CN117858379A - 一种高导热软硬结合板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于线路板制作技术领域，公开了一种高导热软硬结合板及其制作方法，该方法选用高导热铜/铝基板并与软板进行叠构组合设计，通过线路制作和阻焊制作得到图形；将铜/铝基板进行预成型，将软板背面贴纯胶后与纯胶进行成型；对材料进行预叠、固定和压合，将压合后的产品进行钻孔、表面处理和成型；将成型后的产品印刷锡膏，并粘贴灯珠/散热元器件，连接位置印刷锡膏，锡膏正面覆盖焊盘，回流焊后实现软板与散热基板导通。本发明采用高导热铜基板/铝基板等材料解决元件导热问题，使用软板相结合解决弯折问题；取消传统沉铜电镀工艺，利用SMT锡膏实现两个材料的导通，工艺制作流程简单，实现软硬结合板的高散热需求。
Description
技术领域
本发明属于线路板制作技术领域，尤其涉及一种高导热软硬结合板及其制作方法。
背景技术
随着科技的不断发展，软硬结合板在各个行业中的应用越来越广泛。无论是汽车制造、航空航天、手机还是电子技术等领域，软硬结合板都发挥着关键作用。由于产品的可弯折性需求，现有软硬结合板，多数为软板+硬板补强的方式制作，如图10所示，此方法只能满足可弯折的性能。但随着相关元件/LED小型化、轻型化和大功率化，对散热的要求也越来越高，采用传统软硬结合板的工艺或方式都不能满足散热的需求。
现有软硬结合板的制作工艺中，使用软板+覆盖膜全部制作好后，在部分软板区域增加补强；或者软板+硬板(局部控深)压合在一起，再沉铜、电镀把软板与硬板相应位置导通在一起，最后将需要弯折的区域控深盲槽揭盖，只保留软板区域，从而实现弯折效果。但是，现有软硬结合板的生产流程复杂，效率低，加工成本高，且导热效果差(软板<0.7W/m.k)。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有软硬结合板的生产流程复杂，效率低，加工成本高，且导热效果差(软板<0.7W/m.k)。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种高导热软硬结合板及其制作方法，所述技术方案如下：
本发明是这样实现的，一种高导热软硬结合板的制作方法，包括：
S1，选用高导热铜/铝基板并与软板进行叠构组合；
S2，将组合后的连接软板通过线路制作和阻焊制作得到图形；
S3，将铜/铝基板进行预成型；
S4，将软板背面贴纯胶后与纯胶进行成型；
S5，对预成型和成型的两种材料进行预叠、固定和压合；
S6，将压合后的产品进行钻孔、表面处理和成型；
S7，将成型后的产品印刷锡膏，并粘贴灯珠/散热元器件，连接位置同时印刷锡膏，锡膏正面覆盖焊盘，回流焊后实现软板与散热基板导通。
在步骤S1中，高导热铜/铝基板满足8W/m.k的散热需求。
进一步，所述高导热铜/铝基板的热区域使用导热基板制作，弯折区域使用软板连接。
在步骤S2中，连接软板的焊盘位置比软板的阻焊开窗≥1mm。
在步骤S3中，在铜/铝基板上将软板位置掏空预留；
选择金属基锣机加工，使用双刃锣刀将待弯折的区域锣板掏空，掏空区域宽度比软板宽度大2mm，得到待压合的铜/铝基板。
在步骤S4中，将软板背面贴纯胶后与纯胶进行成型中，只保留需要保留在产品的区域，且连接的焊盘位置进行掏空处理。
在步骤S5中，进行预叠后，将软板的焊盘居中和铜/铝基板的焊盘固定后进行压合；
压合方法为：将预叠后的板利用快压机压合或使用油压机压合，快压机温度为150±5℃，压合时间为2～5min，于150℃烤板2h。
在步骤S6中，所述钻孔包括：选择大扭力钻孔2.5kw，转速60000r/min，使用金刚石钻咀钻出板内指定位置的孔径；
所述表面处理包括：通过在铜箔表面化学沉积上镍金/喷锡，得到需要的表面处理；
所述成型包括：选择金属基锣机加工，使用双刃锣刀，按照GERBER图形加工出成品的形状，成型后的产品满足导热需求和弯折效果。
在步骤S7中，所述灯珠/散热元器件贴在高导热铜/铝基板8W/m.k区域散热，锡膏正面覆盖焊盘，回流焊后实现软板与散热基板导通，制作得到高导热软硬结合板；
所述回流焊包括：将印刷锡膏后的产品过回流焊隧道炉，产品表面的锡膏在经过隧道炉高温段时熔化，使软板上的铜板和铜/铝基板上的铜箔导通。
本发明的另一目的在于提供一种高导热软硬结合板，该高导热软硬结合板通过实施所述高导热软硬结合板的制作方法制作得到。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明采用高导热铜基板/铝基板等材料，解决了元件导热问题，使用软板相结合解决了弯折问题。本发明取消传统沉铜电镀工艺，用SMT锡膏来实现两个材料的导通，工艺制作流程简单，解决了现有的工艺方法生产过程效率低、可加工性、制造成本高和高导热的问题。本发明实现了软硬结合板的高散热需求(8W/m.k)，也解决了硬板与软板的导通问题，同时兼顾了生产效率、可加工性和制造成本。
本发明的设计方案较比传统设计，加工制作周期节约3天，同时制作成本降低10～20％。本发明填补了高导热软硬结合板技术空白，导热区域通过使用不同类型的导热基板，从而达到更高的导热效果，如图9所示。本发明使得同一块产品具备弯折，且实现元件高散热的问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理；
图1是本发明实施例提供的高导热软硬结合板的制作方法流程图；
图2是本发明实施例提供的将材料通过线路制作、阻焊制作图形的示意图；
图3是本发明实施例提供的连接软板的焊盘位置比软板的阻焊开窗≥1mm的示意图；
图4是本发明实施例提供的将铜/铝基板进行预成型，在铜/铝基板上将软板位置掏空预留的示意图，阴影部分为掏空区域；
图5是本发明实施例提供的将软板背面贴纯胶后和纯胶成型，只保留需要保留在产品的区域，且在连接的焊盘位置进行掏空处理的示意图；
图6是本发明实施例提供的对材料进行预叠，将软板的焊盘居中和铜/铝基板的焊盘固定后进行压合的示意图；
图7是本发明实施例提供的将压合后的产品进行钻孔、表面处理和成型，从而实现导热需求和弯折效果产品示意图；
图8是本发明实施例提供的将产品进行印刷锡膏，灯珠/散热元器件直接贴在高导热铜/铝基板8W/m.k区域散热，连接位置同时印刷锡膏，锡膏正面覆盖焊盘，回流焊后实现软板与散热基板导通的示意图；
图9是本发明实施例提供的导热区域通过使用不同类型的导热基板，从而达到更高的导热效果的示意图；
图10是本发明实施例提供的现有技术中采用软板+硬板补强的方式制作软硬结合板的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
本发明实施例提供的高导热软硬结合板及其制作方法的创新点在于：在元器件贴片的区域采用高导热的材料，和软板配合从而实现弯折效果；在软板、高导热材料连接区域设置焊盘。软板焊盘中间掏空，并且比高导热材料焊盘大，两种材料通过压合的方式结合在一起。在SMT时，焊盘位置印有锡膏，通过回流焊使锡膏熔化让高导热材料和软板焊盘结合在一起，从而实现导通。
实施例，如图1所示，本发明实施例提供的高导热软硬结合板的制作方法包括以下步骤：
S1，选用高导热铜/铝基板并与软板进行叠构组合；
选用高导热铜/铝基板满足8W/m.k，和软板进行叠构组合设计；需要高导热的区域使用导热的基板制作，需要弯折的区域使用软板连接；
S2，将组合后的连接软板通过线路制作和阻焊制作得到图形；
将步骤S1中的材料通过线路制作、阻焊制作出图形(见图2，图2的上方结构为高导热材料，下方结构为软板；高导热材料的下部为铝板/铜板，铝板/铜板的上层为导热介质，导热介质的上侧铺设有线路，线路上浇筑有油墨；软板下部为PI层，PI层的上侧铺设有线路，线路上浇筑有油墨)，需连接软板的焊盘位置比软板的阻焊开窗≥1mm(见图3，图3的内部圆环为高导热材料焊盘，外部圆环为软板材料焊盘)；
S3，将铜/铝基板进行预成型；
将铜/铝基板进行预成型，铜/铝基板上把软板位置需掏空预留，如图4所示的高导热材料，阴影部分为掏空区域；
S4，将软板背面贴纯胶后与纯胶进行成型；
将软板背面贴纯胶，然后和纯胶一起进行成型，只保留需要保留在产品的区域，且连接的焊盘位置需要进行掏空处理(见图5所示的软板材料)；
S5，对预成型和成型的两种材料进行预叠、固定和压合；
对步骤S3和步骤S4两种材料进行预叠，软板的焊盘居中和铜/铝基板的焊盘固定在一起，然后进行压合(见图6)；
S6，将压合后的产品进行钻孔、表面处理和成型；
将步骤S5压合后的产品进行钻孔、表面处理和成型，从而实现导热需求和弯折效果产品(见图7)；
S7，将成型后的产品印刷锡膏，并粘贴灯珠/散热元器件，连接位置同时印刷锡膏，锡膏正面覆盖焊盘，回流焊后实现软板与散热基板导通。
将步骤S6的产品进行印刷锡膏，灯珠/散热元器件直接贴在高导热铜/铝基板8W/m.k区域散热，连接位置同时也印刷有锡膏，锡膏需正面覆盖焊盘，回流焊后实现软板与散热基板导通(见图8)。
在步骤S3中，本发明实施例在铜/铝基板上将软板位置掏空预留；
选择金属基锣机加工，使用双刃锣刀将待弯折的区域锣板掏空，掏空区域宽度比软板宽度大2mm，得到待压合的铜/铝基板。
在步骤S5中，本发明实施例在材料预叠后，将软板的焊盘居中和铜/铝基板的焊盘固定后进行压合，压合方法为：将预叠后的板利用快压机压合或使用传统油压机压合；快压机温度为150±5℃，压合时间为2～5min，于150℃烤板2h。
使用传统油压机压合的具体参数如表1所示。
表1传统油压机压合参数
| 步骤 | 斜率min | 压力PSI | 保持min | 真空 | 报警 | 斜率min | 温度℃ | 保持min |
| 1 | 00:00:00 | 100 | 00:05:00 | on | on | 00:05:00 | 140 | 00:00:00 |
| 2 | 00:00:00 | 300 | 00:10:00 | on | on | 00:10:00 | 200 | 00:00:00 |
| 3 | 00:00:00 | 420 | 00:05:00 | on | on | 00:05:00 | 235 | 00:00:00 |
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在步骤S6中，本发明实施例提供的钻孔方法为：选择大扭力钻孔2.5kw，转速60000r/min，使用金刚石钻咀钻出板内指定位置的孔径；
表面处理：通过在铜箔表面化学沉积上镍金/喷锡，得到需要的表面处理；
成型：选择金属基锣机加工，使用双刃锣刀，按照GERBER图形加工出成品的形状，成型后的产品满足导热需求和弯折效果。
在步骤S7中，本发明实施例提供的回流焊方法为：
将印刷锡膏后的产品过回流焊隧道炉，产品表面的锡膏在经过隧道炉高温段时熔化，使软板上的铜板和铜/铝基板上的铜箔导通。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
上述制作加工的过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程。
根据本申请的实施例，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
本发明实施例还提供了一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述各方法实施例中的步骤，所述信息数据处理终端不限于手机、电脑、交换机。
本发明实施例还提供了一种服务器，所述服务器用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述各方法实施例中的步骤。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
为进一步证明上述实施例的积极效果，本发明基于上述技术方案进行如下实验。
1.弯折测试结果如表2所示。
表2弯折测试结果
| 角度 | 次数 | 测试结果 |
| 90° | 50、100 | 合格 |
| 180° | 50、100 | 合格 |
2.导热测试结果如表3所示。
表3导热测试结果
| 高导热材料 | 导热系数 | 判定 |
| FR4+软板 | 0.2～0.7W/m.k | 劣 |
| 单面铝基板/铜基板+软板 | 2/3/5/8W/m.k | 优 |
| 热电分离铜基板+软板 | 380～401W/m.k | 优 |
| 嵌铜板+软板 | 380～401W/m.k | 优 |
| 埋铜板+软板 | 18～25W/m.k | 优 |
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高导热软硬结合板的制作方法，其特征在于，该方法包括：
S1，选用高导热铜/铝基板并与软板进行叠构组合；
S2，将组合后的连接软板通过线路制作和阻焊制作得到图形；
S3，将铜/铝基板进行预成型；
S4，将软板背面贴纯胶后与纯胶进行成型；
S5，对预成型和成型的两种材料进行预叠、固定和压合；
S6，将压合后的产品进行钻孔、表面处理和成型；
S7，将成型后的产品印刷锡膏，并粘贴灯珠/散热元器件，连接位置同时印刷锡膏，锡膏正面覆盖焊盘，回流焊后实现软板与散热基板导通。
2.根据权利要求1所述高导热软硬结合板的制作方法，其特征在于，在步骤S1中，高导热铜/铝基板满足8W/m.k的散热需求。
3.根据权利要求2所述高导热软硬结合板的制作方法，其特征在于，所述高导热铜/铝基板的热区域使用导热基板制作，弯折区域使用软板连接。
4.根据权利要求1所述高导热软硬结合板的制作方法，其特征在于，在步骤S2中，连接软板的焊盘位置比软板的阻焊开窗≥1mm。
5.根据权利要求1所述高导热软硬结合板的制作方法，其特征在于，在步骤S3中，在铜/铝基板上将软板位置掏空预留；
选择金属基锣机加工，使用双刃锣刀将待弯折的区域锣板掏空，掏空区域宽度比软板宽度大2mm，得到待压合的铜/铝基板。
6.根据权利要求1所述高导热软硬结合板的制作方法，其特征在于，在步骤S4中，将软板背面贴纯胶后与纯胶进行成型中，只保留需要保留在产品的区域，且连接的焊盘位置进行掏空处理。
7.根据权利要求1所述高导热软硬结合板的制作方法，其特征在于，在步骤S5中，进行预叠后，将软板的焊盘居中和铜/铝基板的焊盘固定后进行压合；
压合方法为：将预叠后的板利用快压机压合或使用油压机压合，快压机温度为150±5℃，压合时间为2～5min，于150℃烤板2h。
8.根据权利要求1所述高导热软硬结合板的制作方法，其特征在于，在步骤S6中，所述钻孔包括：选择大扭力钻孔2.5kw，转速60000r/min，使用金刚石钻咀钻出板内指定位置的孔径；
所述表面处理包括：通过在铜箔表面化学沉积上镍金/喷锡，得到需要的表面处理；
所述成型包括：选择金属基锣机加工，使用双刃锣刀，按照GERBER图形加工出成品的形状，成型后的产品满足导热需求和弯折效果。
9.根据权利要求1所述高导热软硬结合板的制作方法，其特征在于，在步骤S7中，所述灯珠/散热元器件贴在高导热铜/铝基板8W/m.k区域散热，锡膏正面覆盖焊盘，回流焊后实现软板与散热基板导通，制作得到高导热软硬结合板；
所述回流焊包括：将印刷锡膏后的产品过回流焊隧道炉，产品表面的锡膏在经过隧道炉高温段时熔化，使软板上的铜板和铜/铝基板上的铜箔导通。
10.一种高导热软硬结合板，其特征在于，该高导热软硬结合板通过实施权利要求1-9任意一项所述的高导热软硬结合板的制作方法制作得到。
Priority Applications (1)
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| CN202410111355.1A CN117858379A (zh) | 2024-01-26 | 2024-01-26 | 一种高导热软硬结合板及其制作方法 |
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