[發(fā)明專利]一種新型電子電路基板及其制造工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910249941.8
• 申請日: 2009-12-07
• 公開（公告）號: CN102088819A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿世達(dá)
• 申請（專利權(quán)）人: 耿世達(dá)
• 主分類號: H05K1/03
• 分類號: H05K1/03;H05K3/00;C04B26/10
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型電子電路基板，特別是一種為產(chǎn)生高熱量電子組件設(shè)計(jì)的石墨基新型電子電路基板及其制造工藝。

背景技術(shù)

隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品的體積尺寸越來越小，功率密度越來越大，工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，而且由于熱量釋放不出，長時(shí)間在高溫下進(jìn)行工作，材料會(huì)很容易老化，壽命明顯縮短，電子產(chǎn)品的熱管理及散熱成為制約設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的方面。

傳統(tǒng)的電子電路板對于高熱組件難以提供其散熱。金屬基電子電路板由于具有良好的導(dǎo)熱性(導(dǎo)熱系數(shù)大約為0.5～12W/m·k)、電氣絕緣性能和機(jī)械加工性能而越來越得到廣泛應(yīng)用。金屬基電子電路板主要由導(dǎo)電金屬薄膜(如金、銀、銅、鋁、鉑等)、導(dǎo)熱絕緣層及金屬基板三層組成，導(dǎo)電金屬薄膜為線路板層，金屬基板多采用鋁或銅等導(dǎo)熱材料(鋁的導(dǎo)熱系數(shù)：270W/m·k，銅的導(dǎo)熱系數(shù)380W/m·k)，導(dǎo)熱絕緣層多采用進(jìn)口陶瓷基聚合物材料。

但是金屬電子電路板也有一些不可克服的缺點(diǎn)：

(1)金屬基板銅、鋁價(jià)格居高不下。對于電子電路板加工制造業(yè)，技術(shù)已不是企業(yè)的核心競爭力，成本成為制約每個(gè)企業(yè)的瓶頸。

(2)在許多應(yīng)用中，散熱部件需要設(shè)置在電路板(或類此的組件)上，以散發(fā)來自板上各個(gè)組件的熱量。金屬基板銅、鋁重量過大，板上金屬的重量會(huì)增加板破裂的機(jī)會(huì)，并且也增加組件自身的重量，這對于便攜式電子裝置及順應(yīng)目前電子器件小型化和輕量化的趨勢，尤其重要。

(3)高熱量積聚的電子產(chǎn)品迫切需要導(dǎo)熱系數(shù)高的基板提供散熱，金屬基板無法滿足。

目前如何減小電路板基板的重量和成本，提高其導(dǎo)熱系數(shù)以滿足不同熱管理系統(tǒng)的需要，已成為一個(gè)急待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有電子電路基板的缺點(diǎn)，順應(yīng)電子產(chǎn)業(yè)需求，提供了一種以石墨為導(dǎo)熱基板的新型電子電路板。

石墨是一種很好的散熱材料，其導(dǎo)熱系數(shù)高，可達(dá)100～1000W/m·k。在相同面積下，石墨的導(dǎo)熱系數(shù)比銅、鋁高3～5倍，而重量卻是銅的1/8，是鋁的1/2，尤其符合電子行業(yè)的發(fā)展方向--輕薄短小高功能產(chǎn)品的散熱要求。

國內(nèi)石墨資源豐富，開采工藝簡單，耗費(fèi)較少。石墨原料與銅鋁性能、價(jià)格對比見下表。

由表中可以看出，在同等體積下，以石墨為原料來制作散熱材料，具有重量最小、原料價(jià)格便宜，導(dǎo)熱性能好的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明給出的石墨基新型電子電路基板為石墨基板，采用鱗片石墨或膨脹石墨的一種與酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂的一種或酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂混合物進(jìn)行后混合成型；或采用鱗片石墨與膨脹石墨混合物與酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂的一種或酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂混合物進(jìn)行混合成型。

在上述技術(shù)方案中，所述石墨基板構(gòu)成材料組分可以有以下幾種形式：

其一，將重量百分比40-80％鱗片石墨與重量百分比20-60％酚醛樹脂在反應(yīng)釜中混合；

其二，將重量百分比40-80％鱗片石墨與重量百分比20-60％環(huán)氧樹脂在反應(yīng)釜中混合；

其三，將重量百分比40-80％鱗片石墨與重量百分比20-60％酚醛樹脂與環(huán)氧樹脂混合物在反應(yīng)釜中混合；

其四，將重量百分比40-80％膨脹石墨與重量百分比20-60％酚醛樹脂在反應(yīng)釜中混合；

其五，將重量百分比40-80％膨脹石墨與重量百分比20-60％環(huán)氧樹脂在反應(yīng)釜中混合；

其六，將重量百分比40-80％膨脹石墨與重量百分比20-60％酚醛樹脂與環(huán)氧樹脂混合物在反應(yīng)釜中混合；

其七，將重量百分比40-80％鱗片石墨與膨脹石墨混合物與重量百分比20-60％酚醛樹脂在反應(yīng)釜中混合；

其八，將重量百分比40-80％鱗片石墨與膨脹石墨混合物與重量百分比20-60％環(huán)氧樹脂在反應(yīng)釜中混合；

其九，將重量百分比40-80％鱗片石墨與膨脹石墨混合物與重量百分比20-60％酚醛樹脂與環(huán)氧樹脂混合物在反應(yīng)釜中混合；

上述技術(shù)方案中，所述石墨基板含碳量不低于60％，導(dǎo)熱系數(shù)不小于20W/m·k。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還給出了新型電子電路基板制造工藝，該制造工藝包括以下步驟和條件：

(1)將重量百分比40-80％鱗片石墨或膨脹石墨的一種或混合物與重量百分比20-60％酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂的一種或混合物在反應(yīng)釜中混合，控制溫度80-100℃，混合2-3小時(shí)；