CN209627817U - 一种低插损高频高导热基板及印制电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低插损高频高导热基板及印制电路板，所述基板从上到下依次包括结合在一起的粗糙度Rz≤5μm的第一低轮廓铜箔层、第一树脂层、热导率0.5‑1.5W/mK的第一导热粘结片或导热胶膜层、热导率1.0‑3.0W/mK的第三导热粘结片层、热导率0.5‑1.5W/mK的第二导热粘结片或导热胶膜层、第二树脂层和粗糙度Rz≤5μm的第二低轮廓铜箔层。所述导热基板具有较高的热导率和剥离强度；具有较低的介电常数和介电损耗，满足导热基板的使用要求；具有较低的插损，可进一步降低导热基板产生的热量；具有较高的集成度，可以进一步提高导热基板的可靠性；可作为线路板应用于电子产品中。

Description

一种低插损高频高导热基板及印制电路板

技术领域

本实用新型属于电路基板领域，涉及一种导热基板及印制电路板，尤其涉及一种低插损高频高导热基板及印制电路板。

背景技术

随着印刷线路板(PCB)向着高密度、多层化方向的不断发展，元器件在PCB上搭载、安装的空间大幅减少，整机电子产品对元器件的功率要求越来越高，小空间、大功率不可避免地产生更多的热量聚集。另一方面，随着现代通讯技术的快速发展，电子设备的工作频率越来越高，发热量越来越大。总之，把大量强大功能集成到更小的组件中，驱使印制板走向高密度化，同时信号传输高频化或高速数字化的发展，这两大因素驱使着印制板的工作温度急剧地上升。如果积聚的热量不能及时排出，将使设备的工作温度升高，长此以往，将造成元器件电气性能下降甚至毁损，严重损害设备的寿命和可靠性。大量试验和统计数据表明，电子元器件(最佳工作温度后)的温升2℃其可靠性便下降10％，温升50℃的使用寿命只有温升25℃的1/6，因此，印制板工作温度已成为影响可靠性和使用寿命的最重要的因素。

提高线路集成度及PCB功率密度的需求与日俱增，高频印刷线路板热管理的重要性更加突出。众所周知，材料的导热系数对于减小温升至关重要。高频线路板的热量本质上与线路板上的损耗密切相关。例如，表面粗糙的铜箔比表面光滑的铜箔损耗大。另一种影响损耗的材料参数是印刷线路板介质层材料的损耗因子，损耗因子越低，介电损耗越小，印刷线路板产生的热量也会越少。此外，介电常数较低的印刷线路板材料也会比介电常数较高的材料产生的损耗小，产生的热量少。一般而言，选择具有良好性能的线路板材料，如高导热系数，较低的损耗因子，光滑的铜箔表面以及低介电常数，不仅有助于设计高性能的印刷线路板，还能够改善热管理。

CN103702511A公开了一种高导热金属基板及其制作方法，所述高导热金属基板包括多孔LCP膜，涂覆在多孔LCP膜两面上的导热系数为2-6W/m.K的导热绝缘层，涂覆在金属箔上的导热系数为1-4W/m.K的导热绝缘层及金属箔。通过在多孔LCP膜两面及金属箔的一面涂覆导热绝缘层，然后压合制备高导热金属基板。该金属基板不仅具有高的导热系数且具有优异的介电性能。

CN104066265A公开了一种多层印刷电路板结构，其依序由一铝箔基层、一第一预浸渍体、一铝箔中间层、一第二预浸渍体及一铜箔表层所叠置而成，其中，该第一预浸渍体与第二预浸渍体均为由一纤维布浸渍一导热材料所构成，使该导热材料可填充于该纤维布的空隙中，该导热材料至少包括树脂与填料所调配而成。该发明通过铝箔基层、第一预浸渍体、铝箔中间层、第二预浸渍体及铜箔表层的叠置组合，以及其中包含的树脂组成成分，可达到具有导热性、低吸湿性、耐热效果佳、高熔点、低介电常数、低介电损耗系数及不易形成爆板等优点。

在本领域中，期望能够进一步开发出可以满足高频高导热电子电路基板对低介电常数、低介电损耗、低插损、高热导率等综合性能要求的导热基板结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种导热基板及印制电路板，特别是提供一种低插损高频高导热基板及印制电路板，本实用新型的导热基板可以满足高频高导热电子电路基板对低介电常数、低介电损耗、低插损、高热导率等综合性能的要求。

为达到此实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种导热基板，从上到下依次包括结合在一起的粗糙度Rz≤5μm的第一低轮廓铜箔层、第一树脂层、热导率0.5-1.5W/mK的第一导热粘结片或导热胶膜层、热导率1.0-3.0W/mK的第三导热粘结片层、热导率0.5-1.5W/mK的第二导热粘结片或导热胶膜层、第二树脂层和粗糙度Rz≤5μm的第二低轮廓铜箔层。

本实用新型的导热基板具有较高的热导率和剥离强度；具有较低的介电常数和介电损耗，可以满足高频基板的使用要求；具有较低的插损，可进一步降低高频基板产生的热量。本实用新型的导热基板满足高频高导热电子电路基板对低介电常数、低介电损耗、低插损、高热导率等综合性能的要求。

在本实用新型中，所述第一低轮廓铜箔层为粗糙度Rz≤5μm的低轮廓铜箔层，例如0.1μm、0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm等。

在本实用新型中，所述第二低轮廓铜箔层为粗糙度Rz≤5μm的低轮廓铜箔层，例如0.1μm、0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm等。

优选地，所述第一低轮廓铜箔层和第二低轮廓铜箔层为粗糙度相同的低轮廓铜箔层。

本实用新型中，采用第一低轮廓铜箔层和第二低轮廓铜箔层的目的在于降低导热基板的插损，铜箔的粗糙度越低，低插损高频高导热基板的插损就越低；当第一低轮廓铜箔层和第二低轮廓铜箔层的粗糙度偏高，则低插损高频高导热基板的插损偏高。

在本实用新型中，所述第一树脂层的厚度为2-20μm，例如2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm等。

在本实用新型中，所述第二树脂层的厚度为2-20μm，例如2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm等。

优选地，所述第一树脂层和第二树脂层的厚度相同。

在本实用新型中，第一树脂层和第二树脂层是为了提高基板介质层与铜箔的剥离强度，因为铜箔的粗糙度比较低，与介质层的结合力比较低，需要在铜箔上涂覆一层树脂层来提高剥离强度；本实用新型选用的树脂层的厚度为2-20μm，制备的基板具有较好的剥离强度；当树脂层的厚度小于2μm，则制备的基板达不到提高剥离强度的目的；当树脂层的厚度大于20μm，则会影响基板的介电性能，因为树脂层的介电常数比较低，如果树脂层比较厚，则基板的介电常数会明显降低；另外，树脂层的热导率也比较低，如果树脂层比较厚，则基板的热导率也会有所下降。

优选地，所述第一导热胶膜层和第二导热胶膜层为不含玻纤布的导热胶膜层，所述第一导热胶膜层和第二导热胶膜层可以由一张或多张导热胶膜构成。

在本实用新型中，所述第一导热粘结片层和所述第二导热粘结片层为高频导热粘结片层，所述第一导热粘结片层和所述第二导热粘结片层可以由一张或多张导热粘结片构成。

在本实用新型中，所述第一导热粘结片或导热胶膜层为热导率0.5-1.5W/mK的导热粘结片或导热胶膜层，例如0.5W/mK、0.6W/mK、0.7W/mK、0.8W/mK、0.9W/mK、1.0W/mK、1.1W/mK、1.2W/mK、1.3W/mK、1.4W/mK、1.5W/mK等；优选地，所述第一导热粘结片或导热胶膜层的介电常数低于3.8(10GHz，SPDR)，例如介电常数可以为3.0、3.2、3.5、3.8等；介电损耗小于0.0040(10GHz，SPDR)，例如介电损耗可以为0.0012、0.0015、0.0018、0.0020、0.0022、0.0025、0.0028、0.0030、0.0032、0.0035、0.0038、0.0039等。

在本实用新型中，所述第二导热粘结片或导热胶膜层为热导率0.5-1.5W/mK的导热粘结片或导热胶膜层，例如0.5W/mK、0.6W/mK、0.7W/mK、0.8W/mK、0.9W/mK、1.0W/mK、1.1W/mK、1.2W/mK、1.3W/mK、1.4W/mK、1.5W/mK等；优选地，所述第二导热粘结片或导热胶膜层的介电常数低于3.8(10GHz，SPDR)，例如介电常数可以为3.0、3.2、3.5、3.8等，介电损耗小于0.0040(10GHz，SPDR)，例如介电损耗可以为0.0012、0.0015、0.0018、0.0020、0.0022、0.0025、0.0028、0.0030、0.0032、0.0035、0.0038、0.0039等。

优选地，所述第一导热粘结片或导热胶膜层与第二导热粘结片或导热胶膜层为热导率相同的导热粘结片或导热胶膜层。

在本实用新型中，所述第三导热粘结片层为热导率1.0-3.0W/mK的导热粘结片层，例如热导率可以为1.0W/mK、1.2W/mK、1.5W/mK、1.7W/mK、2.0W/mK、2.2W/mK、2.5W/mK、2.7W/mK、3.0W/mK等。本实用新型中第三导热粘结片层的热导率为1.0-3.0W/mK，可以增加基板的热导率；当第三导热粘结片层的热导率低于1.0W/mK，则会影响基板的热导率。

在本实用新型中，所述第三导热粘结片层可以由至少一张导热粘结片构成。

优选地，所述第三导热粘结片层的介电常数低于3.8(10GHz，SPDR)，例如介电常数可以为3.0、3.2、3.5、3.8等，介电损耗小于0.0040(10GHz，SPDR)，例如介电损耗可以为0.0012、0.0015、0.0018、0.0020、0.0022、0.0025、0.0028、0.0030、0.0032、0.0035、0.0038、0.0039等。

优选地，所述第三导热粘结片层的热导率高于所述第一导热粘结片或导热胶膜层和第二导热粘结片或导热胶膜层的热导率。

在本实用新型中，所述导热基板的制备方法如下：

(1)将所述第一树脂层涂覆在第一低轮廓铜箔层上；所述第二树脂层涂覆在第二低轮廓铜箔层上。

(2)从上到下依次将涂覆有第一树脂层的第一低轮廓铜箔层、第一导热粘结片或导热胶膜层、第三导热粘结片层、涂覆有第二树脂层的第二低轮廓铜箔层叠合在一起，放进压机进行固化制得层压板，固化的温度为150-300℃(例如150℃、160℃、170℃、190℃、200℃、230℃、250℃、280℃或300℃)，固化的压力为25-70kg/cm²(例如25kg/cm²、28kg/cm²、30kg/cm²、35kg/cm²、40kg/cm²、50kg/cm²、60kg/cm²或70kg/cm²)。

本实用新型的目的之二在于提供一种印制电路板，所述印制电路板包括如目的之一所述的导热基板。

在本实用新型中，所述低轮廓铜箔、树脂层、导热粘结片、导热胶膜均可以利用现有材料，根据现有制备方法制备得到；热导率0.5-1.5W/mK的导热粘结片或导热胶膜层以及热导率1.0-3.0W/mK的第三导热粘结片层亦可以由现有材料根据现有制备方法制备得到。

本实用新型中的第一或第二导热胶膜层为树脂胶液涂覆在离型膜或离型纸上，烘干溶剂，获得未固化、半固化或完全固化的导热胶膜层；本实用新型中的第一、第二或第三导热粘结片层为将增强材料(例如玻纤布、玻纤纸等)浸渍树脂胶液，烘干溶剂，获得未固化、半固化或完全固化的粘结片层；本实用新型中的第一或第二树脂层为将树脂胶液涂覆在低轮廓铜箔层上获得。

本实用新型中的第一树脂层、第一导热粘结片或导热胶膜层、第三导热粘结片层、第二导热粘结片或导热胶膜层以及第二树脂层中使用的树脂胶液，可以根据需要的介电常数、介质损耗、导热系数选取已知的树脂组合物配方溶于有机溶剂制得，例如树脂组合物包含树脂、引发剂、填料、阻燃剂、粘度调节剂、其它助剂等。

本实用新型所述的导热基板可以满足高频高导热电子电路基板对低介电常数、低介电损耗、低插损、高热导率、高可靠性等综合性能的要求，可以作为线路板在电子用品中应用。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的低插损高频高导热基板具有较高的热导率(大于1.20W/mK)和较高的剥离强度(大于0.70N/mm)；具有较低的介电常数(小于3.80(10GHz，SPDR))和介电损耗(小于0.0040(10GHz，SPDR))，满足高频基板的使用要求；具有较低的插损(2GHz插损小于-0.25dB/5inch，5GHz插损小于-0.51dB/5inch)，可进一步降低基板产生的热量；具有较高的集成度，可以进一步提高基板的可靠性；满足高频高导热电子电路基板对低介电常数、低介电损耗、低插损、高热导率、高可靠性等综合性能的要求，可作为线路板在电子产品中应用。

附图说明

图1是本实用新型实施例中低插损高频高导热基板的结构示意图，其中：1为第一低轮廓铜箔层；2为第一树脂层；3为第一导热粘结片或导热胶膜层；4为第三高频高导热粘结片层；5为第二导热粘结片或导热胶膜层；6为第二树脂层；7为第二低轮廓铜箔层。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。

实施例1-4和比较例1-4

在实施例-4以及比较例1-4中分别提供一种低插损高频高导热基板，结构示意图均如图1所示，所述低插损高频高导热基板自上而下依次包括结合在一起的第一低轮廓铜箔层1；第一树脂层2；第一导热粘结片层3；第三高频高导热粘结片层4；第二导热粘结片层5；第二树脂层6和第二低轮廓铜箔层7。

低插损高频导热基板的制备方法如下：

(1)将所述第一树脂层涂覆在第一低轮廓铜箔层上；所述第二树脂层涂覆在第二低轮廓铜箔层上。

(2)从上到下依次将涂覆有第一树脂层的第一低轮廓铜箔层、第一导热粘结片或导热胶膜层、第三导热粘结片层、涂覆有第二树脂层的第二低轮廓铜箔层叠合在一起，放进压机进行固化制得层压板，固化的温度为150-300℃，固化的压力为25-70kg/cm²。

实施例1-4的低插损高频高导热基板的结构设置和基板性能测试结果见表1，比较例1-4的基板的结构设置和基板性能测试结果见表2。

表1

表2

以上实施例和比较例中对基板的性能测试方法如下：

(a)剥离强度PS：按照IPC-TM-650 2.4.8方法中“热应力后”实验条件，测试板材的剥离强度。

(b)介电常数(Dk)和介电损耗因子(Df)：采用SPDR法，在10GHz频率下，测试板材的介电常数Dk和介电损耗Df。

(c)2GHz插损和5GHz插损：按照IPCTM-650中2.5.5.12A所规定的方法进行测定。

(d)热导率：采用导热系数测试仪，按照ASTMD5470方法进行测试。

由表1和表2的数据对比，可以看出：

比较例1相比于实施例1，涂覆在低轮廓铜箔层上的第一树脂层2和第二树脂层6的厚度偏厚，基板的介电常数会降低，同时基板的热导率偏低。

比较例2相比于实施例2，第一低轮廓铜箔层1和第二低轮廓铜箔层7的粗糙度Rz偏高，基板的2GHz插损和5GHz插损均偏高。

比较例3相比于实施例3，涂覆低轮廓铜箔层上的第一树脂层2和第二树脂层6的厚度偏薄，基板的剥离强度偏低。

比较例4相比于实施例2，第三导热粘结片层的热导率偏低，基板的热导率偏低。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (8)

1.一种导热基板，其特征在于，所述基板从上到下依次包括结合在一起的粗糙度Rz≤5μm的第一低轮廓铜箔层、第一树脂层、热导率0.5-1.5W/mK的第一导热粘结片或导热胶膜层、热导率1.0-3.0W/mK的第三导热粘结片层、热导率0.5-1.5W/mK的第二导热粘结片或导热胶膜层、第二树脂层和粗糙度Rz≤5μm的第二低轮廓铜箔层。

2.根据权利要求1所述的导热基板，其特征在于，所述第一低轮廓铜箔层和第二低轮廓铜箔层为粗糙度相同的低轮廓铜箔层。

3.根据权利要求1所述的导热基板，其特征在于，所述第一树脂层的厚度为2-20μm。

4.根据权利要求1所述的导热基板，其特征在于，所述第二树脂层的厚度为2-20μm。

5.根据权利要求1所述的导热基板，其特征在于，所述第一树脂层和第二树脂层的厚度相同。

6.根据权利要求1所述的导热基板，其特征在于，所述第一导热粘结片或导热胶膜层与第二导热粘结片或导热胶膜层为热导率相同的导热粘结片或导热胶膜层。

7.根据权利要求1所述的导热基板，其特征在于，所述第三导热粘结片层的热导率高于所述第一导热粘结片或导热胶膜层和第二导热粘结片或导热胶膜层的热导率。

8.一种印制电路板，其特征在于，所述印制电路板包括如权利要求1-6中任一项所述的导热基板。