CN110636690A - 一种散热基板结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种散热基板结构及其制作方法，散热基板结构包括散热块以及分别固定连接散热块两侧部的两个多层板组件；多层板组件包括PP层和至少两个core层；至少两个core层之间通过PP层压合并绝缘，且core层背离PP层的一面上镀有铜层；各多层板组件中，存在至少一core层，其背离PP层的一面上还设有HDI线路增层，使得两多层板组件上的HDI线路增层之间形成以散热块上端面或下端面为底壁的凹槽型cavity区域；HDI线路增层背离core层的一面上镀有铜层。本发明能够适用于高密度设计的电路板，散热性能优异，且能够减小组装后的电路板厚度。

Description

一种散热基板结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及电路板的散热组件设计技术领域，特别是一种能够适用于高密度线路设计的电路板的散热基板结构及其制作方法。

背景技术

目前市场上的消费型电子产品的发展趋向于体积越来越小，越来越薄，但功能却越来越丰富，性能越来越稳定，这对产品的电路和封装提出了高密度的挑战。

传统技术采用在PCB中增加多个布线层的方式实现线路的高密度设计，但随之而来的是高密度的电路板也面临了较高的发热量，若散热问题不能妥善解决，将大大影响产品的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种散热基板结构及其制作方法，能够适用于高密度设计的电路板，散热性能优异，且能够减小整体组装后的电路板厚度。

本发明采取的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种散热基板结构，包括散热块以及分别固定连接散热块两侧部的两个多层板组件；

所述多层板组件包括PP层和至少两个core层；

所述至少两个core层之间通过PP层压合并绝缘，且core层背离PP层的一面上镀有铜层；

各多层板组件中，存在至少一core层，其背离PP层的一面上还设有HDI线路增层，使得两多层板组件上的HDI线路增层之间形成以散热块上端面或下端面为底壁的凹槽型cavity区域；HDI线路增层背离core层的一面上镀有铜层。

可选的，散热基板结构还包括散热基片，散热基片一端于cavity区域内连接散热块，另一端并排设置有多个散热齿。散热基片的设置能够进一步提高基板的散热能力。

可选的，各多层板组件中，各多层板组件中，PP层上下分别压合有一core层，各core层背离PP层的一面上分别设有一HDI线路增层；同位于上部/下部的两个HDI线路增层之间与散热块上端面/下端面之间形成cavity区域。

可选的，HDI线路增层背离core层的一面上还设有防焊层；散热块的上表面和/或下表面设有铜层；散热块的上表面和/或下表面上的铜层上还分别设有防焊层。

可选的，所述散热块为陶瓷散热块。

另一方面，本发明还提供一种散热基板的制作方法，包括步骤：

1）将散热块置于两组多层板组件之间；各多层板组件包括PP层和至少2个分别位于PP层上方和下方的core层，各core层背离PP层的一面上设有铜层；

2）进行压合操作，使得多层板组件中的至少2个core层与PP层压合，同时散热块两端部分别与一个多层板组件的侧部压合；

3）在core层的铜层上进行线路层制作；

4）在预先设计的cavity区域底部边缘上制作铜阻挡层8；所述cavity区域至少覆盖散热块的上端面或下端面；

5）在铜阻挡层8围成的cavity区域底壁上整体覆盖离型材料；

6）在core层和散热块上制作覆盖所述离型材料的HDI线路增层；

7）通过镭射盲捞将离型材料上方的HDI线路增层捞出；

8）去除离型材料，散热块的上端面与两侧HDI线路增层之间即形成凹槽形cavity区域。

可选的，所述散热块的厚度等于多层板组件压合后的厚度。

可选的，散热块的上端面和/或下端面上设有铜层；

方法还包括：步骤2）压合操作后，将散热块与多层板组件结合处的PP层绝缘介质研磨去除；

步骤3）还包括在散热块的铜层上进行线路层制作；

步骤4）中，cavity区域从散热块的上端面或下端面向两侧延伸覆盖至相邻的core层端部表面；

步骤6）在制作HDI线路增层后，对基板上下两面进行防焊层制作，然后进行步骤7）。

有益效果

本发明的散热基板结构，通过设计cavity区域以及HDI线路增层，使得基板能够适用于HDI高密度电路板的设计，同时本发明利用陶瓷散热块高导热高绝缘的特性，发热组件组装于cavity区域，可缩短热传导的路径，提升导热能力，同时发热组件与基板组装后，可降低组装后的整体厚度。

附图说明

图1所示为本发明散热基板的一种实施例剖面结构示意图；

图2所示为本发明散热基板的应用例示意图；

图3所示为本发明散热基板的制作方法工艺流程示意图；

图1至图3中，1-散热块（陶瓷），11-散热块表面铜层，2-多层板组件，21-PP层（Prepreg绝缘层），22-core层（芯板），23-core层表面铜层，3-HDI线路增层，31-HDI增层的线路层，4-防焊层，5-边缘铜层，6-散热基片，61-散热齿，7-发热元件，8-离型材料。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

实施例1

参考图1，本实施例为一种散热基板结构，包括散热块1以及分别固定连接散热块两侧部的两个多层板组件2；

多层板组件2包括PP层21和至少两个core层22；

至少两个core层22之间通过PP层21压合并绝缘，且core层22背离PP层21的一面上镀有铜层23；

各多层板组件中，存在至少一core层22，其背离PP层21的一面上还设有HDI线路增层3，HDI线路增层3背离core层22的一面上镀有31铜层；铜层23与铜层31之间可根据HDI线路设计通过盲孔进行连通；

两多层板组件上的HDI线路增层之间形成以散热块上端面或下端面为底壁的凹槽型cavity区域。

实施例1-1

以实施例1为基础结构，如图1与图2所示，本实施例中：

散热块采用陶瓷散热块，具有高导热和高绝缘的特性。

各多层板组件中，PP层上下分别压合有一core层，两core层背离PP层的一面上分别压合有一HDI线路增层；同位于上部/下部的两个HDI线路增层之间与散热块上端面/下端面之间形成cavity区域。也即本实施例的散热基板结构形成了两个cavity区域。

HDI线路增层背离core层的一面上还设有防焊层。可用于保护HDI线路增层上的铜层，防止氧化。

散热块的上表面和/或下表面设有铜层。即散热块上亦可设计线路层。散热块的上表面和/或下表面上的布线层上还分别设有防焊层。

散热基板结构还包括散热基片6，散热基片6一端于cavity区域内连接散热块1，另一端并排设置有多个散热齿61。散热基片的设置能够进一步提高基板的散热能力。

散热块的上端和下端分别与多层板组件的上端和下端齐平；cavity区域的底壁从散热块的上端面向两侧延伸至多层板组件端部的core层上。可更加便于较大发热元件7在cavity区域的布置连接，并能够简化部分工艺流程。

利用本发明的散热基板结构，因陶瓷散热块具有高导热及高绝缘的特性,故cavity处可设计线路层与其他区域连通，发热组件可组装于cavity区域处，可缩短发热组件的热传导路径，支持制作HDI高密度设计的电路，可满足更多功能的电路板设计；另外cavity区域的凹槽式设计使得整体组装后的厚度也可降低，达成高散热高密度的薄型化电路板结构设计。

实施例2

本实施例提供一种散热基板的制作方法，所述散热基板可为实施例1和实施例2中的散热基板。

参考图3所示，散热基板的制作方法包括步骤：

1）将散热块置于两组多层板组件之间；各多层板组件包括PP层和至少2个分别位于PP层上方和下方的core层，各core层背离PP层的一面上设有铜层；

2）进行压合操作，使得多层板组件中的至少2个core层与PP层压合，同时散热块两端部分别与一个多层板组件的侧部压合；

3）在core层的铜层上进行线路层制作；

4）在预先设计的cavity区域底部边缘上制作铜阻挡层8；所述cavity区域至少覆盖散热块的上端面或下端面；

5）在铜阻挡层8围成的cavity区域底壁上整体覆盖离型材料；

6）在core层和散热块上制作覆盖所述离型材料的HDI线路增层；

7）通过镭射盲捞将离型材料上方的HDI线路增层捞出；

8）去除离型材料，散热块的上端面与两侧HDI线路增层之间即形成凹槽形cavity区域。

散热块的上端面和/或下端面上设置铜层；利用本实施例方法制作的散热块的厚度可等于多层板组件压合后的厚度，方便步骤3中一体化的铺铜和相应的电路设计。

方法中：步骤2）压合操作后，将散热块与多层板组件结合处的多余的PP层绝缘介质研磨去除；

步骤3）还包括在散热块的铜层上进行线路层制作；

步骤4）中，cavity区域从散热块的上端面或下端面向两侧延伸覆盖至相邻的core层端部表面；

步骤6）在制作HDI线路增层后，对基板上下两面进行防焊层制作，然后进行步骤7）。

实施例2-1

基于实施例2，本实施例的方法具体可包括以下流程：

取至少具有一PP层和上下两core层的基板组件，将其中部捞空用于放置陶瓷散热块；

对PP层、core层和陶瓷件进行压合操作，通过研磨去除结合处残留的PP介质；

在core层和陶瓷散热件的表面铺铜，使陶瓷散热块线路层能与其他区域连通，后续可制作机械钻孔、电镀、线路制程等，形成至少两层板的电路板，并在后续欲形成cavity区域处的外框处，形成后续雷射捞型的铜阻挡层；

于陶瓷散热块上、欲形成cavity区域处，覆盖制作一离型材料，此离型材料可以是印刷方式制作，也可以曝光显影方式制作，也可以用预贴合方式制作，之后进行压合及HDI流程(雷射/机钻/电镀/线路/防焊等习知制程)；

在防焊制程后，进行镭射盲捞操作，盲捞的轮廓即已形成的铜阻挡层。若有向外连通线路需求,阻挡层可设计跳开，不影响后续去除cavity区域上的材料；之后去除cavity区域上的材料及离型材料，即形成cavity结构，后续进行金属表面处理等习知电路板流程。

cavity处的线路层，若有设计防焊层需求，可在形成线路层后，制作HDI线路增层之前，在cavity线路区域，先进行区域性的防焊流程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种散热基板结构，其特征是，包括散热块以及分别固定连接散热块两侧部的两个多层板组件；

所述多层板组件包括PP层和至少两个core层；

所述至少两个core层之间通过PP层压合并绝缘，且core层背离PP层的一面上镀有铜层；

各多层板组件中，存在至少一core层，其背离PP层的一面上还设有HDI线路增层，使得两多层板组件上的HDI线路增层之间形成以散热块上端面或下端面为底壁的凹槽型cavity区域；HDI线路增层背离core层的一面上镀有铜层。

2.根据权利要求1所述的散热基板结构，其特征是，散热基板结构还包括散热基片，散热基片一端于cavity区域内连接散热块，另一端并排设置有多个散热齿。

3.根据权利要求1所述的散热基板结构，其特征是，各多层板组件中，PP层上下分别压合有一core层，各core层背离PP层的一面上分别设有一HDI线路增层；同位于上部/下部的两个HDI线路增层之间与散热块上端面/下端面之间形成cavity区域。

4.根据权利要求1或3所述的散热基板结构，其特征是，HDI线路增层背离core层的一面上还设有防焊层。

5.根据权利要求1或3所述的散热基板结构，其特征是，散热块的上表面和/或下表面设有铜层；散热块的上表面和/或下表面上的铜层上还分别设有防焊层。

6.根据权利要求1所述的散热基板结构，其特征是，散热块的上端和下端分别与多层板组件的上端和下端齐平；cavity区域的底壁从散热块的上端面或下端面向两侧延伸至多层板组件端部的core层上。

7.根据权利要求1所述的散热基板结构，其特征是，所述散热块为陶瓷散热块。

8.一种散热基板的制作方法，其特征是，包括步骤：

1）将散热块置于两组多层板组件之间；各多层板组件包括PP层和至少2个分别位于PP层上方和下方的core层，各core层背离PP层的一面上设有铜层；

2）进行压合操作，使得多层板组件中的至少2个core层与PP层压合，同时散热块两端部分别与一个多层板组件的侧部压合；

3）在core层的铜层上进行线路层制作；

4）在预先设计的cavity区域底部边缘上制作铜阻挡层8；所述cavity区域至少覆盖散热块的上端面或下端面；

5）在铜阻挡层8围成的cavity区域底壁上整体覆盖离型材料；

6）在core层和散热块上制作覆盖所述离型材料的HDI线路增层；

7）通过镭射盲捞将离型材料上方的HDI线路增层捞出；

8）去除离型材料，散热块的上端面与两侧HDI线路增层之间即形成凹槽形cavity区域。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述散热块的厚度等于多层板组件压合后的厚度。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征是，散热块的上端面和/或下端面上设有铜层；

方法还包括：步骤2）压合操作后，将散热块与多层板组件结合处的PP层绝缘介质研磨去除；

步骤3）还包括在散热块的铜层上进行线路层制作；

步骤4）中，cavity区域从散热块的上端面或下端面向两侧延伸覆盖至相邻的core层端部表面；

步骤6）在制作HDI线路增层后，对基板上下两面进行防焊层制作，然后进行步骤7）。