CN211702539U - 一种新型铜基镜面铝复合基板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型铜基镜面铝复合基板，包括铜基以及依次设于铜基上的高导热介质层、第一线路层、低导热介质层和第二线路层，铜基的下表面依次设有低导热介质层和镜面铝板，第二线路层和第一线路层中均包括上下一一分别对应第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路，在对应第一独立线路位置处两介质层均设有用于上下连通第二线路层、第一线路层和铜基三者的第一填充导通层，在对应第二独立线路位置处的高导热介质层上设有用于上下连通第一线路层和铜基的第二填充导通层；在板上还设有一用于露出镜面铝板内表面的盲槽。上述结构可实现超高导热线路、高导热线路以及低导热线路的分离及共同存在，并保持了镜面铝板的反光作用。

Description

一种新型铜基镜面铝复合基板

技术领域

本实用新型涉及印制线路板制作技术领域，具体涉及一种新型铜基镜面铝复合基板。

背景技术

目前，随着电子行业的发展，大功率、大电流的电子产品越来越得到广泛的应用，对作为电子元器件载板的线路板要求也越来越高，其中重要的一点便是对其散热效果的要求，现有使用绝缘材料(如FR4)为基板的印刷电路板本身已经不能满足大功率散热要求，因此，金属基板因其良好的散热效果而得到广泛的应用；而市场上现在使用的金属基板，普遍地是在金属基板上有一层绝缘层。虽然这一层材料能够有效地保障电绝缘，同时它也是“热绝缘”材料，它的存在大大地弱化了金属板本身的散热性能，也限制了金属印刷电路板本身可以承载的功率；传统的金属基板的热量传导方式为：线路层(元器件)→介质层→金属基，铜的导热率(即导热系数)为400W/m.K,铝的导热率为150W/m.K,低导热介质层(FR4半固化片)的导热率为0.3-0.5W/m.K,高导热介质层(PP)的导热率为1.0-8.0W/m.K,显然，真正决定散热效果的为介质层的导热率，然而由于技术等方面的因素，介质层反而影响了金属基板的整体散热效果，因此，在介质层导热率未得到较大提高时，则需要通过优化线路板的设计来提高金属基板的整体散热效果，但是优化线路板的设计操作复杂，且仍是会受介质层影响散热效果。

目前的行业中，镜面铝基板一般由镜面铝+PP+铜箔组成，此镜面铝基板存在以下不足：1、基板的散热性能不足；2、只有一层线路；3、线路不能按不同散热要求分开设计，无法实现超高导热线路、高导热线路以及低导热线路的分离及共同存在。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有的技术缺陷，提供一种新型铜基镜面铝复合基板，该结构可实现超高导热线路、高导热线路以及低导热线路的分离及共同存在，并保持了镜面铝板的反光作用。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种新型铜基镜面铝复合基板，包括铜基以及由内往外依次设于铜基上表面的高导热介质层、第一线路层、低导热介质层和第二线路层，所述铜基的下表面设有镜面铝板，且所述铜基与镜面铝板之间设有低导热介质层，所述第二线路层和第一线路层中均包括第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路，且所述第二线路层和第一线路层中的第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路分别上下一一对应，在对应第一独立线路位置处的所述低导热介质层和高导热介质层上均设有用于上下连通第二线路层、第一线路层和铜基三者的第一填充导通层，在对应第二独立线路位置处的所述高导热介质层上设有用于上下连通第一线路层和铜基的第二填充导通层；所述新型铜基镜面铝复合基板上还设有一用于露出镜面铝板内表面的盲槽；所述高导热介质层采用导热率为1.0-8.0W/m.K的PP，所述低导热介质层采用导热率为0.3-0.5W/m.K的FR4半固化片。

进一步的，在对应第三独立线路位置处的所述低导热介质层上设有用于上下连通第二线路层和第一线路层的第三填充导通层。

进一步的，所述第一填充导通层、第二填充导通层和第三填充导通层的大小相同。

进一步的，所述第一填充导通层、第二填充导通层和第三填充导通层的形状均为下小上大的锥体。

进一步的，所述第一线路层中的第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路通过所述低导热介质层隔开。

进一步的，所述新型铜基镜面铝复合基板上还设有上下贯穿的非导通孔。

进一步的，所述高导热介质层与低导热介质层的厚度相同。

进一步的，所述铜基的厚度与所述镜面铝板的厚度相同。

进一步的，所述新型铜基镜面铝复合基板的表面上还设有用于隔开第二线路层中第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路的阻焊层。

进一步的，所述阻焊层上设有字符。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型通过将第一线路层和第二线路层分为第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路，并使两个第一独立线路通过第一填充导通层与铜基直接连通，从而可利用铜基直接进行散热，将原先需经过绝缘层的散热方式改为铜基直接散热，具有良好的散热效果，使两个第一独立线路处制作形成超高导热线路；而两个第三独立线路通过第三填充导通层导通，使第三独立线路的散热方式需要通过高导热介质层将热量传导至铜基，其散热效果比第一线路处稍差，使第三独立线路处制作形成高导热线路；第二线路层上的第二独立线路与第一线路层不直接导通，使其热传导方式需要先经过低导热介质层进行传输，散热效果较差，使第二线路层上的第二独立线路处制作形成低导热线路，从而在单一金属基板上实现了超高导热线路、高导热线路以及低导热线路的分离及共同存在，并且第一线路层上的第二独立线路与铜基通过第二填充导通层直接导通，使其散热方式为利用铜基直接散热，散热效果良好，使第一线路层上的第二独立线路处制作形成超高导热线路，从而使内外两个第二独立线路的导热效果存在较大的差异性，以实现在多层的层状线路中设计出不同导热效果的电路；还通过由上往下锣至镜面铝板内表面的盲槽，从而通过盲槽底部的镜面铝板保持对盲槽的反光作用；且本实用新型新型铜基镜面铝复合基板还具有结构简单和便于生产的特点。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为实施例1中新型铜基镜面铝复合基板的示意图；

图2为实施例中在新型铜基镜面铝复合基板设置阻焊层和字符的示意图；

图3为实施例2中制作新型铜基镜面铝复合基板的流程示意图。

具体实施方式

为了更充分的理解本实用新型的技术内容，下面将结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步介绍和说明；需要说明的是，正文中如有“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的部件等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

显然，下面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，本领域技术人员在没有作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。

实施例1

如图1所示，本实施例所示的一种新型铜基镜面铝复合基板，包括铜基1以及由内往外依次设于铜基1上表面的高导热介质层2、第一线路层3、低导热介质层4和第二线路层5，铜基1的下表面设有镜面铝板6，且铜基1与镜面铝板6之间也设有一层低导热介质层4，第二线路层5和第一线路层3中均包括第一独立线路10、第二独立线路11和第三独立线路12，且第二线路层5和第一线路层3中的第一独立线路10、第二独立线路11和第三独立线路12分别上下一一对应，即两层线路层中两个第一独立线路上下对应，两个第二独立线路上下对应，两个第三独立线路上下对应；在对应第一独立线路10位置处的低导热介质层4和高导热介质层2上均设有用于上下连通第二线路层5、第一线路层3和铜基1三者的第一填充导通层7，即两个第一独立线路和金属基层相互连接导通，从而可利用金属基层直接进行散热，将原先需经过绝缘层的散热方式改为金属基层直接散热，具有良好的散热效果，使两个第一独立线路处制作形成超高导热线路；在对应第二独立线路11位置处的高导热介质层2上设有用于上下连通第一线路层3和铜基1的第二填充导通层8，即第一线路层上的第二独立线路与铜基通过第二填充导通层直接导通，使其散热方式为利用铜基直接散热，散热效果良好，从而使第一线路层上的第二独立线路处制作形成超高导热线路，而外部第二线路层上的第二独立线路不与内部的线路和铜基连通，使其热传导方式需要先经过低导热介质层进行传输，散热效果较差，从而使该第二线路层上的第二独立线路为低导热线路，从而使内外两个第二独立线路的导热效果存在较大的差异性，以实现在多层的层状线路中设计出不同导热效果的电路，利用上述结构在单一金属基板上实现了超高导热线路、高导热线路以及低导热线路的分离及共同存在；还在新型铜基镜面铝复合基板上还设有由第二线路层处向内锣出并用于露出镜面铝板内表面的盲槽13，从而通过镜面铝板的特性对盲槽起到反光作用。

本实施例中，在对应第三独立线路位置处的低导热介质层上设有用于上下连通第二线路层和第一线路层的第三填充导通层9，即两层线路中的两个第三独立线路通过第三填充导通层导通，使第三独立线路的散热方式需要通过高导热介质层将热量传导至铜基，其散热效果比第一线路处稍差，使第三独立线路处制作形成高导热线路。

具体的，第一填充导通层7、第二填充导通层8和第三填充导通层9的大小相同，且第一填充导通层、第二填充导通层和第三填充导通层的形状均为下小上大的锥体。

具体的，在该新型铜基镜面铝复合基板上还设有上下贯穿的非导通孔14，通过非导通孔用于提高内外层的散热性能。

于其它实施例中，高导热介质层采用导热率为1.0-8.0W/m.K的PP，所述低导热介质层采用导热率为0.3-0.5W/m.K的FR4半固化片，而FR4半固化片在压合受热时具有流动性，这样可在压合制作第二线路层的过程中利用FR4半固化片的流动性填充于第一线路层中的第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路之间的间隙中，使第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路之间相互绝缘隔开，减少后期还需在独立线路间填充其它绝缘物质来达到隔开的目的，即第一线路层中的第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路通过低导热介质层隔开。

于其它实施例中，铜基的厚度与镜面铝板的厚度相同。

于其它实施例中，高导热介质层与低导热介质层的厚度相同。

于其它实施例中，如图2所示，在该新型铜基镜面铝复合基板的表面上还设有用于隔开第二线路层中第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路的阻焊层15，阻焊层15上设有字符16。

实施例2

如图3所示，本实施例所示的一种新型铜基镜面铝复合基板的生产方法，用于制作如实施例1所述的新型铜基镜面铝复合基板，依次包括以下处理工序：

(1)开料：按拼板尺寸520mm×620mm开出铜基、镜面铝板、铜箔、PP和FR4半固化片。

(2)一次压合：棕化速度按照底铜铜厚棕化，将铜箔、PP和铜基按要求依次叠合后压合，形成子板。

(3)钻第一盲孔：通过激光在子板的铜箔面上往下钻出两个孔底为铜基内侧面的第一盲孔。

(4)贴膜：先通过沉铜工序使第一盲孔金属化，而后在子板的上下表面上贴干膜或湿膜，并通过曝光和显影在子板的铜箔面上形成镀孔图形，即在对应第一盲孔处进行开窗，其它部分被干膜或湿膜覆盖保护，且曝光时金属基外侧面上的干膜或湿膜被整面曝光。

(5)填孔电镀：通过填孔电镀工序将第一盲孔填满，退膜后通过磨板将铜箔面磨平；两个电镀后的盲孔分别作为第一填充导通层和第二填充导通层使用。

(6)制作内层线路(负片工艺)：在子板的上下表面上贴干膜或湿膜，并通过曝光和显影在铜箔面上形成内层线路图形，且在曝光时铜基外侧面上的干膜或湿膜被整面曝光，而后通过蚀刻在铜箔面上蚀刻出内层线路，其中内层线路中包括与第一填充导通层对应连通的第一独立线路、与第二填充导通层对应连通的第二独立线路以及不与第一填充导通层和第二填充导通层对应连通的第三独立线路，然后检查内层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷,有缺陷报废处理，无缺陷的产品出到下一流程。

(7)二次压合：棕化速度按照底铜铜厚棕化，将外层铜箔、FR4半固化片和子板按要求依次叠合后压合，形成生产板；且叠合时FR4半固化片与子板上的内层线路接触。

(8)钻第二盲孔：通过激光在生产板的外层铜箔面上往下钻出两个孔底为内层线路表面的第二盲孔，且其中一个第二盲孔的位置与两个第一盲孔中的一个上下对应，另一个第二盲孔的位置不与另一个第一盲孔连通并形成上下错位，并使该第二盲孔与内层线路中的第三独立线路上下对应。

(9)贴膜：先通过沉铜工序使第二盲孔金属化，而后在生产板的上下表面上贴干膜或湿膜，并通过曝光和显影在生产板的外层铜箔面上形成镀孔图形，即在对应第二盲孔处进行开窗，其它部分被干膜或湿膜覆盖保护，且曝光时铜基外侧面上的干膜或湿膜被整面曝光。

(10)填孔电镀：通过填孔电镀工序将第二盲孔填满，退膜后通过磨板将外层铜箔面磨平。

(11)开窗：在生产板的两表面上贴干膜或湿膜，其中位于铜基外侧面上的干膜或湿膜被整面曝光，而位于铜箔面上的干膜或湿膜依次通过曝光、显影在对应需锣通槽的位置处进行开窗，且开窗的尺寸大于通槽的尺寸，一般来说，开窗的尺寸单边比通槽的尺寸大1-2mm。

(12)蚀刻：通过蚀刻去除开窗处的铜层，露出内部的介质层，而后退膜；先通过开窗并蚀刻掉开窗处的铜层，一是可避免后期锣通槽时出现批锋的问题，要是通槽处的铜层不先蚀刻掉，锣槽时锣刀会锣到铜而产生铜批锋，后期贴膜时容易出现铜批锋刺穿膜的问题；二是可避免后期在铜箔面上制作外层线路且在通槽槽孔的周围未设计有线路时，通槽槽口不能被膜封闭进行保护，蚀刻药水流入槽内导致出现其它品质问题，因先将通槽外侧的铜层蚀刻掉了，制作外层线路时不需蚀刻槽口处的铜层，从而贴膜时可对通槽进行覆盖保护，防止后期的蚀刻药水进入槽内。

(13)锣通槽：在生产板和FR4半固化片上对应开窗的中间位置处锣通槽。

(14)贴保护膜：在镜面铝板的一表面中对应生产板上的通槽位置处通过丝印或粘帖的方式设置一保护膜，其中保护膜的尺寸与通槽的尺寸相同或微大于通槽的尺寸。

(15)粗化：先在镜面铝板上未贴有保护膜的一面贴干膜，而后对镜面铝板上贴有保护膜的一面进行微蚀或粗化处理，使镜面铝板该表面上的非保护膜位置被粗化，用于提高后期镜面铝板与生产板之间的结合力。

(16)三次压合：然后将生产板、FR4半固化片和镜面铝板依次叠合后压合，形成复合基板；且镜面铝板上的保护膜与生产板和半固化片上的通槽对应，使生产板和半固化片上的通槽形成盲槽，而保护膜位于盲槽的底部。

(17)制作内层线路(负片工艺)：在复合基板的上下表面上贴干膜或湿膜，并通过曝光和显影在外层铜箔面上形成外层线路图形，且在曝光时镜面铝板外侧面上的干膜或湿膜被整面曝光，而后通过蚀刻在外层铜箔面上蚀刻出外层线路，然后检查外层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷,有缺陷报废处理，无缺陷的产品出到下一流程；上述中，通过其中一个上下对应的第二盲孔和第一盲孔，用于连通内、外层线路以及铜基三者，使该处的内、外线路均为超高导热线路；通过另一个第二盲孔用于连通内、外层线路，但不与铜基连通，使该处的内、外线路均为高导热线路；通过另一个第一盲孔用于连通内层线路与铜基，而对应该第一盲孔处的外层线路不与内层线路和铜基连通，从而使该处的内层线路为超高导热线路，外层线路为低导热线路；从而在单一金属基板上实现了超高导热线路、高导热线路以及低导热线路的分离及共同存在。

(18)、钻孔、去膜：利用钻孔资料进行钻孔加工，从而在复合基板上钻出上下贯穿的非导通孔(即非金属化层)；而后去除盲槽底部的保护膜，露出底部的镜面铝板。

(19)、阻焊、丝印字符：在复合基板的表面喷涂阻焊油墨后，并依次经过预固化、曝光、显影和热固化处理，使阻焊油墨固化成阻焊层；具体为，采用喷涂印刷TOP面阻焊油墨，TOP面字符添加"UL标记"，从而在不需焊接的线路和基材上，涂覆一层防止焊接时线路间产生桥接、提供永久性的电气环境和抗化学腐蚀的保护层，同时起美化外观的作用。

(20)、表面处理(沉镍金)：阻焊开窗位的焊盘铜面通化学原理，均匀沉积一定要求厚度的镍层和金层，镍层厚度为：3-5μm；金层厚度为：0.05-0.1μm。

(21)、电测试：测试成品板的电气导通性能，此板使用测试方法为：飞针测试。

(22)、成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm，制得新型铜基镜面铝复合基板。

(23)、FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对线路板外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。

(24)、FQA：再次抽测线路板的外观、孔铜厚度、介质层厚度、绿油厚度、内层铜厚等是否符合客户的要求。

(25)、包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对线路板进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种新型铜基镜面铝复合基板，其特征在于，包括铜基以及由内往外依次设于铜基上表面的高导热介质层、第一线路层、低导热介质层和第二线路层，所述铜基的下表面设有镜面铝板，且所述铜基与镜面铝板之间设有低导热介质层，所述第二线路层和第一线路层中均包括第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路，且所述第二线路层和第一线路层中的第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路分别上下一一对应，在对应第一独立线路位置处的所述低导热介质层和高导热介质层上均设有用于上下连通第二线路层、第一线路层和铜基三者的第一填充导通层，在对应第二独立线路位置处的所述高导热介质层上设有用于上下连通第一线路层和铜基的第二填充导通层；所述新型铜基镜面铝复合基板上还设有一用于露出镜面铝板内表面的盲槽；所述高导热介质层采用导热率为1.0-8.0W/m.K的PP，所述低导热介质层采用导热率为0.3-0.5W/m.K的FR4半固化片。

2.根据权利要求1所述的新型铜基镜面铝复合基板，其特征在于，在对应第三独立线路位置处的所述低导热介质层上设有用于上下连通第二线路层和第一线路层的第三填充导通层。

3.根据权利要求2所述的新型铜基镜面铝复合基板，其特征在于，所述第一填充导通层、第二填充导通层和第三填充导通层的大小相同。

4.根据权利要求2所述的新型铜基镜面铝复合基板，其特征在于，所述第一填充导通层、第二填充导通层和第三填充导通层的形状均为下小上大的锥体。

5.根据权利要求4所述的新型铜基镜面铝复合基板，其特征在于，所述第一线路层中的第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路通过所述低导热介质层隔开。

6.根据权利要求5所述的新型铜基镜面铝复合基板，其特征在于，所述新型铜基镜面铝复合基板上还设有上下贯穿的非导通孔。

7.根据权利要求1-6任一项所述的新型铜基镜面铝复合基板，其特征在于，所述高导热介质层与低导热介质层的厚度相同。

8.根据权利要求1-6任一项所述的新型铜基镜面铝复合基板，其特征在于，所述铜基的厚度与所述镜面铝板的厚度相同。

9.根据权利要求1-6任一项所述的新型铜基镜面铝复合基板，其特征在于，所述新型铜基镜面铝复合基板的表面上还设有用于隔开第二线路层中第一独立线路、第二独立线路和第三独立线路的阻焊层。

10.根据权利要求9所述的新型铜基镜面铝复合基板，其特征在于，所述阻焊层上设有字符。

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