CN201491372U - 直接在散热器上制作线路板及电子元件的模组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及直接在散热器上制作线路板及电子元件的模组。具体而言，提供了一种模组，包括散热器(1)和直接制作在散热器(1)上的线路板，以及在线路板上的元件(5)。本实用新型提供的这种模组，大大缩短了传热距离，传热效果好，无空气隔热层阻热，亦无需导热胶导热，生产成本低。

Description

直接在散热器上制作线路板及电子元件的模组
技术领域
本实用新型涉及线路板领域，具体涉及在散热器上直接制作线路板的技术以及由此而得到的线路板组件，以及散热器的线路上焊接电子元件的技术以及由此得到的模组。更具体而言，将需要安装焊接电子元件的线路板直接形成在散热器上，从而得到散热器同线路板融为一体而使得传热距离大大缩短的新型线路板。
背景技术
传统的散热器和印刷线路板的组合是采取先制作出一个铝基板或者铜基线路板，或者陶瓷基线路板，通过SMT把元件焊接好后，再把线路板背面紧贴在散热片上，此种方法由于传热距离远，传热效率低，而且散热片和线路板(金属)基板之间贴紧时始终有一层空气隔热层，阻碍了热的传递，或者把焊接好的线路板(金属)基板用导热胶粘附在散热器上的方法，但这种方法和由此得到的构造由于导热胶同样增加了热阻，也增加了成本，传热效果差。
因此，在本领域中越来越需要缩短散热片和发热部位(发热元件所在的线路)之间的传热距离。
发明内容
本实用新型采用的是直接把线路用导热绝缘胶膜压合在散热器上金属平面的金属表面上，省略了线路板基板，从而大大地缩短了传热距离，这样得到的结构传热效果好，无空气隔热层阻热，亦无需昂贵的导热胶导热，生产成本低。
根据本实用新型，提供了一种散热模组，包括散热器和直接制作在散热器上的线路板，以及在线路板的线路表面焊接的元件。
根据本实用新型的另一方面，所述线路板包括线路层和覆盖膜，其中，所述线路层在一面与所述覆盖膜结合，所述线路层在相反的一面经由绝缘胶膜与所述散热器结合，所述元件和所述线路层结合。
根据本实用新型的另一方面，所述线路板的线路层是单面印刷线路，其结构包括：最底层的第1层是散热器，第2层是绝缘胶膜，第3层是线路层，第4层是覆盖膜，第5层是电子元件。
根据本实用新型的另一方面，所述线路板的线路层为双面印刷线路，其结构包括：最底层的第1层是散热器，第2层是第一绝缘胶膜，第3层为第一线路层，第4层为第二绝缘胶膜，第5层为第二线路层，第6层是阻焊层，阻焊层为覆盖膜或者油墨，第7层是顶层电子元件。
根据本实用新型的另一方面，所述覆盖膜是涂有绝缘胶粘剂的聚酰亚胺薄膜，或者涂有绝缘胶粘剂的金属薄膜。
根据本实用新型的另一方面，线路板的线路层直接和散热器用绝缘胶粘剂粘合。
根据本实用新型的另一方面，所述元件是电子元件，在所述线路板的线路层上设有用于焊接所述电子元件的焊盘，所述电子元件焊接在所述焊盘上。
根据本实用新型的另一方面，所述模组是LED灯具配件，所述元件包含LED。
根据本实用新型的另一方面，所述元件包括所有发热量大的电子元件。
此外，本实用新型还特地公开了直接在散热器上转压印刷线路的技术，属于需要散热的特种印刷线路板领域。
技术一是将柔性线路板的覆盖膜(coverlay)通过模具(或者钻孔机)在焊点位置冲孔(或者钻孔)后热压上铜箔，只在覆盖膜面开孔处镀镍金或者镀锡，然后在铜箔面通过压覆抗碱蚀的感光线路干膜，经过图形转移后形成线路图形，用碱性蚀刻法蚀刻出线路，然后退膜，形成表面线路在线路面贴绝缘的导热绝缘胶膜后，通过热转压把线路板粘结在散热器上。
技术二是用传统的钻孔，孔金属化，线路图形转移蚀刻退膜制作出一个双面线路板出来，只在元件面用传统方法通过印刷曝光显影制作出元件面的阻焊油墨，另一面通过导热绝缘胶膜压合粘接到散热器上。在焊点处用手工点焊焊好元件即完成了直接在散热器上承载单面线路及元器件焊锡制作。此种方法相当于直接把PCB线路制作在散热器上溶为一体，大大提高了传热效率，尤其在大功率元件如大功率LED灯具行业采用这种方法制作的LED灯具，显著提升了散热效果，延长了LED灯的寿命。
附图说明
图1显示了完整的覆盖膜4。
图2显示了冲孔或钻孔开窗后的覆盖膜。
图3显示了经开窗后的覆盖膜与铜箔压合在一起的结构。
图4在图3所示的铜箔面丝印保护油墨后，焊盘进行镀金后的构造。
图5显示了经图形转移后铜箔上的感光油墨线路图形的结构。
图6显示了经碱性蚀刻后的构造。
图7显示了退去保护的线路感光油墨的构造。
图8显示了已蚀刻后的线路板与散热器压合在一起的构造。
图9显示了在散热器上的线路上贴装LED元件的构造。
图10显示了经曝光显影蚀刻退膜后的传统的双面板的构造。
图11显示了在元件面制作了阻焊，并在元件面做了表面处理后的构造。
图12显示了双面线路板同散热器压合在一起的构造。
图13显示了在具有双面线路的散热器上贴装了LED元件的构造。
具体实施方式
下面将以优选实施例为例来对本实用新型进行详细的描述。
但是本领域技术人员应当理解，以下所述仅仅是举例说明和描述一些优选实施方式，对本实用新型的权利要求并不具有任何限制。
实施例1、单面线路散热器模组的制作
作为一个示例，在散热器上制作单面印刷线路并焊接电子元件的方法的工序可包括：①将柔性线路的阻焊覆盖膜用模具冲孔或者用钻机钻孔形成焊点窗口；②覆合上铜箔(厚度0.012-0.20mm)，热压胶粘固化形成焊点开窗口的覆铜板；③在铜箔面印刷上一层铜面保护抗电镀油墨；④电镀镍金或者电镀锡，使焊点位置镀上防腐易焊金属；⑤退掉铜面油墨，然后在铜面进行贴抗碱蚀干膜，曝光显影处理，然后用碱性氯化铜蚀刻液蚀刻掉铜，用NaOH退膜后，即完成线路制作；⑥将线路层通过导热绝缓胶膜热压在散热器承载线路的表面上；⑦用人工焊接方法把所有元件焊接在相应的焊点上，即完成了带电子元件的单面印刷线路散热器模组的制作。
以下举例描述一种更具体的实施方式。
取如图1所示的尺寸为250*300的覆盖膜4，利用事先CAM设计制作的模具将覆盖膜焊点位置的覆盖膜在15T冲床上冲切开窗，得到如图2所示的结构。然后将已开窗的覆盖膜4与铜箔3例如用手工贴合在一起，经BVRKLEN LAMV多层真空压合机120～160℃，压力为15～20kg/cm2，时间为60-120min，将图3所示结构压合固化，然后在全通TY-CP4060丝印机上，用43T尼龙丝网，在图3所示的铜面上丝印上一层厚度为20～30um的耐酸抗电镀油墨8，然后放置于志圣SOR-7A烤箱中，100度，烘烤20分钟，得到图4所示的结构，接着经电镀镍金线将裸露的焊点电镀上金，然后经宇宙的水平退膜以2-3％的NaOH溶液将铜面上的保护油墨8退掉。接着在铜面上贴抗碱蚀刻干膜7，通过CAM提前设计好的线路菲林，对准铜面一侧，水平放置于台湾志圣UVE-M552曝光机上，以7-8级曝光尺能量曝光，曝光后经宇宙水平显影线，以1％的Na2CO3，45％-55％的显影点显影出线路图形，如图5所示。再经宇宙水平碱性蚀刻机，50℃，2～3m/min的速度将线路蚀刻出来如图6所示结构，最后经宇宙水平退膜线，以2～3％NaOH溶液，将保护于铜箔侧的感光干膜7褪除掉，即如图7所示结构，最后再经BVRKLEN LAMV多层真空压合机，以例如高导热YGA-01胶膜为导热绝缘胶膜(胶粘剂)2将图7所示结构以120～160℃，压力为18～20kg/cm2，与散热器(例如散热片)1压合在一起，压合时，需制作模具将散热器(例如散热片)1放置在模具中进行压合。得到如图8所示的结构，然后用手工点焊元件5如LED至焊点上。如图9所示。
实施例2、双面线路散热器模组的制作
作为一个示例，在散热器上制作双面印刷线路并焊接上元件如LED的方法包括：①用一个双面覆铜板基材通过常规的线路板制作方法进行钻孔，孔金属化，线路图形转移蚀刻退膜；②只在一面(元件面)用常规的方法制作阻焊油墨，或者是覆盖膜；③把另一面裸铜线路层，通过导热绝缓胶膜热压在散热器承载线路的表面上；④用人工焊接方法把所有元件焊接在相应的焊点上，即完成了带发热元件的双面印刷线路散热器模组的制作。
以下举例描述一种更具体的实施方式。
取尺寸为250*300的双面覆铜板(两层铜箔中间含有导热绝缘层)，以传统的印刷线路板的制作工艺，经钻孔、孔金属化、镀铜、图形转移、曝光、显影、蚀刻后得到如图10所示的构造。
得到以上双面板后，在全通TY-CP4060线印机上以43T的尼龙丝网在元件整板丝印上感光阻焊油墨4，置于志圣SMO-7A烤箱中80℃，烘烤20min，然后将预先CAM设计光绘的菲林对准双面板元件面放置于志圣UVE-M765曝光机，以7-9级曝光能量时行曝光，再经宇宙水平面显影线将焊点上未经曝光的阻焊油墨4显影掉，显影液为1％的Na2CO3溶液，显影点为40％～60％。接着再置于志圣SMO-7A烤箱中150℃烘烤60min，使油墨得以固化，再将此线路另一面铜面保护后经过沉镍金，对元件面裸露的焊点进行表面处理。如图11所示的单面阻焊的双面线路板。
最后再经BVRKLEN LAMV多层真空压合机，以高导热YGA-01胶膜为导热绝缘胶膜2，以120～160℃，压力为18～20kg/cm2 60～120min与散热器压合1在一起形成图12所示的构造。然后用手工点焊元件5如LED至焊点上得到如图13所示的构造。

Claims (9)

1.一种散热模组，其特征在于，所述散热模组包括散热器(1)和直接制作在所述散热器(1)上的线路板，以及在所述线路板的线路表面焊接的元件(5)。
2.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述线路板包括线路层(3)和覆盖膜(4)，其中，所述线路层(3)在一面与所述覆盖膜(4)结合，所述线路层(3)在相反的一面经由绝缘胶膜(2)与所述散热器(1)结合，所述元件(5)和所述线路层(3)结合。
3.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述线路板的线路层(3)是单面印刷线路，其结构包括：最底层的第1层是散热器(1)，第2层是绝缘胶膜(2)，第3层是线路层(3)，第4层是覆盖膜(4)，第5层是电子元件(5)。
4.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述线路板的线路层(3)为双面印刷线路，其结构包括：最底层的第1层是散热器(1)，第2层是第一绝缘胶膜(2)，第3层为第一线路层(3)，第4层为第二绝缘胶膜(6)，第5层为第二线路层(3)，第6层是阻焊层(4)，阻焊层(4)为覆盖膜或者油墨，第7层是顶层电子元件(5)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的模组，其特征在于，所述覆盖膜(4)是涂有绝缘胶粘剂的聚酰亚胺薄膜，或者涂有绝缘胶粘剂的金属薄膜。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的模组，其特征在于，所述的线路板的线路层直接和散热器用绝缘胶粘剂粘合。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的模组，其特征在于，所述元件(5)是电子元件，在所述线路板的线路层上设有用于焊接所述电子元件的焊盘，所述电子元件焊接在所述焊盘上。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的模组，其特征在于，所述模组是LED灯具配件，所述元件包含LED。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的模组，其特征在于，所述元件包括所有发热量大的电子元件。
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