[發明專利]一種散熱結構、埋嵌/貼裝印制電路板及制作方法

有效

• 申請號: 201811138378.2
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109195315B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 王守緒;高亞麗;何為;周國云;陳苑明;狄夢停;王翀
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02;H05K1/18;H05K3/30
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

本發明公開了一種散熱結構、埋嵌/貼裝印制電路板及制作方法，屬于印制電路板生產技術領域。本發明所述方法的基本過程包括：印制電路板散熱結構設計、選材、散熱結構制作、器件埋嵌/貼裝、后處理等。本發明提供的埋嵌/貼裝印制電路板，無需增加金屬基板或金屬散熱翅等外加材料與結構，且埋嵌/貼裝器件直接與PCB基材中的玻璃纖維接觸進行散熱，可保證PCB小型化和輕薄化，并降低印制電路板散熱板的制作成本。

技術領域

本發明屬于印制電路板生產技術領域，具體涉及一種散熱結構、埋嵌/貼裝印制電路板及制作方法。

背景技術

印制電路板(PCB)在電子組裝件中起重要作用。面對目前電子產品日益趨于小型化與輕薄化以及互連密度的壓力，印制電路板造商不得不開發應用新的技術，將電子元件如電阻、電容和電感集成到PCB中。將電子元器件集成到PCB中不僅使整板需表面組裝技術的面積減少40％以上，而且能大量減少導通孔的數量，這使得在高頻下導通孔所產生的電磁干擾大大減小。同時，埋嵌無源器件減小和縮短了連接導線的長度，減少了大量的連接焊盤，改善了電氣性能。當大量埋嵌器件存在時，體系中就會產生大量的熱量，如果熱量在PCB的擴散受到較大的阻力而出現局部積累，當熱量積累到一定程度后就會是PCB產生局部過熱而產生爆板等影響PCB產品可靠性等品質問題，因此PCB散熱問題一直PCB業界研究的核心技術問題之一，受到廣泛關注。

目前，PCB制造領域，解決其散熱方法只有以下幾種方法：

(1)采用金屬基板作為基本材料。金屬基板的散熱效果較好，但金屬基板具有較強的機械剛性、制作工藝較復雜、成本較高等特點，在多層板、撓性板等領域中應用受到限制，一般大量用于LED封裝；

(2)埋置散熱金屬塊。通過在PCB產品中埋置散熱銅塊/金屬散熱通道等是行業通用技術，已經被PCB制造商廣泛應用。但散熱金屬塊的埋嵌不僅增加了PCB的制造成本，工藝的復雜性也隨之增加，埋嵌銅塊的體積與位置對散熱效果具有重要影響；

(3)在PCB上增加散熱通孔/散熱翅片等。例如：中國專利201710623263.1公開了用金屬化通孔制作PCB散熱通道，生產出金屬基散熱PCB板的技術方案，滿足散熱效果好的需求，可解決金屬基散熱板結構單一問題，實現PCB板上安裝多顆元器件的功能；中國專利201620528373.0公開的技術方案在PCB表面均布設置有若干個導熱裝置極大地提高了電路板本體的散熱效果，避免因印制電路板的溫度過高而無法正常使用的現象。散熱通孔占據了PCB表面寶貴的元器件安裝面積，同時散熱效率受到散熱孔徑比的限制，散熱性能則不盡人意。

(4)開發高散熱復合基板。通過在基板材料中添加高導熱材料或改進PCB結構提高散熱效率。例如中國專利CN203407063U公開了由基材層、環氧玻璃纖維層和銅箔層組成的板體、隔離塊、散熱層和芯片的散熱方式，解決了芯片與空氣接觸的問題，又保留了PCB板的緊湊性；中國專利201720164705.6通過增加導熱板的方法，公開了一種具有散熱功能的PCB印制電路板結構，延長電路板使用壽命，有效地防止出現短路的情況。但材料應用與結構設計會提升PCB制造的成本與難度。

目前，PCB產品一般采用減成法制造，即采用覆銅板為基本原料通過圖像轉移、蝕刻、層壓、外形等工序獲得PCB產品。在PCB制造基板材料——覆銅板，以玻璃纖維增強、環氧樹脂等高分子材料填充的有機基板基材用量最大。在該類復合基板材料中玻璃的導熱系數在0.6～1.1W·M-1·K-1，而環氧樹脂等有機材料的導熱系數在0.2W·M-1·K-1以下，由此可見，PCB制造關鍵材料—覆銅板的導熱性能較差是由其中的有機材料產生。

發明內容

本發明的目的是克服現有埋嵌/貼裝電子元器件PCB產品中技術中存在的問題，提供一種散熱結構、埋嵌/貼裝印制電路板及制作方法。

本發明所提出的技術問題是這樣解決的：