CN209526941U - 一种具有散热结构的电路板 - Google Patents
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Abstract
一种具有散热结构的电路板,包含基板以及金属散热结构。基板具有第一表面、第二表面及穿孔。穿孔贯穿基板,且包含通道区及凹槽区分别连接第一表面及第二表面。通道区具有第一宽度,凹槽区具有第二宽度,且第一宽度与第二宽度不同。金属散热结构位于穿孔中。金属散热结构包含第一金属结构、第二金属结构及第三金属结构。第一金属结构位于通道区,第二金属结构位于凹槽区,且第三金属结构位于第一金属结构与第二金属结构之间。此具有散热结构的电路板具有良好的散热效果及可靠性。
Description
技术领域
本发明是有关于一种具有散热结构的电路板。
背景技术
在线路结构中的电子元件(例如芯片)在运作时会产生热能,所以通常还会配置散热块(heat-dissipation block)以将电子元件所产生的热能传导至线路结构外。目前电路板中的散热结构通常使用金属块(例如铜块)直接压合于基板上的开口中。然而,上述散热结构中,铜块加工不易且良率低,因此需要一种新颖的散热结构以解决上述问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种具有散热结构的电路板,所要解决的是目前电路板中的散热结构通常使用金属块(例如铜块)直接压合于基板上的开口中,铜块加工不易且良率低的问题,本实用新型能够避免上述问题,并且具有良好的散热效果及可靠性,从而更加适于实用。
根据本发明的各种实施方式,提供一种具有散热结构的电路板,包含基板以及金属散热结构。基板具有第一表面、第二表面及穿孔。穿孔贯穿基板,且包含通道区及凹槽区分别连接第一表面及第二表面。通道区具有第一宽度,凹槽区具有第二宽度,且第一宽度与第二宽度不同。金属散热结构位于穿孔中。金属散热结构包含第一金属结构、第二金属结构及第三金属结构。第一金属结构位于通道区,第二金属结构位于凹槽区,且第三金属结构位于第一金属结构与第二金属结构之间。
根据本发明的某些实施方式,基板包含绝缘板、金属板或具有线路层的电路板。
根据本发明的某些实施方式,通孔区具有第一侧壁,且第一侧壁与第一金属结构之间包含导电层。
根据本发明的某些实施方式,具有散热结构的电路板更包含树脂材料位于第一金属结构与导电层之间。
根据本发明的某些实施方式,凹槽区具有第二侧壁,且第三金属结构位于第二侧壁与第二金属结构之间。
根据本发明的某些实施方式,第一金属结构具有第三表面接触第三金属结构,且第三表面具有粗糙微结构。
根据本发明的某些实施方式,第二金属结构包含金属膏或电镀金属。
根据本发明的某些实施方式,第三金属结构包含化学电镀金属或溅镀金属。
根据本发明的某些实施方式,第三金属结构包含化学镀铜。
根据本发明的某些实施方式,具有散热结构的电路板更包含电子元件与金属散热结构接触。
借由上述技术方案,本实用新型至少具有以下优点效果:本实用新型具有散热结构的电路板是将散热结构分为三部分形成(即第一金属结构、第二金属结构及第三金属结构),因此可避免现有习知散热结构的电路板产生双面盲孔以及孔内具有气泡的问题,并且具有良好的散热效果及可靠性。
附图说明
图1为根据本发明的某些实施方式绘示的具有散热结构的电路板的剖面图。
图2为图1的具有散热结构的电路板组装电子元件的剖面示意图。
图3-图9绘示本发明某些实施方式的具有散热结构的电路板在不同制造过程阶段的剖面图。
【主要元件符号说明】
100:基板 102:核心板
110:第一线路层 120:第二线路层
130:导电层 140:树脂材料
200:穿孔 210:通道区
220:凹槽区 202:间隙
212:第一侧壁 222:第二侧壁
300:金属散热结构 310:金属块
311:顶部部分 312:底部部分
314:第一金属结构 320:第二金属结构
330:第三金属结构 410:第一光阻层
420:第二光阻层 422:侧壁
500:电子元件 1000:具有散热结构的电路板
D1:间距 S1:第一表面
S2:第二表面 S3:第三表面
W1:第一宽度 W2:第二宽度
W3、W4:宽度
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说,在本发明部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。并且为求清楚说明,元件的大小或厚度可能夸大显示,并未依照原尺寸作图。此外,为简化图示起见,一些现有习知惯用的结构与元件在图示中将以简单示意的方式绘示之。
在本文中使用空间相对用语,例如「下方」、「之下」、「上方」、「之上」等,这是为了便于叙述一元件或特征与另一元件或特征之间的相对关系,如图中所绘示。这些空间上的相对用语的真实意义包含其他的方位。例如,当图示上下翻转180度时,一元件与另一元件之间的关系,可能从「下方」、「之下」变成「上方」、「之上」。此外,本文中所使用的空间上的相对叙述也应作同样的解释。
虽然下文中利用一系列的操作或步骤来说明在此揭露的方法,但是这些操作或步骤所示的顺序不应被解释为本发明的限制。例如,某些操作或步骤可以按不同顺序进行及/或与其它步骤同时进行。此外,并非必须执行所有绘示的操作、步骤及/或特征才能实现本发明的实施方式。此外,在此所述的每一个操作或步骤可以包含多个子步骤或动作。
图1为根据本发明的某些实施方式绘示的具有散热结构的电路板1000的剖面图。如图1所示,具有散热结构的电路板1000包含基板100及金属散热结构300。具有散热结构的电路板1000可以包含其他元件,将在以下叙述之。
请参照图1。基板100具有第一表面S1、第二表面S2及穿孔200。穿孔200贯穿基板100,并具有通道区210及凹槽区220分别连接第一表面S1及第二表面S2。在各种实施方式中,通道区210具有第一宽度W1,凹槽区220具有第二宽度W2,且第一宽度W1与第二宽度W2不同。在某些实施方式中,第二宽度W2可以大于第一宽度W1。在其他实施方式中,第一宽度W1可以大于第二宽度W2。在某些实施方式中,通道区210具有第一侧壁212,凹槽区220具有第二侧壁222,且第一侧壁212与第二侧壁222之间具有水平间距D1。在某些实施例中,间距D1为约150至约300微米,例如为约160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280或290微米,但不限于此。在其他实施例中,间距D1也可以视需求选择其他合适的大小。在各种实施方式中,基板100可以包含绝缘板、金属板或具有线路层的电路板。在某些实施方式中,基板100可以包含单面电路板、双面电路板或多层电路板。在某些实施例中,基板100包含核心板102、第一线路层110及第二线路层120,如图1所示。
请继续参照图1。金属散热结构300位于穿孔200中,且金属散热结构300包含第一金属结构314、第二金属结构320及第三金属结构330。第一金属结构314位于穿孔200的通道区210中。在某些实施方式中,具有散热结构的电路板1000包含导电层130位于通道区210的第一侧壁212与第一金属结构314之间。在其他实施方式中,具有散热结构的电路板1000更包含树脂材料140位于第一金属结构314与导电层130之间。在某些实施方式中,第一金属结构314具有第三表面S3接触第三金属结构330,且第三表面S3具有粗糙微结构。在各种实施方式中,第一金属结构314可以为任何具有良好热传导率的金属,例如金、铜或铝,但不限于此。在某些实施方式中,第一金属结构314具有宽度W3,且宽度W3小于通道区210的第一宽度W1。
第二金属结构320位于穿孔200的凹槽区220中。在各种实施方式中,第二金属结构320可以为任何具有良好热传导率的金属。在某些实施方式中,第二金属结构320包含金属膏或电镀金属,例如金、铜或铝,但不限于此。在某些实施方式中,第二金属结构320的材料可以与第一金属结构314相同。在某些实施方式中,第二金属结构320具有宽度W4,且宽度W4小于凹槽区220的第二宽度W2。
第三金属结构330位于第一金属结构314与第二金属结构320之间。如图1所示,在某些实施方式中,第三金属结构330位于凹槽区220的第二侧壁222与第二金属结构320之间。在各种实施方式中,第三金属结构330可以为任何具有良好热传导率的金属。在某些实施方式中,第三金属结构330包含化学电镀金属或溅镀金属,例如金、铜或铝,但不限于此。在某些实施方式中,第三金属结构330的材料可以与第一金属结构314及第二金属结构320相同。在某些实施例中,第一金属结构314可以为铜块,第二金属结构320可以为电镀铜,第三金属结构330可以为化学镀铜。在其他实施例中,第一金属结构314可以为电镀铜,第二金属结构320可以为铜块,第三金属结构330可以为化学镀铜。
请参照图2。在某些实施方式中,具有散热结构的电路板1000更包含电子元件500,例如芯片,但不限于此。在某些实施方式中,电子元件500可以与金属散热结构300接触。例如,电子元件500设置成与第一金属结构314或第二金属结构320接触。在某些实施方式中,电子元件500可以与第一线路层110、第二线路层120或其他内层线路(未绘示)电性连接。电子元件500运作时产生的热能可以借由金属散热结构300的导热特性传递至电路板外散出,因此可以保持电子元件500的工作效能并维持其寿命。
以下将搭配图3-图9说明根据本发明之一实施方式的具有散热结构的电路板1000的制造方法。应了解到,已叙述过的元件材料及连接关系将不再重复赘述,合先叙明。
首先,请参照图3。在某些实施方式中,提供基板100。基板100可以包含核心板102、第一线路层110及第二线路层120。在某些实施方式中,第一线路层110及第二线路层120可以为铜箔(copper foil)。
请参照图4。在某些实施方式中,形成穿孔200贯穿基板100,且穿孔200连接基板100的第一表面S1及第二表面S2。在某些实施方式中,形成穿孔200的方法可以包含机械钻孔(mechanical drill)制造过程、激光钻孔(laser drill)制造过程或其他合适的制造过程。如图4所示,穿孔200具有第一宽度W1及第一侧壁212。
请参照图5。在某些实施方式中,形成导电层130于穿孔200的第一侧壁212。在某些实施方式中,导电层130可以连接第一线路层110及第二线路层120。在某些实施方式中,导电层130可以借由沉铜制造过程形成。之后,置入金属块310于穿孔200中。可以利用任何合适的方法将金属块310固定在穿孔200中。在某些实施方式中,金属块310与导电层130之间具有间隙202。更详细地说,在某些实施方式中,金属块310的底部部分311具有宽度W3,且宽度W3小于穿孔200的第一宽度W1,金属块310的顶部部分312具有宽度W3’,且宽度W3’大于穿孔200的第一宽度W1,以将金属块310固定于穿孔200中。在其他实施方式中,金属块310的顶部部分312可以突出于第二线路层120,以将金属块310固定于穿孔200中。
请参照图6。在某些实施方式中,填充树脂材料140于间隙202中,以完全固定金属块310。之后,可以对基板100进行表面处理,使得基板100及金属块310获得平整的表面。在某些实施方式中,表面处理可以包含刷磨、研磨或化学机械研磨(Chemical-MechanicalPolishing,CMP),但不限于此。
请参照图7。在某些实施方式中,由第二表面S2向第一表面S1移除一部分第二线路层120、一部分核心板102、一部分导电层130、一部分树脂材料140及一部分金属块310,以形成凹槽区220及第一金属结构314。如图7所示,凹槽区220具有第二宽度W2及第二侧壁222。可以使用任何合适的方法形成凹槽区220。
请参照图8。在某些实施方式中,分别形成第一光阻层410及第二光阻层420于第一线路层110之下及第二线路层120之上。在某些实施方式中,第一光阻层410及第二光阻层420可以包含干膜(dry film)光阻,但不限于此。在某些实施方式中,第二光阻层420的侧壁422与穿孔200的第一侧壁212之间的水平间距D1为约150-300微米。在其他实施方式中,间距D1也可以视需求选择其他合适的大小。间距D1及凹槽区220第二宽度W2的大小将在后续制造过程中影响电镀的品质。
请继续参照图8。在某些实施方式中,形成第三金属结构330于凹槽区220中。在某些实施方式中,可以借由化学电镀制造过程或溅镀制造过程形成第三金属结构330。在某些实施方式中,在形成第三金属结构330之前,可对第一金属结构314进行表面处理,以去除第一金属结构314的第三表面S3上的污染物,并使及第三表面S3变得粗糙,以利于使用化学电镀制造过程或溅镀制造过程形成第三金属结构330。在某些实施方式中,表面处理可以包含微蚀(micro-etching),但不限于此。在某些实施例中,第一金属结构314的第三表面S3具有粗糙微结构。
请参照图9。在某些实施方式中,形成第二金属结构320于第三金属结构330之上,并填满凹槽区220。在某些实施方式中,第二金属结构320可以借由电镀制造过程形成。在其他实施方式中,第二金属结构320可以借由填入金属膏,例如铜膏而形成。最后,去除第一光阻层410及第二光阻层420即可形成如图1所示的具有散热结构的电路板1000。
如上所述,根据本发明的实施方式,提供一种具有散热结构的电路板。本发明的散热结构包含第一金属结构、第二金属结构及第三金属结构。第一金属结构与第二金属结构具有不同的宽度,且第三金属结构位于第一金属结构与第二金属结构之间。在现有技术中,通常仅使用单一金属块(例如铜块)直接置入基板中作为散热结构,之后再填充树脂材料固定,因此可能产生双面盲孔以及孔内具有气泡的问题。本发明的具有散热结构的电路板是将散热结构分为三部分形成(即第一金属结构、第二金属结构及第三金属结构),因此可避免上述问题,并且具有良好的散热效果及可靠性。
虽然本发明已以实施方式揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,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申请要保护的专利范围所界定者为准。
Claims (10)
1.一种具有散热结构的电路板,其特征在于,包含:
基板,具有第一表面、第二表面及穿孔贯穿该基板,其中该穿孔包含通孔区及凹槽区分别连接该第一表面及该第二表面,其中该通孔区具有第一宽度,该凹槽区具有第二宽度,且该第一宽度与该第二宽度不同;以及
金属散热结构,位于该穿孔中,其中该金属散热结构包含:
第一金属结构,位于该通孔区;
第二金属结构,位于该凹槽区;以及
第三金属结构,位于该第一金属结构与该第二金属结构之间。
2.根据权利要求1所述的具有散热结构的电路板,其特征在于,该基板包含绝缘板、金属板或具有线路层的电路板。
3.根据权利要求1所述的具有散热结构的电路板,其特征在于,该通孔区具有第一侧壁,且该第一侧壁与该第一金属结构之间包含导电层。
4.根据权利要求3所述的具有散热结构的电路板,其特征在于,更包含树脂材料位于该第一金属结构与该导电层之间。
5.根据权利要求1所述的具有散热结构的电路板,其特征在于,该凹槽区具有第二侧壁,且该第三金属结构位于该第二侧壁与该第二金属结构之间。
6.根据权利要求1所述的具有散热结构的电路板,其特征在于,该第一金属结构具有第三表面接触该第三金属结构,且该第三表面具有粗糙微结构。
7.根据权利要求1所述的具有散热结构的电路板,其特征在于,该第二金属结构包含金属膏或电镀金属。
8.根据权利要求1所述的具有散热结构的电路板,其特征在于,该第三金属结构包含化学电镀金属或溅镀金属。
9.根据权利要求8所述的具有散热结构的电路板,其特征在于,该第三金属结构包含化学镀铜。
10.根据权利要求1所述的具有散热结构的电路板,其特征在于,更包含电子元件与该金属散热结构接触。
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Legal Events
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GR01 | Patent grant | ||
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