TWI772147B

TWI772147B - 電路板及其製作方法

Info

Publication number: TWI772147B
Application number: TW110130028A
Authority: TW
Inventors: 王浩; 李衛祥
Original assignee: 大陸商慶鼎精密電子（淮安）有限公司; 大陸商鵬鼎控股（深圳）股份有限公司
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2022-07-21
Also published as: TW202308472A; CN115707170A

Abstract

一種電路板，包括第一線路基板和設置於所述第一線路基板相對兩側的第二線路基板和第三線路基板，所述第一線路基板開設有複數毛細孔，所述第二線路基板開設有第一腔體，所述第一腔體中容納有冷卻液，所述第三線路基板開設有第二腔體，每個毛細孔連通所述第一腔體和所述第二腔體。本發明還涉及一種電路板的製作方法。

Description

電路板及其製作方法

本申請涉及電路板領域，尤其涉及一種能夠快速散熱的電路板及其製作方法。

隨著科學技術的發展，越來越多的元器件集成到電子裝置中，從而使得電子裝置的散熱成為影響電子裝置性能的一項重要參數。現有電子裝置中，藉由利用電路板自身或設置於電路板上的金屬補強片將裝設於電路板上的元器件產生的熱量匯出。然而，該種散熱方式依賴電路板所處的環境溫度，且散熱效率較差。

有鑑於此，有必要提供一種能夠解決上述技術問題的電路板及其製作方法。

本申請一方面提供一種電路板，包括第一線路基板和設置於所述第一線路基板相對兩側的第二線路基板和第三線路基板，所述第一線路基板開設有複數毛細孔，所述第二線路基板開設有第一腔體，所述第一腔體中容納有冷卻液，所述第三線路基板開設有第二腔體，每個毛細孔連通所述第一腔體和所述第二腔體。

本申請另一方面提供一種電路板的製作方法，包括以下步驟：提供雙面基板，包括第一基層以及設置於所述第一基層相對兩側的第一金屬箔和第二金屬箔，其中，所述雙面基板開設有複數毛細孔；在所述第一金屬箔和所述第二金屬箔背離所述第一基層的一側分別壓合第一乾膜和第二乾膜，並對所述第一乾膜和所述第二乾膜進行曝光顯影分別形成複數第一通孔和複數第二通孔；在所述複數第一通孔和所述複數第二通孔中分別形成複數第一金屬柱和複數第二金屬柱，其中，所述複數第一金屬柱均與所述第一金屬箔相連接並鄰近所述複數毛細孔設置，所述複數第二金屬柱均與所述第二金屬箔相連接並鄰近所述複數毛細孔設置；去除所述第一乾膜和所述第二乾膜，並對所述第一金屬箔和所述第二金屬箔進行線路製作形成第一導電層和第二導電層；在所述複數第一金屬柱背離所述第一導電層的一端形成第一金屬粘結劑；在所述第一導電層的一側依序壓合一第二基層和第三金屬箔，其中，所述第二基層開設有第一腔體，所述複數第一金屬柱穿過所述第一腔體並藉由所述第一金屬粘結劑與所述第三金屬箔相連接，所述第三金屬箔封蓋所述第一腔體的一端；向所述第一腔體中注入冷卻液；在所述複數第二金屬柱背離所述第二導電層的一端形成第二金屬粘結劑；在所述第二導電層的一側依序壓合一第三基層和第四金屬箔，其中，所述第三基層開設有第二腔體，所述複數第二金屬柱闖過所述第二腔體並藉由所述第二金屬粘結劑與所述第四金屬箔相連接，所述第四金屬箔封蓋所述第二腔體的一端；在所述第三金屬箔和所述第四金屬箔上進行線路製作形成第三導電層和第四導電層。

本申請提供的電路板及其製作方法中，藉由毛細孔連通第一腔體和第二腔體，並藉由冷卻液將導入所述第二腔體中的熱量快速傳導至所述第一腔體中，即將電路板一側的熱量快速傳導至另一側，提高了散熱效率。

下面將對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。

需要說明的是，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。在本發明實施方式中使用的術語是僅僅出於描述特定實施方式的目的，而非旨在限制本發明。

請參閱圖1，本申請一實施方式提供一種電路板100，包括第一線路基板10以及設置於所述第一線路基板10相對兩側的第二線路基板20和第三線路基板30。

所述第一線路基板10包括第一基層11、第一導電層12和第二導電層13。所述第一導電層12和所述第二導電層13分別設置於所述第一基層11相對的兩側。

所述第一線路基板10開設有複數毛細孔101，所述毛細孔101貫通所述第一基層11、所述第一導電層12和所述第二導電層13。藉由設置所述毛細孔101的孔徑和所述第一線路基板10的厚度，使得所述毛細孔101具有毛細作用。所述毛細孔101的孔壁覆蓋有金屬層14，所述金屬層14的兩端分別與所述第一導電層12和所述第二導電層13相連接。

在一些實施方式中，所述金屬層14的表面設有棕化層（圖未示），用於增大所述金屬層14的表面粗糙度。

所述第一導電層12上設置有複數第一金屬柱161。所述複數第一金屬柱161鄰近所述複數毛細孔101設置。請參閱圖2，本實施方式中，所述複數第一金屬柱161和所述複數毛細孔101呈陣列設置。

所述第二導電層13上設置有複數第二金屬柱162。所述複數第二金屬柱162鄰近所述複數毛細孔101設置。請參閱圖2，本實施方式中，所述複數第二金屬柱162和所述複數毛細孔101呈陣列設置。

所述第一基層11的材質可為本領域常用的介電材料，如聚醯亞胺、環氧樹脂、玻璃纖維預浸料、碳纖維預浸料等。本實施方式中，所述第一基層11的材料為柔性介電材料。

所述第一線路基板10還包括兩個覆蓋膜15。所述兩個覆蓋膜15分別覆蓋所述第一導電層12以及所述第二導電層13背離所述第一基層11的一側的部分。所述兩個覆蓋膜15的位置相對應。所述第一線路基板10上與所述兩個覆蓋膜15相對應的部分區域作為彎曲區域，其他區域作為非彎折區域。

所述第二線路基板20包括第二基層21和設置於所述第二基層21上的第三導電層22。所述第二基層21與所述第一導電層12相貼合。所述第二基層21開設有第一腔體201，所述第三導電層22的部分從所述第一腔體201露出。所述複數第一金屬柱161容置於所述第一腔體201中，並藉由第一金屬粘結劑41與所述第三導電層22相連接。所述第一金屬粘結劑41夾設於所述第一金屬柱161和所述第三導電層22之間。所述複數毛細孔101與所述第一腔體201相連通。

所述第一腔體201中容納有冷卻液50。所述冷卻液50為非導電液體，其可以為純淨水、乙二醇等。

所述第三線路基板30包括第三基層31和設置於所述第三基層31上的第四導電層32。所述第三基層31與所述第二導電層13相貼合。所述第三基層31開設有第二腔體301，所述第四導電層32的部分從所述第二腔體301露出。所述複數第二金屬柱162容置於所述第二腔體301中，並藉由第二金屬粘結劑42與所述第四導電層32相連接。所述第二金屬粘結劑42夾設於所述第四導電層32和所述第二金屬柱162之間。所述複數毛細孔101與所述第二腔體301相連通。容納於所述第一腔體201中的冷卻液50在毛細作用下，可藉由所述毛細孔101進入所述第二腔體301。

所述第三導電層22上開設有第二環形孔221，所述第二環形孔221環繞所述第一腔體201的周緣設置並暴露所述第二基層21的部分，並將所述第三導電層22分隔為相互隔離的第一部分222和第二部分223。所述第一部分222的位置與所述第一腔體201的位置相對應，所述第二部分223設置於所述第二基層21上並環繞所述第一部分222設置。由所述第一腔體201匯出的熱量僅藉由所述第一部分222進行發散，由此降低熱量對所述第二部分223上的線路的影響。

所述第四導電層32上開設有第一環形孔321，所述第一環形孔321環繞所述第二腔體301的周緣設置並暴露所述第三基層31的部分，並將所述第四導電層32分隔為相互隔離的第一部分322和第二部分323。所述第一部分322的位置與所述第二腔體301的位置相對應，所述第二部分323設置於所述第三基層31上。所述第一部分322用於裝設所述晶片80，所述晶片80發出的熱量僅藉由所述第一部分322導入所述第二腔體301中，由此降低熱量對所述第二部分323上的線路的影響。

所述第二基層21和所述第三基層31的材料均可為本領域常用的介電材料，如聚醯亞胺、環氧樹脂、玻璃纖維預浸料、碳纖維預浸料等。本實施方式中，所述第二基層21和所述第三基層31的材料均為剛性介電材料。

所述第二線路板20和所述第三線路板30均開設有開口401，以暴露相應的覆蓋膜15的部分，從而使得所述電路板100能夠在所述覆蓋膜15處進行彎折。

所述第一導電層12、所述第二導電層13、所述第三導電層22、所述第四導電層32、所述第一金屬柱161和所述第二金屬柱162的材質可包含但不限於銅、金、銀等。

所述第一導電層12、所述第二導電層13、所述第三導電層22、所述第四導電層32均包括層疊設置的原銅層121和鍍銅層123。所述原銅層121為銅箔。

所述電路板100還包括設置於所述第三導電層22和所述第四導電層32上的防焊層70。所述防焊層70具有防焊開口71。所述第三導電層22的第一部分222以及所述第四導電層32的第一部分322分別從相應的防焊開口71露出。所述覆蓋膜15的部分也露出於相應的防焊層70外。

所述電路板100還包括複數導電結構60，以電連接相鄰的導電層。所述導電結構可以為但不限於導電柱、導電孔。

所述電路板100還包括晶片80。所述晶片80裝設於所述第四導電層32的第一部分322上。所述晶片80的電極側背離所述第四導電層32設置，且所述晶片80和所述第四導電層32的第一部分322之間夾設有導熱膠90，以提高散熱效率。所述晶片80的電極側藉由導線81與所述第二部分323電連接。

所述晶片80產生的熱量藉由所述第四導電層32的第一部分322傳遞至所述第二腔體301中，所述第二腔體301中的冷卻液50吸熱蒸發，蒸發後的氣體藉由所述毛細孔101回到所述第一腔體201中並冷凝為液體，然後藉由毛細作用將所述第一腔體201中的冷卻液50重新輸送到所述第二腔體301中，如此循環往復以將所述晶片80產生的熱量從所述第四導電層32的第一部分322快速傳遞至所述第三導電層22的第一部分222，起到散熱和降溫的功能，提高散熱效率。

請參閱圖3至圖11，本申請一實施方式提供一種電路板的製作方法，其包括以下步驟：

步驟S1，請參閱圖3，提供雙面基板300。所述雙面基板300包括第一基層11以及設置於所述第一基層11相對兩側的第一金屬箔310和第二金屬箔320。

所述雙面基板300開設有複數毛細孔101，所述毛細孔101貫通所述第一基層11、所述第一金屬箔310和所述第二金屬箔320。所述毛細孔101的孔壁覆蓋有金屬層14，所述金屬層14的兩端分別與所述第一金屬箔310和所述第二金屬箔320相連接。

所述毛細孔101可藉由機械鑽孔或鐳射鑽孔工藝形成。所述金屬層14可藉由電鍍工藝形成。

步驟S2，請參閱圖4，在第一金屬箔310和所述第二金屬箔320背離所述第一基層11的一側分別壓合第一乾膜200和第二乾膜400，並對所述第一乾膜200和所述第二乾膜400進行曝光顯影分別形成複數第一通孔210和複數第二通孔410。所述複數第一通孔210和所述複數第二通孔410均鄰近所述複數毛細孔101設置。所述第一金屬箔310的部分從所述第一通孔210中露出，所述第二金屬箔320的部分從所述第二通孔410中露出。

步驟S3，請參閱圖4，藉由圖形電鍍工藝在所述複數第一通孔210和所述複數第二通孔410中分別形成複數第一金屬柱161和複數第二金屬柱162。所述複數第一金屬柱161和所述複數第二金屬柱162分別與所述第一金屬箔310和所述第二金屬箔320相連接。

步驟S4，請參閱圖5，去除所述第一乾膜和所述第二乾膜，對所述第一金屬箔和所述第二金屬箔進行線路製作形成第一導電層12和第二導電層13，並在所述第一金屬柱161背離所述第一導電層12的一端形成第一金屬粘結劑41，得到第一線路基板10。

在一些實施方式中，在步驟S4之後還包括以下步驟：對所述金屬層14進行棕化處理，以增加所述毛細孔101的孔壁的表面粗糙度。

步驟S5，請參閱圖5，在所述第一導電層12和所述第二導電層13背離所述第一基層11的一側上分別形成覆蓋膜15，並在所述覆蓋膜15上形成膠帶500。

步驟S6，請參閱圖6，提供第二基層21和第三金屬箔330。所述第二基層21開設有第一腔體201，所述第一腔體201用於在後續壓合工序中供所述複數第一金屬柱161穿過。

步驟S7，請參閱圖7，將所述第二基層21和所述第三金屬箔330依序壓合在所述第一線路基板10設有所述第一導電層12的一側。其中，所述第二基層21與所述第一導電層12相連接，所述第一金屬柱161穿過所述第一腔體201並藉由所述第一金屬粘結劑41與所述第三金屬箔330相連接，所述第三金屬箔330封蓋所述第一腔體201背離所述第一導電層12的一側。所述毛細孔101與所述第一腔體201相連通。所述第二基層21還覆蓋設置於所述第一導電層12上的覆蓋膜15和膠帶500。

所述第一金屬粘結劑41的玻璃化轉換溫度小於所述第二基層21的玻璃化轉換溫度，使得在壓合時，所述第一金屬粘結劑41優先與所述第一金屬柱161相粘結。

步驟S8，請參閱圖7，向所述第一腔體201中注入冷卻液50。

步驟S9，請參閱圖8，在所述第二金屬柱162背離所述第二導電層13的一端形成第二金屬粘結劑42，提供第三基層31和第四金屬箔340。所述第三基層31開設有第二腔體301，所述第二腔體301用於在後續壓合工序中供所述複數第二金屬柱162穿過。

步驟S10，請參閱圖9，將所述第三基層31和所述第四金屬箔340依序壓合在所述第一線路基板10設有所述第二導電層13的一側。其中，所述第三基層31與所述第二導電層13相連接，所述第二金屬柱162穿過所述第二腔體301並藉由所述第二金屬粘結劑42與所述第四金屬箔340相連接，所述第四金屬箔340封蓋所述第二腔體301背離所述第二導電層13的一側。所述毛細孔101與所述第二腔體301相連通。所述第三基層31還覆蓋設置於所述第二導電層13上的覆蓋膜15和膠帶500。

所述第二金屬粘結劑42的玻璃化轉換溫度小於所述第三基層31的玻璃化轉換溫度，使得在壓合時，所述第二金屬粘結劑42優先與所述第二金屬柱162相粘結。

步驟S11，請參閱圖10，在所述第三金屬箔330和所述第四金屬箔340上進行線路製作形成第三導電層22和第四導電層32。

所述第三導電層22和所述第四導電層32均設有開口401。所述第二基層21上與所述膠帶500相對應的部分暴露於設於所述第三導電層22上的開口401中，所述第三基層31上與所述膠帶500相對應的部分暴露於設於所述第四導電層32上的開口401中。所述開口401的邊緣與所述膠帶500的邊緣相對齊。

所述第三導電層22上還開設有第二環形孔221，所述第二環形孔221環繞所述第一腔體201的周緣設置並暴露所述第二基層21的部分，以將所述第三導電層22分隔為相互隔離的第一部分222和第二部分223。所述第四導電層32上還開設有第一環形孔321，所述第一環形孔321環繞所述第二腔體301的周緣設置並暴露所述第三基層31的部分，以將所述第四導電層32分隔為相互隔離的第一部分322和第二部分323。

所述開口401、所述第二環形孔221以及所述第一環形孔321可藉由機械鑽孔或鐳射鑽孔工藝形成。

步驟S12，請參閱圖11，在所述第三導電層22和所述第四導電層32的表面形成防焊層70。所述防焊層70具有防焊開口71。所述第三導電層22的第一部分222以及所述第四導電層32的第一部分322分別從相應的防焊開口71露出。

步驟S13，請參閱圖11，沿著所述開口401的邊緣切割所述第二基層21和所述第三基層31，並去除所述膠帶500，以將所述覆蓋膜15的部分暴露於所述開口401中。

本實施方式中，藉由撕除膠帶的方式將所述膠帶500去除。在去除所述膠帶500時，位於所述膠帶500上的第二基層21/第三基層31一併被去除。

步驟S14，請參閱圖1，在所述第四導電層32的第一部分322上裝設晶片80。所述晶片80的電極側背離所述第四導電層32設置，且所述晶片80和所述第四導電層32的第一部分322之間夾設有導熱膠90。所述晶片80的電極側藉由導線81與所述第二部分323電連接。

另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化，當然，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍內。

100:電路板 10:第一線路基板 20:第二線路基板 11:第一基層 12:第一導電層 13:第二導電層 101:毛細孔 14:金屬層 161:第一金屬柱 162:第二金屬柱 15:覆蓋膜 21:第二基層 22:第三導電層 201:第一腔體 50:冷卻液 31:第三基層 32:第四導電層 301:第二腔體 41:第一金屬粘結劑 42:第二金屬粘結劑 221:第二環形孔 222、322:第一部分 223、323:第二部分 321:第一環形孔 401:開口 121:原銅層 123:鍍銅層 70:防焊層 71:防焊開口 60:導電結構 80:晶片 90:導熱膠 81:導線 300:雙面基板 310:第一金屬箔 320:第二金屬箔 200:第一乾膜 400:第二乾膜 210:第一通孔 410:第二通孔 500:膠帶 330:第三金屬箔 340:第四金屬箔

圖1為本申請一實施方式提供的電路板的截面示意圖。

圖2為圖1所示電路板的局部立體示意圖。

圖3至圖11為本申請一實施方式的電路板的製作流程的截面示意圖。

無

100:電路板

10:第一線路基板

20:第二線路基板

11:第一基層

12:第一導電層

13:第二導電層

101:毛細孔

14:金屬層

161:第一金屬柱

162:第二金屬柱

15:覆蓋膜

21:第二基層

22:第三導電層

201:第一腔體

50:冷卻液

31:第三基層

32:第四導電層

301:第二腔體

41:第一金屬粘結劑

42:第二金屬粘結劑

221:第二環形孔

222、322:第一部分

223、323:第二部分

321:第一環形孔

401:開口

121:原銅層

123:鍍銅層

70:防焊層

71:防焊開口

60:導電結構

80:晶片

90:導熱膠

81:導線

Claims

一種電路板，包括第一線路基板和設置於所述第一線路基板相對兩側的第二線路基板和第三線路基板，其中，所述第一線路基板開設有複數毛細孔，所述第二線路基板開設有第一腔體，所述第一腔體中容納有冷卻液，所述第三線路基板開設有第二腔體，每個毛細孔連通所述第一腔體和所述第二腔體。
如請求項1所述的電路板，其中，所述第一線路基板包括第一基層以及設置於所述第一基層相對兩側的第一導電層和第二導電層，所述毛細孔貫通所述第一基層、所述第一導電層和所述第二導電層，所述毛細孔的孔壁設置有金屬層，所述金屬層的兩端分別與所述第一導電層和所述第二導電層相連接。
如請求項2所述的電路板，其中，所述第二線路基板包括第二基層以及設置於所述第二基層上的第三導電層，所述第二基層與所述第一導電層相連接，所述第一腔體開設於所述第二基層上，所述第三導電層的部分從所述第一腔體中露出，所述第一導電層封蓋所述第一腔體的一端。
如請求項3所述的電路板，其中，所述第一導電層上設置有複數第一金屬柱，所述複數第一金屬柱容置於所述第一腔體中並均藉由第一金屬粘結劑與所述第三導電層相連接。
如請求項2所述的電路板，其中，所述第三線路基板包括第三基層和設置於所述第三基層上的第四導電層，所述第三基層與所述第二導電層相連接，所述第二腔體開設於所述第三基層上，所述第四導電層的部分從所述第二腔體中露出，所述第二導電層封蓋所述第二腔體的一端。
如請求項5所述的電路板，其中，所述第二導電層上設置有複數第二金屬柱，所述複數第二金屬柱容置於所述第二腔體中並均藉由第二金屬粘結劑與所述第四導電層相連接。
如請求項5所述的電路板，其中，所述電路板還包括晶片，所述晶片設置於所述第四導電層上，所述晶片與所述第四導電層之間夾設有導熱膠。
如請求項7所述的電路板，其中，所述第四導電層上開設有第一環形孔，所述第一環形孔環繞所述第二腔體的周緣設置並暴露所述第三基層的部分，並將所述第四導電層分隔為相互隔離的第一部分和第二部分，所述第一部分的位置與所述第二腔體的位置相對應，所述晶片設置於所述第一部分上。
一種電路板的製作方法，包括以下步驟：提供雙面基板，包括第一基層以及設置於所述第一基層相對兩側的第一金屬箔和第二金屬箔，其中，所述雙面基板開設有複數毛細孔；在所述第一金屬箔和所述第二金屬箔背離所述第一基層的一側分別壓合第一乾膜和第二乾膜，並對所述第一乾膜和所述第二乾膜進行曝光顯影分別形成複數第一通孔和複數第二通孔；在所述複數第一通孔和所述複數第二通孔中分別形成複數第一金屬柱和複數第二金屬柱，其中，所述複數第一金屬柱均與所述第一金屬箔相連接並鄰近所述複數毛細孔設置，所述複數第二金屬柱均與所述第二金屬箔相連接並鄰近所述複數毛細孔設置；去除所述第一乾膜和所述第二乾膜，並對所述第一金屬箔和所述第二金屬箔進行線路製作形成第一導電層和第二導電層；在所述複數第一金屬柱背離所述第一導電層的一端形成第一金屬粘結劑；在所述第一導電層的一側依序壓合一第二基層和第三金屬箔，其中，所述第二基層開設有第一腔體，所述複數第一金屬柱穿過所述第一腔體並藉由所述第一金屬粘結劑與所述第三金屬箔相連接，所述第三金屬箔封蓋所述第一腔體的一端；向所述第一腔體中注入冷卻液；在所述複數第二金屬柱背離所述第二導電層的一端形成第二金屬粘結劑；在所述第二導電層的一側依序壓合一第三基層和第四金屬箔，其中，所述第三基層開設有第二腔體，所述複數第二金屬柱闖過所述第二腔體並藉由所述第二金屬粘結劑與所述第四金屬箔相連接，所述第四金屬箔封蓋所述第二腔體的一端；在所述第三金屬箔和所述第四金屬箔上進行線路製作形成第三導電層和第四導電層。
如請求項9所述的電路板的製作方法，其中，所述第一金屬粘結劑的玻璃轉換溫度小於所述第二基層的玻璃轉換溫度，所述第二金屬粘結劑的玻璃轉換溫度小於所述第三基層的玻璃轉換溫度。