一种电路板、移动终端及电路板的制造方法与流程

文档序号:14685333发布日期:2018-06-12 23:26
一种电路板、移动终端及电路板的制造方法与流程

本发明涉及电子技术领域,尤其涉及一种电路板、移动终端及电路板的制造方法。



背景技术:

随着电子通信技术的发展,由于FPC(Flexible Printed Circuit,柔性电路板)良好的挠折性、PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)强度好和平整度高的特性,使FPC和PCB等电路板在电子产品上广泛应用。随着电子产品的“轻薄化”设计,使得需要在电子产品的有限空间内承载更多的元器件,如充电IC(Integrated Circuit,集成电路)、芯片器件等,元器件在工作时会产生大量的热,若电路板上热量无法快速传递出去,将会影响信号传递速度及质量,因此电路板对散热性能提出了越来越高的要求。

目前,PCB主要是FR-4和铜组成的分层复合结构,FPC主要是覆盖膜和基材组成的分层复合结构,因此,由于PCB和FPC结构特性,使它们的导热系数是各向异性的,热量在铜面的导热系数较高,一般范围在70~100W/mK,而垂直于铜面的导热系数一般为0.4W/mK。当FPC或PCB上贴有发热功率较大的器件时,器件产生的热量就难以快速传导出去,就容易产生局部温度过高,导致整机运行速度减慢,带来安全问题等。



技术实现要素:

本发明提供一种电路板、移动终端及电路板的制造方法,以解决现有技术中电路板上发热功率较大的器件运行时导致的局部温度过高的问题。

为了解决上述技术问题,本发明是这样实现的:

第一方面,本发明实施例提供一种电路板,该电路板包括:

基材,基材包括相对的两个外表面,基材上开设有至少一个容置槽孔,容置槽孔延伸至至少一个外表面;

至少一个设置有相变材料的导热结构,导热结构嵌设于容置槽孔内。

第二方面,本发明实施例提供一种移动终端,包括上述的电路板。

对三方面,本发明实施例提供一种电路板的制造方法,包括:

提供一设置有相变材料的导热结构;

将导热结构嵌设于基材中,使导热结构与基材结合为一体;

对基材进行钻孔、金属化孔、线路布设、阻焊以及冲切处理,制成电路板。

本发明实施例中,通过将设置有相变材料的导热结构嵌设于基材内,利用相变材料良好的导热性能,能够提高电路板的散热能力,解决了现有技术中电路板上发热功率较大的器件运行时导致的局部温度过高的问题,提高了电路板的使用可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明实施例提供的电路板的结构示意图之一;

图2表示本发明实施例提供的电路板的结构示意图之二;

图3表示本发明实施例中导热结构的结构示意图;

图4表示本发明实施例中毛细结构的结构示意图;

图5表示本发明实施例提供的电路板的制造方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

图1示出的是本发明实施例提供的电路板的结构示意图之一,图2示出的是本发明实施例提供的电路板的结构示意图之二,图3示出的是本发明实施例中导热结构的结构示意图。

请参见图1、图2和图3,本发明实施例提供一种电路板,该电路板可以为PCB或FPC。该电路板可以包括:基材110;至少一个设置有相变材料124的导热结构120,导热结构120嵌设于基材110内。

本发明实施例提供的电路板的工作原理是,在电路板使用过程中,通过嵌设于基材110内的导热结构120,利用相变材料124良好的导热性能,吸收电路板上设置的发热器件所产生的热量,这样,能够使电路板散热更为平缓,避免电路板使用中出现温度过高的情况。其中,本发明实施例中,该相变材料124可以为水、甲醇或乙醇等。

具体的,基材110包括相对的两个外表面,基材110上开设有至少一个容置槽孔111,容置槽孔111延伸至至少一个外表面,导热结构120嵌设于容置槽孔111内。本发明实施例中,通过基材110上开设的用于嵌设导热结构120的至少一个容置槽孔111,以便于导热结构120嵌设于基材110内;其中,该容置槽孔111延伸至基材110的至少一个外表面,这样,能够提高电路板垂直方向的散热能力。在一示例中,该容置槽孔111延伸至其中一个外表面,即该容置槽孔111为凹槽结构,如图1所示;在另一示例中,该容置槽孔111延伸至两个外表面,即该容置槽孔111为通孔结构,如图2所示。

本发明实施例中,将设置有相变材料124的导热结构120嵌设于基材110内,能够使电路板散热更为平缓,避免电路板使用中出现温度过高的情况,提高了电路板的散热能力。

其中,在本发明的一个示例中,该电路板可以为双面板,包括绝缘层以及相对设置于该绝缘层两侧的两个铜层,其中,该容置槽孔111贯穿该绝缘层和至少一个铜层。该绝缘层优选采用PI(Polyimide,聚酰亚胺)制成。

在本发明实施例中,为便于导热结构120嵌设于容置槽孔111中,该容置槽孔111的设置尺寸大于导热结构120的设置尺寸。优选的,该容置槽孔111的设置尺寸与导热结构120的设置尺寸相差0.2mm。

其中,请参见图1和图2,在本发明一个优选实施例中,为使导热结构120能够牢靠地嵌设于容置槽孔111内,容置槽孔111与导热结构120之间的间隙填充设置有导热材料130。这样,利用导热材料130密实填充于容置槽孔111与导热结构120之间,既能够使导热结构120牢固嵌设于基材110中,增强导热结构120与基材11的结合力,确保电路板的结构可靠性,同时,也能够确保基材110到导热结构120的导热不受影响;另外,还能够排除导热材料130密实填充于容置槽孔111与导热结构120之间可能存在的空气,进一步提高电路板的导热能力。其中,导热材料130可以为金属或树脂。这里,金属可以为铜或锡等,树脂采用导热系数高的树脂。

另外,本发明实施例中,为确保电路板的正常工作性能,该容置槽孔111位于基材110的接地层区域内。

其中,请参见图3,在本发明一个优选实施例中,导热结构120可以包括第一壳体121、第二壳体122以及采用金属颗粒制成的毛细结构123,第一壳体121和第二壳体122组合构成一真空空腔125,毛细结构123连接在第一壳体121和第二壳体122之间,相变材料124填充于真空空腔125内。本发明实施例中,在电路板使用过程中,导热结构120通过第一壳体121、第二壳体122和毛细结构123,将电路板上设置的发热器件所产生的热量进行传导,以便于相变材料124吸收热量,使电路板散热更为平缓,避免电路板使用中出现温度过高的情况。其中,本发明实施例中,该第一壳体121和第二壳体122采用金属材质制成,例如,可以采用铜、铝或不锈钢等制成。本发明实施例中,制成毛细结构123的金属颗粒的粒径根据性能要求而不同,其中,在一示例中,制成毛细结构123的金属颗粒的粒径为20um;另外,制成毛细结构123的金属颗粒优选为铜粉。

请参见图3和图4,在本发明实施例中,毛细结构123可以包括平层部1231,平层部1231的第一表面上形成有多个凸起部1232,凸起部1232的顶端与第一壳体121相贴合,平层部1231的第二表面与第二壳体122相贴合,第二表面为与第一表面相对的表面。其中,相变材料124填充于毛细结构123的缝隙之间。这样,通过相变材料124扩散填充于毛细结构123缝隙中,从而便于相变材料124吸收热量。

本发明实施例提供的电路板,通过将设置有相变材料的导热结构嵌设于基材内,利用相变材料良好的导热性能,能够提高电路板的散热能力,解决了现有技术中电路板上发热功率较大的器件运行时导致的局部温度过高的问题,提高了电路板的使用可靠性。

另外,本发明实施例还提供一种移动终端,包括上述的电路板。

其中,由于移动终端本体的结构是现有技术,电路板的结构原理在上述实施例中已进行详细说明,因此,本实施例中对于具体的移动终端的结构不再赘述。

另外,该移动终端可以为手机、平板电脑、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)或可穿戴式设备(Wearable Device)等。

本发明实施例中,带有上述电路板的移动终端,由于电路板能够提高电路板的散热能力,解决了现有技术中电路板上发热功率较大的器件运行时导致的局部温度过高的问题,因此能够提高移动终端的整机运行速度,确保移动终端使用安全,提高移动终端的使用可靠性。

另外,请参见图5,其示出的是本发明实施例提供的电路板的制造方法的流程示意图,本发明实施例还提供了一种电路板的制造方法,该制造方法可以包括以下步骤:

步骤51,提供一设置有相变材料的导热结构。

步骤52,将导热结构嵌设于基材中,使导热结构与基材结合为一体。

步骤53,对基材进行钻孔、金属化孔、线路布设、阻焊以及冲切处理,制成电路板。

本发明实施例中,步骤52,将导热结构嵌设于基材中,使导热结构与基材结合为一体的步骤,可以包括以下步骤:在基材上开设延伸至至少一个外表面的容置槽孔;将导热结构嵌设于容置槽孔内。

本发明实施例中,根据结构要求、制造成本等实际需求,具体可以采用多种制造工艺开设多种不同结构形式的容置槽孔。例如,可以利用激光工艺在基材上开设延伸至其中一个外表面的容置槽孔,此时,该容置槽孔为凹槽结构;或者,也可以利用机械铣刀在基材上开设延伸至两个外表面的容置槽孔,此时,该容置槽孔为通孔结构。另外,若该容置槽孔为通孔结构,在将导热结构嵌设于容置槽孔内之前,可以在基材的两个外表面贴附高温胶纸,然后去除其中一个外表面的高温胶纸,以便于导热结构能够嵌设于容置槽孔内。

本发明实施例中,步骤52,将导热结构嵌设于基材中,使导热结构与基材结合为一体的步骤,还可以包括以下步骤:将液态的导热材料填附于容置槽孔内,使导热材料密实填充于容置槽孔与导热结构之间。

其中,本发明实施例中,该导热材料可以为金属,或者,也可以为树脂。

本发明实施例中,针对导热材料的不同,其具体填附方式可以有所不同,以便能够更好地确保电路板的结构可靠性以及导热结构的导热性能。

针对导热材料为金属的情况,步骤52中,将液态的导热材料填附于容置槽孔内,使导热材料将容置槽孔与导热结构之间的间隙填充密实的步骤,可以包括:在将导热结构嵌设于容置槽孔内之后,将液态的金属注入容置槽孔内,使金属密实填充于容置槽孔与导热结构之间。这里,该金属可以为铜或锡等。这里,在将导热结构嵌设于容置槽孔内之后,利用液态的金属注入容置槽孔内,能够使导热结构牢固嵌设于容置槽孔内,并保证导热结构导热不受影响,提高电路板的结构可靠性。

针对导热材料为树脂的情况,步骤52中,将液态的导热材料填附于容置槽孔内,使导热材料密实填充于容置槽孔与导热结构之间的步骤,可以包括:在将导热结构嵌设于容置槽孔内之前,将未交联的树脂填附于容置槽孔的底部和四周,并在将导热结构嵌设于容置槽孔内之后,对基材进行热压合,将树脂固化,使树脂密实填充于容置槽孔与导热结构之间。这里,可以利用点胶设备往容置槽孔内填附未交联的树脂,使其填附于容置槽孔的底部和四周;并在将导热结构嵌设于容置槽孔内之后,利用覆型材料对基材进行热压合,从而将树脂固化,使导热结构牢固嵌设于容置槽孔内,提高电路板的结构可靠性,并能够保证导热结构导热不受影响。

其中,本发明实施例中,步骤51,提供一设置有相变材料的导热结构的步骤,可以包括以下步骤:

加工第一壳体和第二壳体,第一壳体和第二壳体相配合形成一容置空腔;

将金属颗粒均匀分布于烧结模具中,并将烧结模具中的金属颗粒压实;

将烧结模具置于烤箱中加热形成毛细结构;

将毛细结构置于第一壳体,并进行高温还原气氛烧结,使毛细结构在重力作用下吸附于第一壳体;

将第一壳体和第二壳体焊接组合,形成容置空腔,毛细结构位于容置空腔内,且连接第一壳体和第二壳体之间,并将相变材料注入容置空腔;

利用抽气机抽取容置空腔内的空气形成真空空腔,并通过点焊将第一壳体和第二壳体完全结合。

本发明实施例中,首先可以利用平板切割机加工形成第一壳体和第二壳体,使该第一壳体和第二壳体能够配合形成容置空腔;然后利用烧结模具制备毛细结构,具体的,将金属颗粒均匀分布于烧结模具中并压实,再将烧结模具置于烤箱中加热以形成毛细结构,其中,加热温度优选为950℃,加热时间优选为10min,另外,为避免金属颗粒在烧结过程与烧结模具发生反应,该烧结模具优选采用石墨材料制成;接着将第一壳体放入一烧结夹具内,通过高温惰性还原气氛将毛细结构置于第一壳体上,并进行高温还原气氛烧结,以使得毛细结构能够在重力作用下吸附于第一壳体,其中,烧结温度优选为950℃,烧结时间优选为3小时;然后,通过焊接工艺将第一壳体和第二壳体焊接组合,使毛细结构位于第一壳体和第二壳体配合形成的容置空腔内并连接于第一壳体和第二壳体之间,接着将相变材料注入容置空腔并充分静置,使相变材料充分扩散到毛细结构的缝隙之间,这里,静置时间优选为5min;最后,利用抽气机抽取容置空腔内的空气以形成真空环境,并通过点焊将第一壳体和第二壳体完全结合,此时,容置空腔形成为真空空腔。其中,本发明实施例中,为便于相变材料注入容置空腔以及抽气机抽取容置空腔内的空气,该第一壳体和第二壳体还配合形成有一通道,在利用抽气机抽取容置空腔内的空气形成真空空腔之后,通过点焊结合该通道,以使第一壳体和第二壳体完全结合。

其中,本发明实施例中,毛细结构可以包括平层部,平层部的第一表面上形成有多个凸起部,凸起部的顶端与第一壳体相贴合,平层部的第二表面与第二壳体相贴合,第二表面为与第一表面相对的表面。

应理解,说明书的描述中,提到的参考术语“一实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例或示例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一实施例中”、“在一个实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,在本发明的一个附图或一种实施例中描述的元素、结构或特征可以与一个或多个其它附图或实施例中示出的元素、结构或特征以任意适合的方式相结合。

另外,在本文中的一个或多个实施例中,诸如“包括”或“包含”用于说明存在列举的特征或组件,但不排除存在一个或多个其它列举的特征或者一个或多个其它组件。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外,在发明实施例中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述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,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

再多了解一些
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