CN207369400U - 一种镶嵌陶瓷的散热线路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及线路板制造领域，具体涉及一种镶嵌陶瓷的散热线路板。所述镶嵌陶瓷的散热线路板至少包括：两张单面覆铜板和半固化片，所述单面覆铜板的无覆铜面与半固化片直接接触，所述半固化片和单面覆铜板依次叠合并用铆钉固定；所述镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干个窗口，所述窗口贯穿单面覆铜板和半固化片，所述窗口的水平截面为多边形或椭圆形；所述窗口中对应镶嵌有陶瓷块，所述陶瓷块的尺寸与对应的窗口相匹配，所述陶瓷块和单面覆铜板紧密接触；所述陶瓷块的上表面和下表面依次设置有钛层、第一铜层和第二铜层，所述钛层与陶瓷块直接接触，所述第一铜层覆盖在钛层上，所述第二铜层覆盖在第一铜层上。

Description

一种镶嵌陶瓷的散热线路板

技术领域

本实用新型涉及线路板制造领域，具体涉及一种镶嵌陶瓷的散热线路板。

背景技术

随着微电子集成技术的高速发展，线路板高度集成化成为必然趋势，线路板上的电子元件、逻辑电路的体积极大地缩小，但是由于电子元件以及逻辑电路的密度的增加以及其使用频率的增加，导致元器件工作环境向高压、高温方向变化。如果要使电子元器件能长时间保持稳定的工作，必须提高线路板的散热能力以及耐高压能力，保证其使用寿命和精度。

目前LED印制电路板散热主要采用金属基板或陶瓷基板。其中金属基板和铜箔之间用绝缘树脂压合，其散热能力较差，无法满足LED产品的要求；而陶瓷基板价格昂贵，在市场上难以大面积推广应用；而且以上两种基板均不适合用于制造双面或多层线路板，线路加工精度低。

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种镶嵌陶瓷的散热线路板，所述的镶嵌陶瓷的散热线路板上设置有若干个窗口，窗口中镶嵌有陶瓷块，并通过压合使陶瓷块和散热线路板紧密结合，并在散热线路板的外层设置第四铜层，增强镶嵌陶瓷的散热线路板表面电路的连通，所述的镶嵌陶瓷的散热线路板表面可以加工多层或高精密线路，陶瓷块可以有效提高所述镶嵌陶瓷的散热线路板的散热效果。

实用新型内容

本实用新型第一个方面提供了一种镶嵌陶瓷的散热线路板，所述的镶嵌陶瓷的散热线路板至少包括：两张单面覆铜板和半固化片，所述的单面覆铜板一面覆有铜箔；所述的单面覆铜板的无覆铜面与半固化片直接接触，所述的半固化片和单面覆铜板依次叠合并用铆钉固定；所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干个窗口，所述的窗口贯穿单面覆铜板和半固化片，所述的窗口的水平截面为多边形或椭圆形；所述的窗口中对应镶嵌有陶瓷块，所述陶瓷块的尺寸与对应的窗口相匹配，所述的陶瓷块和单面覆铜板紧密接触；

所述的陶瓷块的上表面和下表面设置有钛层、第一铜层和第二铜层，所述的钛层与陶瓷块直接接触，所述的第一铜层覆盖在钛层上，所述的第二铜层覆盖在第一铜层上；

所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干导电孔，所述的导电孔贯穿单面覆铜板和半固化片，所述导电孔用作两张单面覆铜板之间的导电通道，所述的导电孔内壁设置有第三铜层；所述镶嵌陶瓷的散热线路板还包括第四铜层，所述的第四铜层包覆单面覆铜板和第三铜层。

作为一种优选的技术方案，所述的单面覆铜板的基材为玻璃纤维布基板。

作为一种优选的技术方案，所述的单面覆铜板的基材为FR-4环氧玻璃纤维布基板。

作为一种优选的技术方案，所述的陶瓷块的材质为氮化铝陶瓷。

作为一种优选的技术方案，所述的钛层的厚度为0.05～0.2μm，所述的第一铜层的厚度为0.1～2μm。

作为一种优选的技术方案，所述的钛层的厚度为0.1μm，所述的第一铜层的厚度为1μm。

作为一种优选的技术方案，所述的第三铜层的厚度为0.2～0.5μm。

作为一种优选的技术方案，所述的窗口的水平截面的形状选自长方形、正方形、三角形、五边形、六边形、八边形、椭圆形、圆形中的任一种或几种的混合。

作为一种优选的技术方案，所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括芯板，所述的芯板处于两块半固化片之间，半固化片的另一侧与单面覆铜板的无覆铜面直接接触。

有益效果：本实用新型提供的镶嵌陶瓷的散热线路板，包括若干个窗口，所述的窗口中镶嵌有陶瓷块，由于陶瓷材料具有非常优异的导热性和热辐射性能，能显著提高所述的镶嵌陶瓷的散热线路板的散热能力，陶瓷材料还具有非常好的高温稳定性和尺寸稳定性，在线路板使用过程中不发生形变，有效延长线路板的使用寿命并提高其稳定性；本实用新型的陶瓷块通过半固化片的高温热压粘合处理与单面覆铜板相连，并且所述的陶瓷块的上下表面从里到外依次设置有钛层、第一铜层、第二铜层，其表面具有良好的导电性，能镶嵌在线路板的任意需要加强散热的位置而不影响线路板的其他性能，生产流程简便；本实用新型的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括第四铜层，提高了导电孔的导通能力以及增强了陶瓷块与单面覆铜板之间电路的连通，并且能避免由于单面覆铜板厚度超差或镶嵌陶瓷块后引入的表面不平整对线路板产品以及加工得到的电子器件的质量的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为镶嵌陶瓷的散热线路板示意图。

图2为陶瓷块的示意图。

其中：1-单面覆铜板；2-半固化片；3-铜箔；4-铆钉；5-窗口；6-陶瓷块；7-钛层；8-第一铜层；9-第二铜层；10-导电孔；11-第三铜层；12-第四铜层。

具体实施方式

参选以下本实用新型的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本实用新型的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本实用新型所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本实用新型中所述“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本实用新型中所述“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言，指向设备内部的方向为内，反之为外，而非对本实用新型的装置机构的特定限定。

本实用新型中所述“左、右”的含义指的是阅读者正对附图时，阅读者的左边即为左，阅读者的右边即为右，而非对本实用新型的装置机构的特定限定。

本实用新型中所述“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。

如图1、图2所示，一种镶嵌陶瓷的散热线路板，所述的镶嵌陶瓷的散热线路板至少包括：两张单面覆铜板1和半固化片2，所述的单面覆铜板1一面覆有铜箔3；单面覆铜板1的无覆铜面与半固化片2直接接触，半固化片2和单面覆铜板1依次叠合并用铆钉4固定；所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干个窗口5，所述的窗口5贯穿单面覆铜板1和半固化片2，所述的窗口5的水平截面为多边形或椭圆形；所述的窗口5中对应镶嵌有陶瓷块6，所述陶瓷块6的尺寸与窗口5相匹配，通过高温压合技术使半固化片2融化，将所述的单面覆铜板1以及陶瓷块6粘合在一起，在高温压合过程中融化的半固化片挤入陶瓷块6和单面覆铜板1之间的间隙使之粘合，粘合完成后通过研磨的方式除去表面溢出的半固化片树脂；

所述的陶瓷块6为经过导电前处理的陶瓷基材切割得到，所述的陶瓷块6的上表面和下表面依次设置有钛层7、第一铜层8和第二铜层9，所述的钛层7与陶瓷块6直接接触，所述第一铜层8覆盖在钛层7上，所述第二铜层9覆盖在第一铜层8上；所述的钛层7通过溅镀工艺得到，所述的第一铜层8通过溅镀工艺得到，所述的第二铜层9通过第一电镀工艺得到；钛层7的作用是提高陶瓷块6和第一铜层8之间的结合力；

所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干导电孔10，所述的导电孔10贯穿单面覆铜板1和半固化片2，所述导电孔10用作两张单面覆铜板1之间的导电通道，所述的导电孔10内壁设置有第三铜层11，所述的第三铜层11通过化学镀得到；所述镶嵌陶瓷的散热线路板还包括第四铜层12，所述的第四铜层12包覆单面覆铜板1和第三铜层11，所述第四铜层12通过第二电镀工艺得到。

单面覆铜板

覆铜板，全称覆铜箔层压板，又名基材，是指以纸和玻璃纤维布等基材，浸以树脂，制成粘结片，由数张粘结片组合后，单面或双面配上铜箔，经热压固化，制成的板状材料。覆铜板是电子工业的基础材料，主要用于加工制造印制电路板(PCB)，广泛用在电视机、收音机、电脑、计算机、移动通讯等电子产品上。当它用于多层板生产时，也叫芯板。

市场上供应的覆铜板，从基材考虑，主要可为：纸基板、玻璃纤维布基板、合成纤维布基板、无纺布基板和复合基板等。

作为一种优选的技术方案，所述的单面覆铜板的基材为玻璃纤维布基板。

作为一种优选的技术方案，所述的单面覆铜板的基材为FR-4环氧玻璃纤维布基板。

FR-4环氧玻璃纤维布基板

FR-4是一种耐燃材料等级的代号，所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格，它不是一种材料名称，而是一种材料等级，因此目前一般电路板所用的FR-4等级材料就有非常多的种类，但是多数都是以所谓的四功能(Tera-Function)的环氧树脂加上填充剂(Filler)以及玻璃纤维所做出的复合材料。

FR-4环氧玻璃纤维布基板，是以环氧树脂作粘合剂，以电子级玻璃纤维布作增强材料的一类阻燃基板，常温至150℃左右仍有较高的机械强度，具有良好的尺寸稳定性、抗冲击性和耐湿性，干态、湿态下的电气性能优良。FR-4环氧玻璃纤维布基板是覆铜板系列产品中用量最大、用途最为广泛的一类覆铜板产品，是制作多层印制电路板的重要基材。

陶瓷

陶瓷材料是指用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。陶瓷材料一般具有高的熔点(大多在2000℃以上)，且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷材料本身可以具有高热辐射率特性，不必进行复杂的后续处理；并且陶瓷的线膨胀系数低，具有良好的尺寸稳定性。

作为一种优选的技术方案，所述的陶瓷块的材质为氮化铝陶瓷。

作为一种优选的技术方案，所述的陶瓷块的材质为导热率大于170W/m·K的氮化铝陶瓷。

作为一种优选的技术方案，所述的钛层的厚度为0.05～0.2μm，所述的第一铜层的厚度为0.1～2μm。

作为一种优选的技术方案，所述的钛层的厚度为0.1μm，所述的第一铜层的厚度为1μm。

作为一种优选的技术方案，所述的第二铜层的厚度大于钛层和第一铜层的厚度之和。

作为一种优选的技术方案，所述的第二铜层的厚度大于20μm。

作为一种优选的技术方案，所述的第三铜层的厚度为0.2～0.5μm。

作为一种优选的技术方案，所述的第四铜层的厚度大于所述的第三铜层的厚度。

作为一种优选的技术方案，所述的第四铜层的厚度大于20μm。

作为一种优选的技术方案，所述的窗口的水平截面的形状选自长方形、正方形、三角形、五边形、六边形、八边形、椭圆形、圆形中的任一种或几种的混合。

作为一种优选的技术方案，所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括芯板，所述的芯板处于两块半固化片之间，半固化片的另一侧与单面覆铜板的无覆铜面直接接触。

所述的镶嵌陶瓷的散热线路板的后续生产按正常线路板加工流程，所述加工流程至少包括：贴膜、曝光、显影、蚀刻、退膜、阻焊油墨、字符、表面处理、成型、电性能测试、最终检验、包装等步骤。

实施例1

如图1、图2所示，实施例1公开了一种镶嵌陶瓷的散热线路板，所述的镶嵌陶瓷的散热线路板至少包括：两张单面覆铜板1和半固化片2，所述的单面覆铜板1一面覆有铜箔3；单面覆铜板1的无覆铜面与半固化片2直接接触，半固化片2和单面覆铜板1依次叠合并用铆钉4固定；所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干个窗口5，所述的窗口5贯穿单面覆铜板1和半固化片2，所述的窗口5的水平截面为多边形或椭圆形；所述的窗口5中对应镶嵌有陶瓷块6，所述陶瓷块6的尺寸与窗口5相匹配，所述的陶瓷块6与单面覆铜板1紧密接触；

所述的陶瓷块6的上表面和下表面依次设置有钛层7、第一铜层8和第二铜层9，所述的钛层7与陶瓷块6直接接触，所述第一铜层8覆盖在钛层7上，所述第二铜层9覆盖在第一铜层8上；

所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干导电孔10，所述的导电孔10贯穿单面覆铜板1和半固化片2，所述导电孔10用作两张单面覆铜板1之间的导电通道，所述的导电孔10内壁设置有第三铜层11；所述镶嵌陶瓷的散热线路板还包括第四铜层12，所述的第四铜层12包覆单面覆铜板1和第三铜层11。

所述的单面覆铜板1的基材为FR-4环氧玻璃纤维布基板。

实施例2

如图1、图2所示，实施例2公开了一种镶嵌陶瓷的散热线路板，所述的镶嵌陶瓷的散热线路板至少包括：两张单面覆铜板1和半固化片2，所述的单面覆铜板1一面覆有铜箔3；单面覆铜板1的无覆铜面与半固化片2直接接触，半固化片2和单面覆铜板1依次叠合并用铆钉4固定；所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干个窗口5，所述的窗口5贯穿单面覆铜板1和半固化片2，所述的窗口5的水平截面为多边形或椭圆形；所述的窗口5中对应镶嵌有陶瓷块6，所述陶瓷块6的尺寸与窗口5相匹配，所述的陶瓷块6与单面覆铜板1紧密接触；

所述的陶瓷块6的上表面和下表面依次设置有钛层7、第一铜层8和第二铜层9，所述的钛层7与陶瓷块6直接接触，所述第一铜层8覆盖在钛层7上，所述第二铜层9覆盖在第一铜层8上；

所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干导电孔10，所述的导电孔10贯穿单面覆铜板1和半固化片2，所述导电孔10用作两张单面覆铜板1之间的导电通道，所述的导电孔10内壁设置有第三铜层11；所述镶嵌陶瓷的散热线路板还包括第四铜层12，所述的第四铜层12包覆单面覆铜板1和第三铜层11。

所述的单面覆铜板的基材为FR-4环氧玻璃纤维布基板。

所述的陶瓷块的材质为氮化铝陶瓷。

实施例3

如图1、图2所示，实施例3公开了一种镶嵌陶瓷的散热线路板，所述的镶嵌陶瓷的散热线路板至少包括：两张单面覆铜板1和半固化片2，所述的单面覆铜板1一面覆有铜箔3；单面覆铜板1的无覆铜面与半固化片2直接接触，半固化片2和单面覆铜板1依次叠合并用铆钉4固定；所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干个窗口5，所述的窗口5贯穿单面覆铜板1和半固化片2，所述的窗口5的水平截面为多边形或椭圆形；所述的窗口5中对应镶嵌有陶瓷块6，所述陶瓷块6的尺寸与窗口5相匹配，所述的陶瓷块6与单面覆铜板1紧密接触；

所述的陶瓷块6的上表面和下表面依次设置有钛层7、第一铜层8和第二铜层9，所述的钛层7与陶瓷块6直接接触，所述第一铜层8覆盖在钛层7上，所述第二铜层9覆盖在第一铜层8上；

所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干导电孔10，所述的导电孔10贯穿单面覆铜板1和半固化片2，所述导电孔10用作两张单面覆铜板1之间的导电通道，所述的导电孔10内壁设置有第三铜层11；所述镶嵌陶瓷的散热线路板还包括第四铜层12，所述的第四铜层12包覆单面覆铜板1和第三铜层11。

所述的单面覆铜板1的基材为FR-4环氧玻璃纤维布基板。

所述的陶瓷块6的材质为导热率大于170W/(m·K)的氮化铝陶瓷。

所述的钛层7的厚度为0.1μm，所述的第一铜层8的厚度为1μm，所述的第二铜层8的厚度为22μm。

所述的第三铜层11的厚度为0.5μm。

所述的第四铜层12的厚度为15μm。

实施例4

如图1所示，实施例4公开了一种镶嵌陶瓷的散热线路板，所述的镶嵌陶瓷的散热线路板至少包括：两张单面覆铜板1和半固化片2，所述的单面覆铜板1一面覆有铜箔3；单面覆铜板1的无覆铜面与半固化片2直接接触，半固化片2和单面覆铜板1依次叠合并用铆钉4固定；所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干个窗口5，所述的窗口5贯穿单面覆铜板1和半固化片2，所述的窗口5的水平截面为多边形或椭圆形；所述的窗口5中对应镶嵌有陶瓷块6，所述陶瓷块6的尺寸与窗口5相匹配，所述的陶瓷块6与单面覆铜板1紧密接触；

所述的陶瓷块6的上表面和下表面依次设置有钛层7、第一铜层8和第二铜层9，所述的钛层7与陶瓷块6直接接触，所述第一铜层8覆盖在钛层7上，所述第二铜层9覆盖在第一铜层8上；

所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干导电孔10，所述的导电孔10贯穿单面覆铜板1和半固化片2，所述导电孔10用作两张单面覆铜板1之间的导电通道，所述的导电孔10内壁设置有第三铜层11；所述镶嵌陶瓷的散热线路板还包括第四铜层12，所述的第四铜层12包覆单面覆铜板1和第三铜层11。

所述的单面覆铜板1的基材为FR-4环氧玻璃纤维布基板。

所述的陶瓷块的材质为导热率大于170W/(m·K)的氮化铝陶瓷。

所述的钛层7的厚度为0.1μm，所述的第一铜层8的厚度为1μm，所述的第二铜层8的厚度为28μm。

所述的第三铜层11的厚度为0.5μm。

所述的第三铜层12的厚度为22μm。

所述的窗口的水平截面的形状为正方形，尺寸为7.1mm×7.1mm，所述的陶瓷块的形状为正方形，尺寸为7mm×7mm。

前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本实用新型的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (9)

1.一种镶嵌陶瓷的散热线路板，其特征在于，所述的镶嵌陶瓷的散热线路板至少包括：两张单面覆铜板和半固化片，所述的单面覆铜板一面覆有铜箔；所述的单面覆铜板的无覆铜面与半固化片直接接触，所述的半固化片和单面覆铜板依次叠合并用铆钉固定；所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干个窗口，所述的窗口贯穿单面覆铜板和半固化片，所述的窗口的水平截面为多边形或椭圆形；所述的窗口中对应镶嵌有陶瓷块，所述陶瓷块的尺寸与对应的窗口相匹配，所述的陶瓷块和单面覆铜板紧密接触；

所述的陶瓷块的上表面和下表面依次设置有钛层、第一铜层和第二铜层，所述的钛层与陶瓷块直接接触，所述的第一铜层覆盖在钛层上，所述的第二铜层覆盖在第一铜层上；

所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括若干导电孔，所述的导电孔贯穿单面覆铜板和半固化片，所述导电孔用作两张单面覆铜板之间的导电通道，所述的导电孔内壁设置有第三铜层；所述镶嵌陶瓷的散热线路板还包括第四铜层，所述的第四铜层包覆单面覆铜板和第三铜层。

2.如权利要求1所述的镶嵌陶瓷的散热线路板，其特征在于，所述的单面覆铜板的基材为玻璃纤维布基板。

3.如权利要求2所述的镶嵌陶瓷的散热线路板，其特征在于，所述的单面覆铜板的基材为FR-4环氧玻璃纤维布基板。

4.如权利要求1所述的镶嵌陶瓷的散热线路板，其特征在于，所述的陶瓷块的材质为氮化铝陶瓷。

5.如权利要求1所述的镶嵌陶瓷的散热线路板，其特征在于，所述的钛层的厚度为0.05～0.2μm，所述的第一铜层的厚度为0.1～2μm。

6.如权利要求5所述的镶嵌陶瓷的散热线路板，其特征在于，所述的钛层的厚度为0.1μm，所述的第一铜层的厚度为1μm。

7.如权利要求1所述的镶嵌陶瓷的散热线路板，其特征在于，所述的第三铜层的厚度为0.2～0.5μm。

8.如权利要求1所述的镶嵌陶瓷的散热线路板，其特征在于，所述的窗口的水平截面的形状选自长方形、正方形、三角形、五边形、六边形、八边形、椭圆形、圆形中的任一种或几种的混合。

9.如权利要求1所述的镶嵌陶瓷的散热线路板，其特征在于，所述的镶嵌陶瓷的散热线路板还包括芯板，所述的芯板处于两张半固化片之间，半固化片的另一侧与单面覆铜板的无覆铜面直接接触。