TWI700019B - 電路板及其製作方法 - Google Patents

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TWI700019B
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陳右儒
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大陸商業成科技（成都）有限公司
大陸商業成光電（深圳）有限公司
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Abstract

一種電路板，包括：第一基板，所述第一基板為金屬材質；第一阻隔層，所述第一阻隔層的成分包含三氧化二鋁，所述第一阻隔層設置於所述第一基板至少一表面，所述第一阻隔層遠離所述第一基板的表面為三氧化二鋁；以及，第一線路層，所述第一線路層設置於所述第一阻隔層遠離所述第一基板一側。本發明還提供上述電路板的製作方法。

Description

電路板及其製作方法
本發明涉及一種電路板及其製作方法，尤其涉及一種導熱性能較好的電路板及其製作方法。
近年來，電子產品被廣泛應用在日常工作和生活中，隨著電子產品功能的日益增強，電子產品被使用的時間和被使用的強度也逐漸增大。但，長時間或者高強度的使用電子產品必然會導致電子產品發熱嚴重，持續的高溫會對電子產品造成損害。
目前的電子產品，尤其是移動終端類電子產品，由於其體積小且結構輕薄，其散熱性能往往不夠理想，尤其是應用面積巨大的電路板，傳統的電路板結構往往使用有機物作為基板，因此，傳統的電路板整體導熱係數較低且散熱性能較差。
一種電路板，包括：第一基板，所述第一基板為金屬材質；第一阻隔層，所述第一阻隔層的成分包含三氧化二鋁，所述第一阻隔層設置於所述第一基板的至少一表面，所述第一阻隔層遠離所述第一基板的表面為一三氧化二鋁層；以及第一線路層，所述第一線路層設置於所述第一阻隔層遠離所述第一基板一側。
一種電路板的製作方法，包括如下步驟： 提供一第一基板，所述第一基板為金屬材質；在所述第一基板至少一表面設置一包含有三氧化二鋁的一第一阻隔層，使所述第一阻隔層遠離所述第一基板的表面為三氧化二鋁層；以及在所述第一阻隔層遠離所述第一基板表面形成一第一線路層。
本發明的電路板，三氧化二鋁具有較高的體阻抗，其體阻抗普遍大於1014ohm‧cm，雖然第一阻隔層、第一基板以及第一線路層為導電材料，但三氧化二鋁較高的阻抗可有效隔絕線路層與第一基板的電性連接，實現絕緣的功效。且本發明的電路板中第一基板、第一阻隔層以及第一線路層均為金屬或者金屬氧化物材料，使得電路板整體具有較高的導熱係數，電路板具有良好的散熱能力。
10、20、30:電路板
11、21、31:第一基板
12、22、32:第一阻隔層
121、221、321:鋁層
122、222、322:三氧化二鋁層
13、23、33:第一線路層
14、24、34:防焊層
15、25、35:連接墊
36:第二基板
37:第二阻隔層
38:第二線路層
39:連接件
圖1為本發明第一實施例的電路板的剖視示意圖。
圖2為本發明第一實施例的電路板的剖視示意圖。
圖3為本發明第二實施例的電路板的剖視示意圖。
圖4為本發明第三實施例的電路板的剖視示意圖。
圖5為本發明第三實施例的電路板的剖視示意圖。
圖6為本發明一實施例的電路板的製作流程示意圖。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。
下面結合附圖，對本發明的一些實施方式作詳細說明。在不衝突的情況下，下述的實施例及實施例中的特徵可相互組合。
如圖1所示，為本發明第一實施例的電路板10的剖視示意圖。於一實施例中，電路板10可為一單層電路板。電路板10至少包括第一基板11、第一阻隔層12、第一線路層13、防焊層14以及連接墊15。第一基板11為電路板10的承載主體，第一阻隔層12設置於第一基板11的一表面，第一線路層13設置於第一阻隔層12遠離第一基板11的一側，防焊層14覆蓋第一線路層13的至少部分表面，第一線路層13未被防焊層14覆蓋的表面的至少部分設置有連接墊15。
第一基板11為金屬材質，於一實施例中，可為銅、銀、鎳等金屬單質材料，也可為不銹鋼、黃銅(銅鋅合金)等合金材料，也可為金屬複合物，如鈦鋁鈦等。第一基板11具備良好的延展性和導熱性，使之便於加工，且使之具備較好的散熱性能。
第一阻隔層12的成分包含三氧化二鋁，進一步地，第一阻隔層12遠離第一基板11的表面為三氧化二鋁層。
於一實施例中，第一阻隔層12包括一鋁層121以及一三氧化二鋁層122，鋁層121與第一基板11直接接觸，三氧化二鋁層122位於鋁層121遠離第一基板11的一側，即，第一阻隔層12遠離第一基板11的表面為三氧化二鋁層。三氧化二鋁層122可由附著於第一基板11表面的鋁層121部分氧化形成。
在其他實施例中，如圖2所示，為本發明的電路板10的剖視示意圖。第一阻隔層12的主體成分為三氧化二鋁，可使用物理鍍膜或化學鍍膜等方式在第一基板11表面沉積形成。
第一線路層13具有一預定的電路圖案，第一線路層13可包括多個導電線路，多個導電線路可擁有合理的排布方式。於一實施例中，第一線路層13為銅，在其它實施例中，第一線路層13也可為其它導電材料材質，例如可為金屬單質、合金、金屬氧化物等。
防焊層14覆蓋第一線路層13遠離第一阻隔層12一側的至少部分表面，防焊層14為絕緣材料，其可為油墨。防焊層14對第一線路層13起到絕緣保護的作用，第一線路層13的至少部分表面未被防焊層14覆蓋，第一線路層13未被防焊層14覆蓋的部分可作為導電連介面。
連接墊15可為多個，每個連接墊15設置於第一線路層13未被防焊層14覆蓋的一段裸露導電線路的表面，並與第一線路層13電性連接。連接墊15為導電材料，其可為金屬、半導體、摻雜有導電顆粒的有機物等導電材料，於一實施例中，可為金屬金或金屬銀等導電性能較好的導電材料。
本發明的電路板10，三氧化二鋁具有較高的體阻抗，其體阻抗普遍大於1014ohm‧cm，雖然鋁層121、第一基板11以及第一線路層13為導電材料，但三氧化二鋁較高的阻抗可有效隔絕第一線路層13與鋁層121或第一基板11的電性連接，實現絕緣的功效。且本發明的電路板10中第一基板11、第一阻隔層12以及第一線路層13均為金屬或者金屬氧化物材料，使得電路板10整體具有較高的導熱係數，電路板10具有良好的散熱能力。
第二實施例
如圖3所示，為本發明第二實施例的電路板20的剖視示意圖。於一實施例中，電路板20可為一雙面電路板。電路板20至少包括第一基板21、第一阻隔層22、第一線路層23、防焊層24以及連接墊25。第一基板21為電路板20的承載主體，第一阻隔層22的數量為兩個，兩個第一阻隔層22分別設置於第一基板21相背的兩表面，第一線路層23設置於第一阻隔層22遠離第一基板21一側， 防焊層24覆蓋第一線路層23的至少部分表面，第一線路層23未被防焊層24覆蓋的表面的至少部分設置有連接墊25。
第一基板21為金屬材質，於一實施例中，可為銅、銀、鎳等金屬單質材料，也可為不銹鋼、黃銅(銅鋅合金)等合金材料，也可為金屬複合物，如鈦鋁鈦等。第一基板21具備良好的延展性和導熱性，使之便於加工，且使之具備較好的散熱性能。
第一阻隔層22的成分包含三氧化二鋁，進一步地，第一阻隔層22遠離第一基板21的表面為三氧化二鋁層。於一實施例中，第一阻隔層22包括一鋁層221以及一三氧化二鋁層222，鋁層221與第一基板21直接接觸，三氧化二鋁層222位於鋁層221遠離第一基板21的一側，即，第一阻隔層22遠離第一基板21的表面為三氧化二鋁層222。三氧化二鋁層222可由附著於第一基板21表面的鋁層221部分氧化形成。在其他實施例中，第一阻隔層22可為第一實施例中所描述的結構，第一阻隔層22包括一三氧化二鋁層222，三氧化二鋁層222直接形成於第一基板21表面，形成的方法可為物理鍍膜或化學鍍膜等方式。
第一線路層23具有一預定的電路圖案，第一線路層23可包括多個導電線路，多個導電線路可擁有合理的排布方式。於一實施例中，第一線路層23為銅，在其它實施例中，第一線路層23也可為其它導電材料材質，例如可為金屬單質、合金、金屬氧化物等。
防焊層24覆蓋第一線路層23遠離第一阻隔層22一側的至少部分表面，防焊層24為絕緣材料，其可為油墨。防焊層24對第一線路層23起到絕緣保護的作用，第一線路層23的至少部分表面未被防焊層24覆蓋，第一線路層23未被防焊層24覆蓋的部分可作為導電連介面。
連接墊25可為多個，每個連接墊25設置於第一線路層23未被防焊層24覆蓋的一段裸露導電線路的表面，並與第一線路層23電性連接。連接墊25 為導電材料，其可為金屬、半導體、摻雜有導電顆粒的有機物等導電材料，於一實施例中，可為金屬金或金屬銀等導電性能較好的導電材料。
本發明的電路板20，三氧化二鋁具有較高的體阻抗，其體阻抗普遍大於1014ohm‧cm，雖然鋁層221、第一基板21以及第一線路層23為導電材料，但三氧化二鋁較高的阻抗可有效隔絕第一線路層23與鋁層221或第一基板21的電性連接，實現絕緣的功效。且本發明的電路板20中第一基板21、第一阻隔層22以及第一線路層23均為金屬或者金屬氧化物材料，使得電路板20整體具有較高的導熱係數，電路板20具有良好的散熱能力。
第三實施例
如圖4所示，為本發明第三實施例的電路板30的剖視示意圖。於一實施例中，電路板30可為一多層電路板。電路板30至少包括第一基板31、第二基板36、第一阻隔層32、第二阻隔層37、第一線路層33、第二線路層38、防焊層34以及連接墊35。第一基板31及第二基板36為電路板30的承載主體，第一阻隔層32的數量為兩個，兩個第一阻隔層32分別設置於第一基板31相背的兩表面，第一線路層33設置於第一阻隔層32遠離第一基板31一側。第二阻隔層37的數量為兩個，兩個第二阻隔層37分別設置於第二基板36相背的兩表面，第二線路層38設置於一層第二阻隔層37遠離第二基板36的一側，第一基板31與第二基板36堆疊設置，一層第二阻隔層37與一層第一線路層33直接接觸。防焊層34覆蓋第一基板31遠離第二基板36一側的第一線路層33以及第二線路層38至少部分表面，第一基板31遠離第二基板36一側的第一線路層33以及第二線路層38被防焊層34覆蓋的表面的至少部分設置有連接墊35。
第一基板31為金屬材質，具體可為銅、銀、鎳等金屬單質材料，也可為不銹鋼、黃銅(銅鋅合金)等合金材料，也可為金屬複合物，如鈦鋁鈦等。第一基板31具備良好的延展性和導熱性，使之便於加工，且使之具備較好 的散熱性能。第二基板36為金屬材質，具體可為銅、銀、鎳等金屬單質材料，也可為不銹鋼、黃銅(銅鋅合金)等合金材料，也可為金屬複合物，如鈦鋁鈦等。於一實施例中，第一基板31與第二基板36具有相同的材料及結構。
第一阻隔層32的成分包含三氧化二鋁，進一步地，第一阻隔層32遠離第一基板31的表面為三氧化二鋁層。於一實施例中，第一阻隔層32包括一鋁層321以及一三氧化二鋁層322，鋁層321與第一基板31直接接觸，三氧化二鋁層322位於鋁層321遠離第一基板31的一側，即，第一阻隔層32遠離第一基板31的表面為三氧化二鋁層322。三氧化二鋁層322可由附著於第一基板31表面的鋁層321部分氧化形成。在其他實施例中，第一阻隔層32可為第一實施例中所描述的結構，第一阻隔層32包括一三氧化二鋁層322，三氧化二鋁層322直接形成於第一基板31表面，形成的方法可為物理鍍膜或化學鍍膜等方式。
第二阻隔層37的成分包含三氧化二鋁，第二阻隔層37遠離第二基板36的表面為三氧化二鋁。於一實施例中，第一阻隔層32與第二阻隔層37具有相同的材料及結構。
第一線路層33具有一預定的電路圖案，第一線層路33可包括多個導電線路，多個導電線路可擁有合理的排布方式。於一實施例中，第一線路層33為銅，在其它實施例中，第一線路層33也可為其它導電材料材質，例如可為金屬單質、合金、金屬氧化物等。第二線路層38可作為一內層線路層，第二線路層38具有一預定的電路圖案，第二線路層38可包括多個導電線路，多個導電線路可擁有合理的排布方式。於一實施例中，第二線路層38與第一線路層33具有相同的材料及結構。
防焊層34覆蓋第一基板31遠離第二基板36一側的第一線路層33以及第二線路層38露的至少部分表面，防焊層34為絕緣材料，其可為油墨。防焊層34對第一線路層33及第二線路層38起到絕緣保護的作用，第一線路層33及第 二線路層38的至少部分表面未被防焊層34覆蓋，第一線路層33及第二線路層38未被防焊層34覆蓋的部分可作為導電連介面。
連接墊35可為多個，每個連接墊35設置於第一基板31遠離第二基板36一側的第一線路層33及第二線路層38未被防焊層34覆蓋的一段裸露導電線路的表面，並與第一線路層33及第二線路層38電性連接。連接墊35為導電材料，其可為金屬、半導體、摻雜有導電顆粒的有機物等導電材料，具體可為金屬金或金屬銀等導電性能較好的導電材料。
電路板30包括兩個承載主體，兩個承載主體分別為第一基板31及第二基板36，第一基板31與第二基板36堆疊設置，二者可藉由電路板30邊緣的連接件39進行加固。如圖5所示，為本發明第三實施例的電路板30的局部剖視示意圖，於一實施例中，連接件39為一外部包圍性加固結構，可將第一基板31、第二基板36以及設置於第一基板31與第二基板36上的其他結構的至少部分包裹於連接件39內部以實現電路板30的加固。在其他實施例中，連接件39不僅限於圖5所示的結構或連接方式，連接件39還可為卡和型連接結構，藉由在第一基板31或第二基板36上設置相互配合的卡和件實現第一基板31及第二基板36的卡和。
第四實施例
如圖6所示，為本發明的電路板10的製作流程示意圖。在本實施例中，電路板10為一單層電路板。
步驟S11：提供一第一基板11，第一基板11為金屬材料。
提供一金屬材質的第一基板11，對第一基板11進行清洗以去除第一基板11表面的雜質。
步驟S12：在第一基板11至少一表面設置包含有三氧化二鋁的一第一阻隔層12，使第一阻隔層12遠離第一基板11的表面為三氧化二鋁。
於一實施例中，形成第一阻隔層12的方法可包括如下步驟：步驟S121：將第一基板11浸入熔融狀態的鋁單質中；步驟S122：降低熔融狀態的鋁單質的溫度，使第一基板11表面凝固一層單質鋁，並將表面凝固有單質鋁的第一基板11取出並使之冷卻；步驟S123：對第一基板11上附著的單質鋁進行表面處理，可藉由機械打磨或者化學蝕刻的方式使單質鋁的表面光潔度達到預定標準；步驟S124：對第一基板11上附著的單質鋁進行陽極氧化處理，使遠離第一基板11一側的單質鋁轉化為三氧化二鋁；步驟S125：對三氧化二鋁進行表面處理，使三氧化二鋁表面的孔洞被封閉以形成一完整緻密的三氧化二鋁層，並得到第一阻隔層12。
在其他實施例中，形成第一阻隔層12的方法可包括如下步驟：步驟S126：藉由電鍍、物理氣相沉積或者化學氣相沉積的方式在第一基板11表面形成一層單質鋁；步驟S123：對第一基板11上附著的單質鋁進行表面處理，可藉由機械打磨或者化學蝕刻的方式使單質鋁的表面光潔度達到預定標準；步驟S124：對第一基板11上附著的單質鋁進行陽極氧化處理，使遠離第一基板11一側的單質鋁轉化為三氧化二鋁；步驟S125：對三氧化二鋁進行表面處理，使三氧化二鋁表面的孔洞被封閉以形成一完整緻密的三氧化二鋁層，並得到第一阻隔層12。
在其他實施例中，形成第一阻隔層12的方法可包括如下步驟：
步驟S127：藉由物理氣相沉積或者化學氣相沉積的方式在第一基板11表面形成一層三氧化二鋁，並得到第一阻隔層12。
步驟S13：在第一阻隔層12遠離第一基板11的表面形成第一線路層13。
在第一阻隔層12遠離第一基板11的表面藉由網印、印刷、光蝕刻等方式形成一層具有預定圖案的第一線路層13，使第一線路層13具有多個導電線路。隨後，在200℃至400℃的溫度下或使用鐳射對第一線路層13進行退火處理使導電線路的形狀及圖案固定。於一實施例中，第一線路層13的材料為金屬銅，退火過程中，第一線路層13與第一阻隔層12之間保留有氧化銅。
步驟S14：在第一線路層13遠離第一阻隔層12表面設置至少一防焊層14，使第一線路層13的至少部分表面被防焊層14覆蓋。
於一實施例中，第一防焊層14可為油墨，或者其他有機物或者含有有機物的其他絕緣防焊材料，第一線路層13的至少部分裸露的表面未被防焊層14覆蓋。
步驟S15：提供至少一個連接墊15，在第一線路層13未被防焊層14覆蓋的表面設置連接墊15，使連接墊15與第一線路層13電性連接。
當電路板10為一雙面電路板時，製作方法與單層電路板的製作方法的差別在於：在第一基板11上設置至少兩層第一阻隔層12，使至少兩層第一阻隔層12設置於第一基板11相背的兩表面，製作過程中，至少兩層第一阻隔層12可在相同的步驟及工序中製作完成；在第一基板11上設置至少兩層所述第一線路層13，使每層第一線路層13設置於一第一阻隔層12遠離第一基板11的表面，製作過程中，至少兩層第一線路層13可在相同的步驟及工序中製作完成。
當電路板10為一多層電路板時，電路板10還包括第二基板36、第二阻隔層37以及第二線路層38，可理解的，第二基板36可與第一基板11相同，第二阻隔層37可與第一阻隔層12相同，第二線路層38可與第一線路層13相同，對應的，其製作步驟及工藝也可相同。
以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可 對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。
30:電路板
31:第一基板
36:第二基板
39:連接件

Claims (10)

  1. 一種電路板，其改良在於，包括：第一基板，所述第一基板為金屬材質；第一阻隔層，所述第一阻隔層的成分包含三氧化二鋁，所述第一阻隔層設置於所述第一基板的至少一表面，所述第一阻隔層遠離所述第一基板的表面為一三氧化二鋁層，所述第一阻隔層還包括一鋁層，所述鋁層與所述第一基板接觸，所述三氧化二鋁層設置於鋁層遠離所述第一基板的一側，所述三氧化二鋁層的體阻抗大於1014ohm‧cm；以及第一線路層，所述第一線路層設置於所述第一阻隔層遠離所述第一基板一側。
  2. 如請求項1所述的電路板，其中：所述第一基板上設置有至少兩層所述第一阻隔層，所述至少兩層第一阻隔層設置於所述第一基板相背的兩表面；所述第一基板上設置有至少兩層所述第一線路層，每層所述第一線路層設置於一所述第一阻隔層遠離所述第一基板的表面。
  3. 如請求項1或2所述的電路板，其中，還包括：第二基板，所述第二基板為金屬材質；第二阻隔層，所述第一阻隔層的成分包含三氧化二鋁，所述第二阻隔層設置於所述第二基板相背的兩表面，所述第二阻隔層遠離所述第二基板的表面為三氧化二鋁；第二線路層，所述第二線路層設置於一層所述第二阻隔層遠離所述第二基板一側；以及 所述第一基板與所述第二基板堆疊設置，一層所述第二阻隔層與一層所述第一線路層直接接觸，所述第二線路層設置與所述第二基板遠離所述第一基板一側。
  4. 如請求項3所述的電路板，其中，還包括：連接件，所述連接件可拆卸的設置於所述第一基板及所述第二基板的邊緣，所述第一基板及所述第二基板藉由所述連接件連接。
  5. 如請求項1或2所述的電路板，其中，還包括：防焊層，所述防焊層設置於所述第一線路層遠離所述第一阻隔層表面，所述防焊層為絕緣材料，所述第一線路層的至少部分表面未被所述防焊層覆蓋；連接墊，所述連接墊設置於所述第一線路層未被所述防焊層覆蓋的表面，所述連接墊為導電材料。
  6. 如請求項3所述的電路板，其中，所述第一阻隔層的成分還包含鋁，所述第一阻隔層與所述第二阻隔層材料相同。
  7. 如請求項5所述的電路板，其中，所述第一線路層或所述第二線路層包括多個導電線路，所述導電線路與所述連接墊電性連接。
  8. 一種電路板的製作方法，包括如下步驟：提供一第一基板，所述第一基板為金屬材質；在所述第一基板至少一表面設置包含有三氧化二鋁的一第一阻隔層，使所述第一阻隔層遠離所述第一基板的表面為三氧化二鋁層所述第一阻隔層還包括一鋁層，所述鋁層與所述第一基板接觸，所述三氧化二鋁層設置於鋁層遠離所述第一基板的一側，所述三氧化二鋁層的體阻抗大於1014ohm‧cm；以及在所述第一阻隔層遠離所述第一基板表面形成一第一線路層。
  9. 如請求項8所述的電路板的製作方法，還包括如下步驟： 在所述第一基板上設置至少兩層所述第一阻隔層，使所述至少兩層第一阻隔層設置於所述第一基板相背的兩表面；在所述第一基板上設置至少兩層所述第一線路層，使每層所述第一線路層設置於一所述第一阻隔層遠離所述第一基板的表面；在所述第一線路層遠離所述第一阻隔層表面設置至少一防焊層，使所述第一線路層的至少部分表面被所述防焊層覆蓋；提供至少一個連接墊，在所述第一線路層未被所述防焊層覆蓋的表面設置所述連接墊，並使所述連接墊與所述第一線路層電性連接。
  10. 如請求項8或9所述的電路板的製作方法，其中，在所述第一基板至少一表面形成一包含有三氧化二鋁的一第一阻隔層並使所述第一阻隔層遠離所述第一基板的表面為三氧化二鋁的方法為：在所述第一基板至少一表面形成一鋁層，對所述鋁層遠離所述第一基板的表面進行氧化處理並在該表面形成三氧化二鋁，所述鋁層與所述三氧化二鋁的結合體即為所述第一阻隔層；或，在所述第一基板至少一表面製作一三氧化二鋁層，所述三氧化二鋁層為所述第一阻隔層。
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