一种PCB及其制造方法与流程

本发明涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种pcb及其制造方法。

背景技术：

印制电路板(printedcircuitboard，简称pcb)，又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。在印制电路板出现之前，电子元件之间的互连都是依靠电线直接连接组成完整的线路。在当代，电路面板只是作为有效的实验工具而存在，而印制电路板在电子工业中已经占据了绝对统治的地位。

印制电路板从单层板发展到双面板、多层板和挠性板，并不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展。不断缩小体积、减少成本、提高性能，使得印制电路板在未来电子产品的发展过程中，仍然保持强大的生命力。未来印制电路板生产制造技术发展趋势是在性能上向高密度、高精度、细孔径、细导线、小间距、高可靠、多层化、高速传输、轻量或者薄型等方向发展。

尤其是强化换热方面，近年来，国内外对pcb的散热速度的要求越来越高，对能实现快速散热的pcb的需求也越来越旺盛。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于：提供一种pcb，能实现发热元件的快速散热。

本发明的另一个目的在于：提供一种pcb的制造方法，其生产的pcb能实现发热元件的快速散热。

为达此目的，一方面，本发明提供一种pcb，包括pcb基板和陶瓷组件；所述pcb基板上设有容置槽，所述陶瓷组件嵌于所述容置槽中，所述陶瓷组件与所述容置槽过盈配合。

陶瓷组件通过与容置槽过盈配合，可以很稳固的安装在pcb基板上，使用时，将发热元件安装在陶瓷组件上，发热元件产生的热量传递到陶瓷组件上，陶瓷组件的散热效率远大于pcb基板，从而实现发热元件的快速散热。并且陶瓷组件直接嵌入pcb基板上的容置槽中，陶瓷组件不需做底面倒角、边缘锯齿化处理。容置槽可以在pcb基板上通过铣机铣削一次性完成，工艺简单、制作成本低。

作为优选，所述陶瓷组件上设有至少一组相对的尖角，所述尖角均过盈的卡入所述容置槽的侧壁中。

具体的，通过对陶瓷组件施加压力，可以将陶瓷组件上的尖角缓慢的压进容置槽中，并且由于陶瓷组件的硬度大于pcb基板的硬度，陶瓷组件的尖角会将容置槽侧壁的对应位置挤压变形，变形后的pcb基板将陶瓷组件牢牢的卡住，陶瓷组件不会从pcb基板上脱落，这种连接方式结构简单，易于实施，可有效的降低pcb的制作成本。

作为优选，所述尖角卡入所述容置槽的侧壁的深度为0.05mm～0.1mm。

尖角卡入容置槽的侧壁的深度，即为陶瓷组件与容置槽的单边配合过盈量，如果上述单边配合过盈量较小，当将陶瓷组件按压入容置槽时，容置槽侧壁的变形将会变小，相应的容置槽的侧壁与尖角的接触面积以及容置槽侧壁因变形对于尖角施加的挤压力也会变小，将导致陶瓷组件容易从容置槽中松动脱落。如果上述单边配合过盈量较大，虽然可以使陶瓷组件与容置槽的侧壁连接的更稳固，但是相应的，容置槽的侧壁的变形将变大，也就是说将尖角卡入容置槽中时，对于pcb基板的损伤较大，甚至会导致整块pcb基板破裂。经过大量的试验表明，上述单边配合过盈量为0.05mm～0.1mm时，陶瓷组件和容置槽的连接稳固效果较好，又不会使pcb基板的性能受损。

作为优选，所述陶瓷组件的上表面与所述pcb基板的上表面齐平，所述陶瓷组件的下表面与所述pcb基板的下表面齐平。

通过上述设置，可以使pcb基板的上、下表面与陶瓷组件的上、下表面齐平，使pcb整体更加美观；如果陶瓷组件高出pcb基板，会造成pcb的厚度增加，从而导致pcb在使用时，需要占据更大的空间，如果陶瓷组件陷于所述pcb基板内，陶瓷组件与pcb基板的接触面积将会变小，陶瓷组件与容置槽的连接强度降低，陶瓷组件容易从容置槽中脱落；在将陶瓷组件安装到pcb基板的过程中，当陶瓷组件的下表面与pcb基板的下表面齐平且陶瓷组件的上表面与pcb基板的上表面齐平时，即代表将陶瓷组件恰好安装到位。

作为优选，所述陶瓷组件包括陶瓷片和金属层，所述陶瓷片上设有至少一组相对的尖角，金属层设置于所述陶瓷片的上表面和/或下表面。

金属层的材质优选采用铜，由于陶瓷材料表面容易被污染和腐蚀，当陶瓷片的表面被污染和腐蚀后，会影响陶瓷片与发热元件的结合力，而铜的化学性质比较温和，不易被污染和腐蚀，在陶瓷片的上表面和/或下表面设置铜层，可以更好的保证陶瓷片与发热元件良好接触；在陶瓷片的上表面和/或下表面设置铜层还可以对设置在铜层上的电子元件起到信号屏蔽作用。

另一方面，本发明提供一种用于制造上述任一种pcb的制造方法，包括：

s1：制作具有容置槽的pcb基板，制作陶瓷组件；

s2：将所述陶瓷组件嵌入所述pcb基板的容置槽内，所述陶瓷组件与所述pcb基板过盈配合。

作为优选，所述s1中：

具有容置槽的pcb基板的制作步骤包括：

制作基板，在基板上加工所述容置槽，对基板进行沉铜、电镀；

陶瓷组件的制作步骤包括：

制作陶瓷片，所述陶瓷片上设有至少一组能够过盈的卡入所述容置槽的侧壁中的尖角，在所述陶瓷片的上表面和/或下表面设置金属层。

作为优选，还包括：

s3：对嵌有陶瓷组件的pcb基板整体进行沉铜、电镀、线路图形制作、阻焊以及表面处理。

作为优选，所述s1中：

具有容置槽的pcb基板的制作步骤包括：

制作基板，在基板上加工所述容置槽，对基板进行沉铜、电镀和线路图形制作；

陶瓷组件的制作步骤包括：

制作陶瓷片，所述陶瓷片上设有至少一组能够过盈的卡入所述容置槽的侧壁中的尖角，在所述陶瓷片的上表面和/或下表面设置金属层，在所述金属层上制作线路图形。

作为优选，还包括：

s3：对嵌有陶瓷组件的pcb基板整体进行阻焊和表面处理。

本发明的有益效果为：提供一种高导热pcb及其制造方法，通过设置陶瓷组件与pcb基板可靠配合，进而实现发热元件的快速散热。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例一中一种pcb的结构示意图；

图2为本发明实施例一中一种pcb的剖面示意图；

图3为本发明实施例一中一种pcb的另一种结构的剖面示意图；

图4为本发明实施例二中一种pcb制作方法的流程图；

图5为本发明实施例二中一种pcb制作方法所制作的pcb的结构示意图；

图6为本发明实施例三中一种pcb制作方法的流程图。

图中：

1、pcb基板；101、芯板；102、半固化片；103、容置槽；

2、陶瓷组件；201、陶瓷片；2011、尖角；202、金属层。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本实施例提供一种pcb，如图1～3所示，包括pcb基板1和陶瓷组件2；pcb基板1上设有容置槽103，陶瓷组件2嵌于容置槽103中，发热元件安装在陶瓷组件2上，发热元件产生的热量直接传递到陶瓷组件2上，由于陶瓷组件2的散热效率远大于pcb基板1，从而实现快速散热。并且陶瓷组件2直接嵌入pcb基板1上的容置槽103中，陶瓷组件2不需做底面倒角、边缘锯齿化处理，工艺简单、制作成本低。需要注意的是，本实施例中所有的“上”、“下”方向，均指pcb平铺时，如图1所示视角的上下方向。

如图1所示，本实施例中的pcb基板1为多层板，由两张芯板101和位于两张芯板101中间的半固化片102压合而成，pcb基板1上开设有容置槽103，该容置槽103贯穿整个pcb基板1。当然，pcb基板1也可以为芯板101或者包括更多张芯板101的多层板。

陶瓷组件2包括陶瓷片201，以及位于陶瓷片201上表面和下表面的金属层202，本实施例中的金属层采用铜层，因为铜的化学性质比较温和、不容易腐蚀并且具有良好的导电性能。当然，金属层也可以采用其他具有上述特性的材质，位于陶瓷片201上表面的铜层，其上表面与pcb基板1的上表面齐平，位于陶瓷片201下表面的铜层，其下表面与pcb基板1的下表面齐平。

可以理解的是，根据实际需要，也可以将陶瓷组件2设置为，包括陶瓷片201，以及位于陶瓷片201上表面的铜层，该铜层的上表面与pcb基板1的上表面齐平，陶瓷片201的下表面与pcb基板1的下表面齐平；还可以将陶瓷组件2设置为，包括陶瓷片201以及位于陶瓷片201下表面的铜层，该铜层的下表面与pcb基板1的下表面齐平，陶瓷片201的上表面与pcb基板1的上表面齐平。

陶瓷片201位于容置槽103内，其上设有至少一组相对的尖角2011，尖角2011均过盈的卡入容置槽103的侧壁中，具体的，如图2所示，本实施例中陶瓷片201的水平截面呈正方形，包括两组相对的尖角2011，容置槽103的水平截面也呈正方形并且其四个角均进行倒圆角处理，四个尖角2011正对四个圆角，并且四个尖角2011均与pcb基板1有部分重叠，即容置槽103弧角位置的对角线长度小于对应的陶瓷片201上相应尖角2011的对角线的长度。可以通过对陶瓷组件2施加压力，将陶瓷组件2缓慢的压进容置槽103中，按压过程中，由于陶瓷片201硬度要大于pcb基板1的硬度，陶瓷片201的四个尖角2011会将容置槽103的侧壁的对应位置挤压变形，变形后的pcb基板1将陶瓷片201牢牢的卡住，从而陶瓷组件2不会从容置槽103中脱落，并且这种连接方式结构简单，易于实施，可有效的降低pcb的制作成本。

可以理解的是，本实施例中陶瓷片201可以根据实际需要制成合适的形状，如图3所示，陶瓷片201的横截面为六边形。需要注意的是，尖角2011可以是锐角，也可以是直角或钝角。

优选的，尖角2011卡入容置槽103的侧壁的深度为0.05mm～0.1mm。

本实施例通过设置陶瓷组件2并且使发热元件与陶瓷组件2直接接触，依靠陶瓷组件2进行散热，由于陶瓷组件2的散热效率远大于pcb基板1，从而实现发热元件的高效散热。

实施例二

如图4所示，本实施例提供实施例一中一种pcb的制作方法，包括，

s1：制作具有容置槽103的pcb基板1，制作陶瓷组件2。

步骤s1包括：

制作具有容置槽103的pcb基板1：

制作基板：制作具有内层线路图形的两张芯板101，并对两张芯板101进行棕化处理，将一张芯板101、半固化片102以及另一张芯板101依次叠合，通过高温高压制成基板。在基板上需要嵌入陶瓷片201的位置开设容置槽103，容置槽103可以通过铣机铣削一次性加工出来，容置槽103贯穿基板。对基板进行机械钻孔和/或激光钻孔。对基板进行沉铜、电镀。

需要注意的是，也可以先对基板进行机械钻孔或激光钻孔，然后加工容置槽103。

制作陶瓷组件2：

制作陶瓷片201，陶瓷片201上设有至少一组均能够过盈的卡入容置槽103的侧壁中的尖角2011，在陶瓷片201上表面和/或下表面镀铜层，并且陶瓷片201以及陶瓷片201上、下表面的铜层的厚度之和等于容置槽103的深度。由于陶瓷材料表面容易被污染和腐蚀，当陶瓷片201的表面被污染和腐蚀后，会影响陶瓷片与发热元件的结合力，而铜的化学性质比较温和，不易被污染和腐蚀，在陶瓷片201的上表面和/或下表面镀铜层，可以更好的保证陶瓷片201与发热元件良好接触。

s2：将陶瓷组件2嵌入pcb基板1的容置槽103内，陶瓷组件2与pcb基板1过盈配合。

步骤s2包括：

对陶瓷组件2缓慢按压，使陶瓷组件2缓慢进入容置槽103中，陶瓷组件2的上、下表面分别与pcb基板1的上、下表面齐平。

s3：对嵌有陶瓷组件2的pcb基板1整体进行沉铜、电镀、线路图形制作、阻焊以及表面处理。

步骤s3包括：

对嵌有陶瓷组件2的pcb基板1整体进行沉铜；然后整体进行电镀，在pcb基板1和陶瓷组件2的上、下表面同时镀铜层，如图5所示，所镀铜层将pcb基板1和陶瓷组件2的上表面和下表面原有的铜层整体覆盖，并且使pcb基板1上表面和下表面的铜层分别和陶瓷组件2上表面和下表面的铜层相互导通。所镀铜层的厚度可以视实际需求而定，当然，当pcb基板1原本上、下表面的铜层厚度能够符合需求时，则不需要进行电镀，当不进行电镀时，pcb的结构如图1所示；然后整体进行线路图形制作、阻焊以及表面处理，表面处理工艺可以是热风整平、有机涂覆、化学镀镍、浸金、浸银、浸锡等。

可以理解的是，在本实施例中的步骤s1制作陶瓷组件2的过程中，可以不在陶瓷片201上表面和/或下表面镀铜层，仅通过步骤s3的沉铜、电镀工艺使陶瓷片201的上表面和/或下表面镀铜层，也可以不在基板的上、下表面镀铜层，仅通过步骤s3的沉铜、电镀工艺使基板的上、下表面镀铜。

实施例三

如图6所示，本实施例提供一种实施例一中的pcb的制作方法，本实施例与实施例二的区别在于，本实施例在步骤s3中，不对嵌有陶瓷组件2的pcb基板1整体进行沉铜、电镀以及制作线路图形，而在步骤s1制作具有容置槽103的pcb基板1的过程中，在对基板进行机械钻孔和/或激光钻孔之后，对基板进行线路图形制作，在步骤s1制作陶瓷组件的过程中，在陶瓷片201上表面和下表面镀铜层后，对陶瓷片201的上、下表面进行图形制作。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。