一种金属基电路板结构及其加工方法与流程

本发明涉及电路板技术领域，具体涉及局部导电的金属基电路板结构及其加工方法。

背景技术：

目前，锡膏粘结金属块是电路板领域内最常用的散热结构，通过锡膏焊接的方式，将金属块与印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)粘结到一起的结构。

一种现有的PCB散热结构如图1所示，在PCB多层板101表面形成锡膏层102，将金属块103焊接在锡膏层102上。

其中，锡膏层102和金属块102焊接是通过回流焊的方式，处于非真空状态下粘结，锡膏内气泡空洞率很多，影响可靠性能；锡膏的电阻率较高，导电性不理想；温度再次升高，锡膏会熔化失去粘合力，粘结性能较差，也就是说，该中结构的PCB将不能再次采用回流焊工艺焊接元器件；需要在金属层粘结面制作印刷钢网，操作不方便，成本相对较高，并且可能会有冒锡造成PCB短路的风险。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种金属基电路板结构的加工方法，用于解决现有技术中的锡膏粘结金属块散热结构存在的上述多种技术问题，以提高电路板的散热性能、导电性能和可靠性。

本发明第一方面提供一种金属基电路板结构的加工方法，包括以下步骤：

S1、提供电路板和金属基板；

S2、在所述电路板的表面设置粘结层，并将所述金属基板设置在所述粘结层上，所述电路板的表面包括第一区域和第二区域，所述粘结层包括设置在所述第一区域的导电粘结片和设置在所述第二区域的导热或非导热粘结片；

S3、对所述电路板和所述金属基板进行压合，得到金属基电路板。

本发明第二方面提供一种金属基电路板结构，包括：

电路板和金属基板及压合于所述电路板和所述金属基板之间的粘结层，所述粘结层包括设置在所述电路板的表面的第一区域的导电粘结片和设置在所述电路板的表面的第二区域的导热或非导热粘接片。

由上可见，本发明实施例通过粘结层将电路板和金属基板粘结，粘结层包括导电粘结片和导热或非导热粘接片，压合得到金属基电路板结构的方案，取得了以下技术效果：

本发明中，粘结层中包含导电粘结片和导热或非导热粘接片，相对于现有的锡膏粘结的方式，导电粘结片的电阻率低于锡膏，提高了导电性能；并且导电粘结片只占粘结层的部分区域，其它区域采用导热或非导热粘接片，使用导热或非导热粘接片可以在高温下保持良好的粘结性，提高了粘结稳定性，使得本发明方法加工的金属基电路板可以采用回流焊工艺焊接元器件；另外，同时采用导电粘结片和导热或非导热粘接片进行压合，相对于锡膏粘结的方式，可以减少粘结层的气泡，从而提高结构可靠性，锡膏粘结的方式需要在锡膏和金属层的接触面制作印刷钢网，而粘结层包含导电粘结片和导热或非导热粘接片具有良好的粘结性，不需要制作印刷钢网，降低了工艺的复杂度和成本。

附图说明

图1为一种现有的PCB散热结构的示意图；

图2为本发明实施例的金属基电路板结构的加工方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的电路板的示意图；

图4为本发明实施例形成通槽的示意图；

图5为本发明实施例提供的金属基板的示意图；

图6为本发明实施例形成粘结层的示意图；

图7为本发明实施例形成的金属基电路板结构的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种金属基电路板结构的加工方法，用于解决现有技术中的锡膏粘结金属块散热结构存在的上述多种技术问题，以提高电路板的散热性能、导电性能和可靠性。

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。

实施例一、

请参阅图2，本发明实施例提供一种金属基电路板结构的加工方法，该方法可包括以下步骤：

步骤S1、提供电路板和金属基板；

如图3所示，是本发明实施例提供的电路板30的示意图，如图5所示，是本发明实施例提供的金属基板50的示意图。

本发明实施例中，电路板30可以是双面覆铜板，也可以是基于双面覆铜板压合得到的多层板。

可选的，如图3所示，对两块芯板301的表面进行内层图形加工，将半固化片302放置在两块芯板301具有内层图形的表面之间，再进行压合，形成电路板30，如图4所示，利用铣刀对电路板30进行预置大小的开槽工序，形成通槽401，对电路板30进行钻孔，形成通孔402，对通孔402进行沉铜和电镀工艺，形成电镀层403。芯板301可以是双面覆铜板，芯板301的压合面可以预先加工好线路图形。

例如图5所示，可以在金属基板50上对应于电路板30上通槽401的位置进行加工，形成与通槽401相匹配的凹槽501；或者，可以在在金属基板50上对应于电路板30上通槽401的位置形成与通槽401相匹配的凸台502。

需要说明的是，电路板30可以为铜箔压合结构或者芯板压合结构，具体的层数不做限定。

需要说明的是，金属基板50可以为铜、铝、石墨烯或其他导热系数大于 10W/mk的材料，并且可以根据实际需求，将金属基板制作成凸台型、平面型和凹槽型等结构，还可以在金属块的相应位置上进行钻孔，具体的材料和形状不做限定。

步骤S2、在电路板的表面设置粘结层，并将金属基板设置在粘结层上，电路板的表面包括第一区域和第二区域，粘结层包括设置在第一区域的导电粘结片和设置在第二区域的导热或非导热粘结片；

本步骤中，如图7所示，在电路板30的表面设置粘结层，将金属基板50设置在粘结层60上，粘结层60包括设置在电路板30的表面的第一区域701的导电粘结片601和设置在电路板30的表面的第二区域702的导热或非导热粘接片602。

可选的，如图6所示，提供导电粘结片601和导热或非导热粘接片602，导电粘结片601的体积电阻小于0.4Ω/cm，导热或非导热粘接片602可以是高流胶量的，也可以是低流胶量的，对导电粘结片601进行开口处理，形成第一开口603，第一开口603对应于电路板30上的通槽401，对导热或非导热粘接片602进行开口处理，形成第二开口604，第二开，604对应于导电粘结片601，将开口后的导电粘结片601和导热或非导热粘接片602组合成粘结层60。

需要说明的是，导电粘结片601和导热或非导热粘接片602的厚度差异要小于100um，第一区域701位置和第二区域702位置不是固定的，即导电粘结片601和导热或非导热粘接片602在粘结层中的位置不做限定，例如导电粘结片放置在通槽周围，导热或非导热粘接片放置在导电粘结片之外的区域，或者导热或非导热粘接片放置在通槽周围，导电粘结片放置在导电粘结片之外的区域。

步骤S3、对电路板和金属基板进行压合，得到金属基电路板结构。

本步骤中，优选在真空环境中，对S2步骤中形成的结构进行压合，得到金属基电路板结构。

可选的，采用回流焊工艺，在金属基电路板结构上焊接元器件。

综上所述，本发明实施例通过粘结层将电路板和金属基板粘结，粘结层包括设置在第一区域的导电粘结片和设置在第二区域的导热或非导热粘接 片，压合得到金属基电路板结构的方案，取得了以下技术效果：

本发明中，粘结层中包含导电粘结片和导热或非导热粘接片，相对于现有的锡膏粘结的方式，导电粘结片的电阻率低于锡膏，提高了导电性能；并且导电粘结片只占粘结层的部分区域，其它区域采用导热或非导热粘接片，使用导热或非导热粘接片可以在高温下保持良好的粘结性，提高了粘结稳定性，使得本发明方法加工的金属基电路板可以采用回流焊工艺焊接元器件；另外，同时采用导电粘结片和导热或非导热粘接片进行压合，相对于锡膏粘结的方式，可以减少粘结层的气泡，从而提高结构可靠性，锡膏粘结的方式需要在锡膏和金属层的接触面制作印刷钢网，而粘结层包含导电粘结片和导热或非导热粘接片具有良好的粘结性，不需要制作印刷钢网，降低了工艺的复杂度和成本。

下面以一个具体场景实施例对一种金属基电路板结构的加工方法进行详细说明，具体如下：

提供两块芯板，在芯板的一面进行内层图形的加工，在两块芯板具有内层图形的表面之间放置半固化片，进行压合后得到如图3所示的电路板30，电路板可以为铜箔压合结构或者芯板压合结构，电路板的层数不做限定，本实施例采用的是两块芯板的压合结构，如图4所示，在电路板30上进行钻孔和铣槽工艺，得到通孔402和通槽401，对通孔402进行沉铜和电镀工艺，形成电镀层403；用铜、铝、石墨烯或其他导热系数大于10W/mk的材料形成金属基板，在本实施例中选择如图5所示的具有凹槽501的金属基板50，凹槽501是与通槽401匹配的。

提供的导电粘结片的体积电阻小于0.4Ω/cm，导热或非导热粘接片可以是高流胶量的，也可以是低流胶量的，如图6所示，对导电粘结片601进行开口处理，形成第一开口603，第一开口603对应于电路板30上的通槽401，对导热或非导热粘接片602进行开口处理，形成第二开口604，第二开口604对应于导电粘结片601，将开口后的导电粘结片601和导热或非导热粘接片602组合成粘结层60，如图7所示，将粘结层60放置在电路板30的表面，将导电粘结片601放置在电路板30的表面的第一区域701，将导热或非导热 粘接片602设置在电路板30的表面的第二区域702，再将金属基板50放置在粘结层60上，由于导电粘结片的电阻率比锡膏低，而且导电粘结片601只占了粘结层60的一部分，比现有的锡膏粘结的方法的导电性能要好。

在真空环境中，对图7所示的结构进行压合，得到金属基电路板，在金属基电路板的表面加工外层图形，采用回流焊工艺，在金属基电路板上焊接元器件，由于是在真空环境中进行压合，与现有的在非真空环境下进行锡膏粘结相比，可以有效的消除压合过程中的气泡和空洞，提高了可靠性，在焊接元器件时，采用的是回流焊工艺，现有的锡膏粘结的方式，回流焊产生的高温会使锡膏熔化，从而失去粘合力和造成电路板短路，半固化片在高温下依然有很好的粘结性，因此提高了粘结稳定性，现有的技术需要在锡膏与金属基板的接触面上印刷钢网，而粘结层包含导电粘结片和半固化片具有良好的粘结性，不需要制作印刷钢网，降低了工艺复杂性和成本。

实施例二、

请参阅图7所示，本发明实施例提供一种金属基电路板结构，可包括：

电路板30和金属基板50及压合于电路板30和金属基板50之间的粘结层60，粘结层包括设置在电路板30的表面的第一区域701的导电粘结片601和设置在电路板30的表面的第二区域702的导热或非导热粘接层602。

可选的，如图7所示，在电路板30上具有通槽401，粘结层60的对应于通槽401的位置设有开口。

可选的，如图5所示，金属基板50对应于电路板30的通槽401的位置有凹槽501或凸体502，凹槽501或凸体502与通槽401相匹配。

可选的，金属基电路板,上具有采用回流焊工艺焊接的元器件。

需要说明的是，导电粘结片601和导热或非导热粘接片602的厚度差异要小于100um，粘结层60中第一区域位置和第二区域位置不是固定的，即导电粘结片601和导热或非导热粘接片602在粘结层中的位置不做限定，例如导电粘结片放置在通槽周围，导热或非导热粘接片放置在导电粘结片之外的区域，或者导热或非导热粘接片放置在通槽周围，导电粘结片放置在导电粘结片之外的区域。

需要说明的是，电路板30可以是双面覆铜板，也可以是基于双面覆铜板压合得到的多层板。

需要说明的是，金属基板50可以为铜、铝、石墨烯或者其他导热系数大于10W/mk的材料，并且可以根据实际需求，将金属基板制作成凸台型、平面型和凹槽型等结构，还可以在金属块的相应位置上进行钻孔，具体的材料和形状不做限定。

综上所述，本发明实施例通过粘结层将电路板和金属基板粘结，粘结层包括设置在第一区域的导电粘结片和设置在第二区域的导热或非导热粘接片，压合得到金属基电路板结构的方案，取得了以下技术效果：

本发明中，粘结层中包含导电粘结片和导热或非导热粘接片，相对于现有的锡膏粘结的方式，导电粘结片的电阻率低于锡膏，提高了导电性能；并且导电粘结片只占粘结层的部分区域，其它区域采用导热或非导热粘接片，使用导热或非导热粘接片可以在高温下保持良好的粘结性，提高了粘结稳定性，使得本发明方法加工的金属基电路板可以采用回流焊工艺焊接元器件；另外，同时采用导电粘结片和导热或非导热粘接片进行压合，相对于锡膏粘结的方式，可以减少粘结层的气泡，从而提高结构可靠性，锡膏粘结的方式需要在锡膏和金属层的接触面制作印刷钢网，而粘结层包含导电粘结片和导热或非导热粘接片具有良好的粘结性，不需要制作印刷钢网，降低了工艺的复杂度和成本。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

以上对本发明实施例所提供的一种金属基电路板结构及其加工方法进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心 思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员，依据本发明的思想，在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。