CN1838868A - 一种印制电路板组件及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电路板，尤其涉及一种应用于射频电路中的具备散热功能的大功率印制电路板组件及其加工方法，以解决印制电路板和金属件粘接时，铜层和金属件无法电气连接的问题。一种印制电路板组件，包括：所述组件包括覆盖有铜层的印制电路板，和与该印制电路板粘接的金属件，还包括：穿过所述铜层和金属件的导电孔，该导电孔的内壁表面镀有金属膜，使所述铜层和金属件电气连接。所述加工方法包括下列步骤：a.利用粘接材料将所述印制电路板和金属件压合成所述组件；b.在所述组件中钻导电孔，并使该导电孔通过所述铜层和金属件；c.在所述导电孔的内壁上镀金属膜，使所述铜层和金属件电性连接。

Description

一种印制电路板组件及其加工方法
技术领域
本发明涉及电路板，尤其涉及一种应用于射频电路中的具备散热功能的大功率印制电路板组件及其加工方法。
背景技术
目前业界在解决电路板散热问题时往往采用整机强制风冷、大功率器件附加散热器、电路板安装在壳体散热器上，或将这几种方法组合应用，形成具有散热功能的电路板组件来实现电路板的有效散热。
电子产品中经常会使用到提供电源或功率放大功能的印制电路板，该类电路板整板的工作功率一般比较大，可以达到100W以上，或者电路板上的某些元器件功率比较大，达到100W以上。在这样的工作条件下，首先要为电路板或元器件提供充分的散热条件，以保证电路板本身、板上其他元器件、以及大功率元器件工作在额定安全工作温度之下，常用的方法是为这里这类印制电路连接一个金属件作为散热片。由于印制电路的热量主要来自大功率元件，为满足大功率元件的散热，在印制电路板上为大功率元件设置开窗，大功率元件可以透过开窗直接焊接或利用导电导热胶粘接在散热片上，更有利于整个电路板的有效散热。另外，散热片一般为金属件，可以形成有效的电连接，因此除了能有效传导热量外，还可以为印制电路板提供接地，这一要求在射频电路应用尤为重要，印制电路板接地通常的做法是将印制电路板的底面局部设计必需的走线，其余部分做大面积铺铜设计，通过印制电路板底面铜层与散热片的连接，提供大功率器件的地回路。
现有无线基站产品上的射频放大部分应用的印制电路板组件结构如图1所述，包括底面覆盖铜层3的印制电路板1，通过连接层4固定连接印制电路板1的金属件2，大功率元件5通过印制电路板1上的开窗直接焊接或导电导热胶粘接在金属件2上，满足散热的需要，大功率元件5的引脚6焊接在印制电路板1上所设置的焊盘上，实现电连接。
该方法的连接层4是焊料，通过焊接满足所需的导热、导电和机械固定连接，实现了印制电路板的底面铜层与金属件之间可靠的电气导通，焊料通常为电子组装用的高温焊料，熔点在210度以上，在完成印制电路板与金属件之间的焊接之后再进行电路板上器件的组装焊接。
使用焊料焊接印制电路板和金属件时，需要进行焊接、清理、检验结合率等多个必不可少的步骤，产品工序多、工艺复杂，加工流程长、需要长时间占用生产线，造成产品成本的升高。一种替代焊接的方法是使用导电胶热压粘接，虽然可以节省一定的工艺步骤，但是导电导热胶的价格比焊料更高，并且粘合工艺要求也很高，产品的成本仍然无法控制。
现有技术中，还有一种印制电路板和金属件连接方法，就是利用介电、粘接材料在高温真空环境中将印制电路板压合到金属件上，如图2所示，连接层4为介电、粘接材料形成的板材。该方法加工工艺相对简单，成本相对较低，尤其与使用导电导热胶相比，成本下降了很多。但是该方法存在的主要问题在于铜层与金属件之间没有电气导通，无法满足电路设计要求，尤其是射频电路的应用需要。
发明内容
本发明提供一种印制电路板组件及其加工方法，以解决现有技术中印制电路板和金属件粘接时，铜层和金属件无法电气连接的问题。
一种印制电路板组件，包括：所述组件包括覆盖有铜层的印制电路板，和与该印制电路板粘接的金属件，还包括：穿过所述铜层和金属件的导电孔，该导电孔的内壁镀有金属膜，使所述铜层和金属件电气连接。
所述导电孔为通孔或盲孔。
所述粘接为树脂粘接。
一种印制电路板组件的加工方法，所述组件包括覆盖有铜层的印制电路板和金属件，其特征在于，所述加工方法包括下列步骤：
a、利用粘接材料将所述印制电路板和金属件压合成所述组件；
b、在所述组件中钻导电孔，并使该导电孔通过所述铜层和金属件；
c、在所述导电孔的内壁上镀金属膜，使所述铜层和金属件电性连接。
所述粘接材料为树脂。
所述压合在真空高温环境中进行。
将所述导电孔钻为盲孔或通孔；从所述印制电路板侧或金属件侧钻导电孔。
所述的加工方法还包括步骤：加工所述印制电路板和所述金属件。
加工印制电路板时，先取印制电路板基材，然后在该基材上覆盖铜层和在铜层上进行图形处理；或者，加工金属件时先取金属材料加工成散热片，然后对该散热片进行表面处理。
使用本发明技术方案，由于印制电路板和作为散热器和接地途径的金属件之间采用热压合工艺实现连接，与焊接工艺相比，取消了印制电路板与金属基座之间的焊接、检验、清晰等工序，极大简化加工流程，提高了加工效率；与导电胶粘接工艺相比，减少连接材料成本，并且通过导通通孔或盲孔实现印制电路板与金属基座之间的电气连接，在较低成本的情况下，满足了大功率电路板的散热和电气连接的要求。
附图说明
图1为现有焊接组件的结构示意图；
图2为本发明所述具有导电孔结构的热压合组件的结构示意图。
具体实施方式
本发明所述带有散热件的印制电路板组件如图2所示，包括底面覆盖的铜层3的印制电路板1，通过连接层4固定连接印制电路板1的金属件2，该连接层4由介电、粘接材料在高温真空环境中，将印制电路板压合到金属件上形成，大功率元件5通过印制电路板1上的开窗直接焊接或用导电导热胶粘接在金属件2上，以满足散热的需要，大功率元件5的引脚6焊接在印制电路板1上所设置的焊盘上，实现电连接。为达到金属件2和铜层3直接电电气导通的需要，本印制电路板组件还包括导电孔7，该导电孔7同时穿过铜层2和金属件3，内壁上镀有金属膜9，利用金属膜9的导电特性，使金属件2和铜层3实现可靠的电连接。
导电孔的结构可以是通孔7，也可以选择盲孔8，相比加工通孔，加工盲孔时对钻头的损耗小，可以优先采用。
导电孔的数量和位置根据需要设定，打孔的方向不限，但是选择盲孔结构时，由于金属件2的厚度和强度比印制电路板1都高，因此从印制电路板1侧操作较为方便。
本实施方案在印制电路板和金属件热压合形成的组件上增加了导电孔结构，该导电孔连通铜层和金属件，内壁进行电镀处理，使导电孔的内壁形成一层金属膜，金属膜为铜层和金属件提供电气通路，这样，既保证了印制电路板与金属基座之间电、热、机械连接，又解决了现有方案加工流程复杂，成本高的问题。
本发明所述印制电路板组件的加工方法包括下列步骤：
S1、制作印制电路板；
取印制电路板的基材，在基材上覆盖铜层，在铜层上进行表面图形处理形成完整的走线。
S2、加工金属件；
取金属材料利用冲压等手段加工成尺寸匹配的散热片，对散热片进行表面处理以达到要求的光洁度。
S3、利用树脂等材料在真空高温环境中将印制电路板和金属件热压合在一起；
组件压合后形成连接层。
S4、钻导电孔；
导电孔的数量根据需要确定，钻孔的方向可以从印制电路板侧或金属件侧进行，导电孔为通孔或盲孔，加工盲孔比加工通孔节省钻头。
S5、对导电孔的内壁进行清理后再进行电镀处理；
电镀处理后的导电孔内壁形成一层金属膜，电性接通了铜层和金属件。
使用本发明技术方案，由于印制电路板和作为散热器和接地途径的金属件之间采用热压合工艺实现连接，与焊接工艺相比，取消了印制电路板与金属基座之间的焊接、检验、清晰等工序，极大简化加工流程，提高了加工效率；与导电胶粘接工艺相比，减少连接材料成本，并且通过导通通孔或盲孔实现印制电路板与金属基座之间的电气连接，在较低成本的情况下，满足了大功率电路板的散热和电气连接的要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种印制电路板组件，包括：覆盖有铜层的印制电路板，粘接该印制电路板的金属件，其特征在于，还包括：穿过所述铜层和金属件的导电孔，该导电孔的内壁镀有金属膜，使所述铜层和金属件电气连接。
2、如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述导电孔为通孔或盲孔。
3、如权利要求1或2所述的组件，其特征在于，所述粘接为树脂粘接。
4、一种印制电路板组件的加工方法，所述组件包括覆盖有铜层的印制电路板和金属件，其特征在于，所述加工方法包括下列步骤：
a、利用粘接材料将所述印制电路板和金属件压合成所述组件；
b、在所述组件中钻导电孔，并使该导电孔通过所述铜层和金属件；
c、在所述导电孔的内壁上镀金属膜，使所述铜层和金属件电性连接。
5、如权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述粘接材料为树脂。
6、如权利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述压合在真空高温环境中进行。
7、如权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述步骤b：将所述导电孔钻为盲孔或通孔。
8、如权利要求4、5、6或7所述的加工方法，其特征在于，所述步骤b：从所述印制电路板侧或金属件侧钻导电孔。
9、如权利要求5所述的加工方法，其特征在于，步骤a之前还包括步骤：加工所述印制电路板和所述金属件。
10、如权利要求9所述的加工方法，其特征在于，加工印制电路板时，先取印制电路板基材，然后在该基材上覆盖铜层和在铜层上进行图形处理；或者，加工金属件时先取金属材料加工成散热片，然后对该散热片进行表面处理。
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