所述相变材料；以及弯折所述第二金属板成所述第二U型板，以使所述相变材料密封于所述第一U型板及所述第二U型板之间。
应用本发明的电路板及其制造方法，利用相变材料填充于弯折金属板内的空腔中，并将电子元件设置在弯折金属板的上底板上且在第一内侧板及第二内侧板之间，以同时达到散热及电磁屏蔽的效果。
附图说明
根据以下详细说明并配合附图阅读，使本发明的态样获致较佳的理解。需注意的是，如同业界的标准作法，许多特征并不是按照比例绘示的。事实上，为了进行清楚讨论，许多特征的尺寸可以经过任意缩放。
图1绘示根据本发明一些实施例的电路板的剖面视图。
图2A至图2D绘示根据本发明一些实施例的填充相变材料的弯折金属板的制造过程中间阶段的剖面视图。
图3A至图3G绘示根据本发明一些实施例的电路板的制造方法的中间阶段的剖面视图。
具体实施方式
本发明提供许多不同实施例或例示，以实施发明的不同特征。以下叙述的元件和配置方式的特定例示是为了简化本发明。这些当然仅是作为例示，其目的不在构成限制。举例而言，第一特征形成在第二特征的上或上方的描述包含第一特征和第二特征有直接接触的实施例，也包含有其他特征形成在第一特征和第二特征之间，以致第一特征和第二特征没有直接接触的实施例。除此之外，本发明在各种具体例中重复元件符号及/或字母。此重复的目的是为了使说明简化且清晰，并不表示各种讨论的实施例及/或配置之间有关系。
再者，空间相对性用语，例如“下方(beneath)”、“在…之下(below)”、“低于(lower)”、“在…之上(above)”、“高于(upper)”等，是为了易于描述图式中所绘示的零件或特征和其他零件或特征的关系。空间相对性用语除了图式中所描绘的方向外，还包含元件在使用或操作时的不同方向。装置可以其他方式定向(旋转90度或在其他方向)，而本发明所用的空间相对性描述也可以如此解读。
在现有的电路板中，电磁屏蔽及散热的功能须分别设置不同的元件来达成，然而其通常会存在制作成本高、产品良率不佳或电磁屏蔽效果不佳等的问题。因此，本发明提供一种电路板及其制造方法，其利用将相变材料(phase change material，PCM)填充于弯折金属板内的空腔中，并将电子元件设置在弯折金属板的上底板上且在第一内侧板及第二内侧板之间，以同时达到散热及电磁屏蔽的效果。
请参阅图1，其绘示根据本发明一些实施例的电路板100的剖面视图。电路板100包含第一基板110及在第一基板110上的第二基板120。在一些实施例中，第一基板110包含第一基材层102及第一线路层104，且第二基板120包含第二基材层112及第二线路层114。电路板100还包含设置在第一基板110及第二基板120之间的介电层130。
电路板100包含在介电层130中的弯折金属板140。弯折金属板140包含第一U型板210及第二U型板235。第一U型板210包含下底板202、第一外侧板204及第二外侧板206，而第二U型板235包含上底板232、第一内侧板234及第二内侧板236。第一内侧板234连接第一外侧板204，且第二内侧板236连接第二外侧板206。第一U型板210主要是用来支撑弯折金属板140的结构，而第二U型板235则是用来承载电子元件160(以下说明)。在一些实施例中，弯折金属板140包含具有机械强度、可塑性及高导热性的材料，例如铜板、铝板、铁板或合金。弯折金属板140具有在第一U型板210及第二U型板235之间的空腔，且相变材料150填充于此空腔内。在一些实施例中，相变材料150为固-液转换的相变材料。在一些具体例中，相变材料150可为石蜡(CnH2n+2，其中n为20至40)、无机盐水合物(例如磷酸二钠盐十二水合物、硝酸钙四水合物及乙酸钠三水合物)及脂肪酸(例如月桂酸及肉豆蔻酸)等。
在一些实施例中，可选择性地设置第一导热粘接层135在第一基板110的凹槽(图未标示)中，以使弯折金属板140设置在第一导热粘接层135上。换言之，第一导热粘接层135是在第一线路层104及弯折金属板140的下底板202之间。在一些实施例中，第一导热粘接层135可为高导热硅胶、环氧树脂或丙烯酸树脂。
电路板100还包含设置在弯折金属板140的上底板232上且在第一内侧板234及第二内侧板236之间的电子元件160。因此，第一内侧板234及第二内侧板236之间的距离须根据所要放置的电子元件160的尺寸而调整。利用弯折金属板140包围电子元件160可防止电子元件160受到电磁波的干扰，以达到电磁屏蔽的效果。再者，由于弯折金属板140内部填充的相变材料150，故电子元件160在运作过程中产生的热量可有效地传递出去。在一些实施例中，电子元件160与弯折金属板140的第一内侧板234及第二内侧板236之间分别具有填充介电层130的间隙10，如图1所示，即电子元件160不接触弯折金属板140的第一内侧板234及/或第二内侧板236。在另一些实施例中，电子元件160的侧边可直接接触弯折金属板140的第一内侧板234及/或第二内侧板236。
在一些实施例中，可选择性地设置第二导热粘接层165在弯折金属板140的上底板232上，以使电子元件160放置在第二导热粘接层165上，而第二导热粘接层165能将电子元件160粘合在上底板232上。在一些实施例中，第二导热粘接层165可为高导热硅胶、环氧树脂或丙烯酸树脂。第一导热粘接层135及第二导热粘接层165的设置皆有助于电路板100的散热。
在一些实施例中，电路板100可选择性地包含多个导电盲孔170及/或至少一个导电通孔180。导电盲孔170可为自第二线路层114延伸至电子元件160。导电通孔180可为自第二线路层114延伸至第一线路层104。导电盲孔170及导电通孔180的设置也可帮助电路板100的散热。
请参阅图2A至图2D，其绘示根据一些实施例的填充相变材料150的弯折金属板140的制造过程中间阶段的剖面视图。首先，请参阅图2A，将第一金属板弯折成第一U型板210，以使第一U型板210包含下底板202、第一外侧板204及第二外侧板206，下底板202是连接在第一外侧板204及第二外侧板206之间，并形成凹陷区域R1。
接着，如图2B所示，填充相变材料150至凹陷区域R1中，而这时候的相变材料150为固态，以避免在弯折金属板140的制造过程中流失相变材料150。然后，请参阅图2C，在第一U型板210的第一外侧板204及第二外侧板206的顶部分别填加焊料220，再将第二金属板230利用焊料220连接在第一U型板210上。因此，第二金属板230会覆盖在相变材料150上。
接着，请参阅图2D，弯折图2C所示的结构，即包含弯折第一U型板210，及弯折第二金属板230成第二U型板235，同时使相变材料150的形状变为U型，而密封于第一U型板210及第二U型板235之间。相似于第一U型板210，第二U型板235也包含上底板232、第一内侧板234及第二内侧板236，且上底板232连接在第一内侧板234及第二内侧板236之间。再者，第一内侧板234连接第一外侧板204，第二内侧板236连接第二外侧板206。换言之，相变材料150是分布于下底板202及上底板232之间、第一外侧板204及第一内侧板234之间及第二外侧板206及第二内侧板236之间。图2D中的第一U型板210及第二U型板235即共同形成图1中的弯折金属板140。
请参阅图3A至图3G，其绘示根据本发明一些实施例的电路板100的制造方法的中间阶段的剖面视图。首先，请参阅图3A，提供下基板310。下基板310包含第一基材层102及第一金属层304，其中第一金属层304在第一基材层102下方。在一些实施例中，下基板310为单面覆铜基板。接着，请参阅图3B，移除部分的第一基材层102，以形成凹槽R2，其中凹槽R2会暴露出部分的第一金属层304。
请参阅图3C，将如图2D所制得的填充相变材料150的弯折金属板140放置在凹槽R2(参照图3B)上。在一些实施例中，可先形成第一导热粘接层135在凹槽R2(参照图3B)上，再将图2D的弯折金属板140贴合在第一导热粘接层135上，以帮助电路板100的散热。在一些实施例中，第一导热粘接层135可为高导热硅胶、环氧树脂或丙烯酸树脂。弯折金属板140的上底板232、第一内侧板234及第二内侧板236可形成凹槽R3。
请参阅图3D，放置电子元件160在凹槽R3(参照图3C)中，即在弯折金属板140的上底板232上且在第一内侧板234及第二内侧板236之间，故电子元件160是被三面环绕，进而可达到电磁屏蔽的效果。在一些实施例中，可先形成第二导热粘接层165在凹槽R3(参照图3C)的上底板232上，再将电子元件160放置在第二导热粘接层165上，以帮助电子元件160的散热。在一些实施例中，第二导热粘接层165可为高导热硅胶、环氧树脂或丙烯酸树脂。
请参阅图3E，形成介电层130在下基板310及电子元件160上，再压合上基板320在介电层130及电子元件160上。换言之，介电层130是设置在上基板320及下基板310之间。上基板320包含第二基材层112及第二金属层314。在一些实施例中，上基板320为单面覆铜板。借此，电子元件160内埋于介电层130中，而不须另外进行开槽的步骤。
请参阅图3F，进行钻孔操作，以形成开口O1自上基板320延伸至暴露出电子元件160，以及形成贯孔V1自上基板320延伸至下基板310。图3F仅绘示形成两个开口O1及一个贯孔V1，但本发明并不限制开口O1及贯孔V1的数量，故可根据后续应用而形成不同数量的开口O1及贯孔V1。
请参阅图3G，填充导电材料至开口O1及贯孔V1(参阅图3F)中，以分别形成导电盲孔170及导电通孔180。在一些实施例中，导电盲孔170及导电通孔180可利用电镀或化学镀的方式形成。如上所述，导电盲孔170及导电通孔180的数量可随后续应用而调整。导电盲孔170自第二金属层314延伸至电子元件160，以使电子元件160产生的热量可快速的散失。接着，分别图案化第一金属层304及第二金属层314，以分别形成第一线路层104及第二线路层114。如此，即可制得图1所示的电路板100。
应用本发明提供的电路板及其制造方法，利用将相变材料填充于弯折金属板内的空腔中，并将电子元件设置在弯折金属板的上底板上且在第一内侧板及第二内侧板之间，不仅可省略开槽的步骤，即使电子元件内埋于电路板中，还可同时达到散热及电磁屏蔽的效果。再者，填充相变材料的弯折金属板制造流程简单，且可节省材料，以降低成本。
虽然本发明已以数个实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在本发明所属技术领域中任何技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。
【符号说明】
10:间隙
100:电路板
102:第一基材层
104:第一线路层
110:第一基板
112:第二基材层
114:第二线路层
120:第二基板
130:介电层
135:第一导热粘接层
140:弯折金属板
150:相变材料
160:电子元件
165:第二导热粘接层
170:导电盲孔
180:导电通孔
202:下底板
204:第一外侧板
206:第二外侧板
210:第一U型板
220:焊料
230:第二金属板
232:上底板
234:第一内侧板
235:第二U型板
236:第二内侧板
304:第一金属层
310:下基板
314:第二金属层
320:上基板
O1:开口
R1:凹陷区域
R2:凹槽
R3:凹槽
V1:贯孔。
Claims (14)
1.一种电路板，其特征在于，包含：
第一基板，包含第一线路层；
第二基板，设置在所述第一基板上，并包含第二线路层；
介电层，设置在所述第一基板及所述第二基板之间；
弯折金属板，设置在所述介电层中，其中所述弯折金属板包含第一U型板及第二U型板，所述第一U型板包含下底板、第一外侧板及第二外侧板，所述第二U型板包含上底板、第一内侧板及第二内侧板，所述第一内侧板连接所述第一外侧板，所述第二内侧板连接所述第二外侧板，且所述第一U型板及所述第二U型板之间具有空腔；
相变材料，填充于所述空腔内；以及
电子元件，设置在所述上底板上，且在所述第一内侧板及所述第二内侧板之间。
2.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，还包含：
第一导热粘接层，设置在所述第一基板的所述第一线路层及所述弯折金属板之间。
3.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，还包含：
第二导热粘接层，设置在所述弯折金属板及所述电子元件之间。
4.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，还包含：
多个导电盲孔，自所述第二线路层延伸至所述电子元件。
5.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，还包含：
至少一导电通孔，自所述第二线路层延伸至所述第一线路层。
6.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述电子元件与所述弯折金属板的所述第一内侧板及所述第二内侧板之间形成间隙，且所述介电层填入所述间隙中。
7.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述电子元件直接接触所述弯折金属板的所述第一内侧板及所述第二内侧板。
8.一种电路板的制造方法，其特征在于，包含：
提供下基板，其中所述下基板包含第一基材层及在所述第一基材层下方的第一金属层；
移除部分所述第一基材层，以形成暴露出部分所述第一金属层的凹槽；
形成弯折金属板在所述凹槽上，其中所述弯折金属板包含第一U型板及第二U型板，所述第一U型板包含下底板、第一外侧板及第二外侧板，所述第二U型板包含上底板、第一内侧板及第二内侧板，所述第一内侧板连接所述第一外侧板，所述第二内侧板连接所述第二外侧板，且所述第一U型板及所述第二U型板之间具有空腔，而相变材料填充于所述弯折金属板的所述空腔内；
放置电子元件在所述弯折金属板的所述上底板上，且在所述第一内侧板及所述第二内侧板之间；
形成上基板在所述电子元件上方，其中所述上基板包含第二基材层及在所述第二基材层上方的第二金属层；以及
图案化所述第一金属层及所述第二金属层，以分别形成多个线路层。
9.根据权利要求8所述的电路板的制造方法，其特征在于，形成所述弯折金属板在所述凹槽上的步骤还包含：
形成第一导热粘接层在所述凹槽内；以及
贴合所述弯折金属板在所述第一导热粘接层上。
10.根据权利要求8所述的电路板的制造方法，其特征在于，放置所述电子元件的步骤还包含：
形成第二导热粘接层在所述弯折金属板的所述上底板上；以及
放置所述电子元件在所述第二导热粘接层上。
11.根据权利要求8所述的电路板的制造方法，其特征在于，形成所述上基板在所述电子元件上方的步骤还包含：
形成介电层在所述下基板及所述上基板之间。
12.根据权利要求8所述的电路板的制造方法，其特征在于，在形成所述线路层之前，还包含：
形成多个导电盲孔，其中所述导电盲孔自所述上基板延伸至所述电子元件。
13.根据权利要求8所述的电路板的制造方法，其特征在于，在形成所述线路层之前，还包含：
形成至少一导电通孔，其中所述导电通孔自所述上基板延伸至所述下基板。
14.根据权利要求8所述的电路板的制造方法，其特征在于，形成所述弯折金属板的步骤包含：
弯折第一金属板成所述第一U型板，其中所述第一U型板具有凹陷区域；
填充所述相变材料至所述凹陷区域中；
连接第二金属板与所述第一U型板，其中所述第二金属板覆盖所述相变材料；以及
弯折所述第二金属板成所述第二U型板，以使所述相变材料密封于所述第一U型板及所述第二U型板之间。
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