一种具有双面凸台的铜基电路板及其加工方法与流程

本发明属于电路板领域，特别涉及一种具有双面凸台的铜基电路板及其加工方法。

背景技术：

伴随着通信技术的革新，tcu(transmissioncontrolunit，自动变速器电子控制系统)控制模块也发展得越来越快。由于tcu控制模块在工作时面临汽车严苛的高温和强震动环境，这使得tcu控制模块所采用的印刷电路板必须具备高导热性能和足够的稳定性，以满足快速散热和安全稳定的要求。

在金属基印刷电路板中，由于铜基材料本身所具备的高导热、低热阻、高尺寸稳定性、高耐压强度等诸多优势是普通材料无法比拟的，使得铜基电路板在市场上占据了重要的地位。但是目前市面上的铜基印刷电路板的性能仍不能很好满足tcu控制模板的各项要求，还需要继续对铜基材料印刷电路板展开研究，从而开发出更加适用于tcu控制模板的印刷电路板。

因此，开发一种应用于tcu控制模块，并具有高散热性、高绝缘性和高尺寸稳定性的印制电路板具有良好的前景。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种具有双面凸台的铜基电路板，具有高散热性、高绝缘性和高尺寸稳定性，应用于tcu控制模块中，可满足快速散热的要求。

本发明还提供了一种具有双面凸台的铜基电路板的加工方法。

一种具有双面凸台的铜基电路板，包括铜基板、导热树脂层、线路层、铜基凸台和导通孔；所述铜基板的上、下表面均设置有所述铜基凸台、所述导热树脂层和所述线路层，所述铜基凸台和所述导热树脂层均与所述铜基板直接接触，所述线路层与所述导热树脂层直接接触；所述铜基凸台的高度不小于所述导热树脂层的厚度；所述导通孔贯通所述铜基电路板的上、下面，实现所述线路层之间的电路连通。

所述具有双面凸台的铜基电路板采用了双面铜基凸台结构，通过增大铜基凸台的面积，增强了铜基电路板的导热和散热性能。

优选的，所述铜基板的厚度为1.5-2.0mm。通过在铜基板上、下表面均设置铜基凸台，使得较薄的铜基板厚度也能达到良好的导热效果。

所述铜基凸台为铜基板经控深蚀刻得到。

优选的，所述铜基凸台为柱状。

优选的，所述铜基凸台的高度为110-150μm。铜基凸台的高度不应过高，否则将使铜基板的蚀刻深度变大，影响导热性能。

优选的，所述铜基凸台的数量为若干个。

优选的，所述导热树脂层的厚度为60-100μm。

导热树脂层不仅起导热作用，并且起绝缘作用，可避免线路层与铜基板产生电路连通。

当导热树脂层的厚度低于60μm，将导致耐电压性能过低；当导热树脂层的厚度大于100μm，将影响具有双面凸台的铜基电路板的整体导热性能。

优选的，所述线路层的厚度为35-50μm。当线路层的厚度小于35μm时，将影响线路层与导热树脂层之间的附着力。

优选的，所述导通孔的数量为若干个。

所述具有双面凸台的铜基电路板上、下面的线路层通过导通孔内设置的导电材料层产生电路连通。

优选的，所述导通孔内设置有铜层和孔内导热树脂层，所述铜层位于所述孔内导热树脂层的内侧。

进一步优选的，所述铜层的厚度为25-40μm。

进一步优选的，所述孔内导热树脂层的厚度为0.15-0.85mm。

铜基电路板上、下面的线路层通过铜层实现电路连通；孔内导热树脂层是铜基板与铜层之间的中间层，孔内导热树脂层不仅起导热作用，并且起绝缘作用，避免铜层与铜基板产生电路连通。

一种具有双面凸台的铜基电路板的加工方法，包括以下步骤：

(1)一次钻孔：在铜基板上钻出通孔，用导热树脂填平通孔；

(2)铜基凸台制作：在铜基板的上、下表面蚀刻出铜基凸台；

(3)导热树脂层的制作：在铜基板上、下表面的非铜基凸台处涂布导热树脂，固化后研磨，得到导热树脂层；

(4)二次钻孔：在步骤(1)中经填平的通孔处二次钻孔，得到导热树脂孔，所述导热树脂孔的孔径小于步骤(1)中通孔的孔径；

(5)镀铜：通过沉铜、电镀，在所述导热树脂孔的内壁镀上铜层，得到导通孔，在所述导热树脂层的表面镀铜，形成厚铜层；

(6)线路层的制作：对步骤(5)中得到的厚铜层进行蚀刻，得到线路层，从而得到具有双面凸台的铜基电路板。

优选的，步骤(1)中通孔的直径为1.3-2.0mm。

优选的，步骤(2)中蚀刻的方法为：将铜基板上需蚀刻面积较大的一面朝下放置，进行蚀刻。由于在蚀刻时上板面的蚀刻药水的置换速度较慢，形成水池，造成蚀刻能力的下降，所以应将需蚀刻面积较大的一面朝下放置进行蚀刻。

优选的，步骤(2)中蚀刻的速度为1.2-1.5m/min，蚀刻的压强为0.15-0.25mpa。

优选的，步骤(2)中采用蚀刻液进行蚀刻，蚀刻液的氯离子浓度为190-220g/l，铜离子浓度为100-120g/l。

优选的，步骤(4)中二次钻孔的位置为步骤(1)中经填平的通孔的中心处，导热树脂孔的直径为0.3-1.0mm。

优选的，步骤(5)中在沉铜前不开磨刷进行洗板。不开磨刷可确保导热树脂层与线路层的剥离强度满足要求。

优选的，步骤(5)中沉铜时不除胶渣，沉铜后加热至150-180℃，保持30min。沉铜不除胶渣可确保导热树脂孔内的导热树脂厚度不至于过薄，影响耐电压性能；沉铜后加热可增强导热树脂与铜层的结合能力。

优选的，步骤(5)中电镀为用13-15安培/平方英尺的电流电镀20-25min，再用18-22安培/平方英尺的电流电镀20-25min。

所述沉铜为通过化学沉铜的方法对孔壁上的导热树脂进行金属化处理，形成薄铜，以进行后来的电镀铜制程。

本发明所述导热树脂为全宝导热树脂t112。

本发明所述具有双面凸台的铜基电路板能达到的技术指标为：

耐电压：大于3000v；

导热系数：200-300w/(m·k)；

耐热性：浸入288℃的锡中120s，连续3次，不发生分层和起泡；

防火等级：v-0；

电阻率(20℃)：小于0.018ω·mm；

剥离强度：大于1.2n/mm；

最大操作温度：大于120℃。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

本发明通过在铜基电路板上设置双面凸台的结构，实现了电传导和热传导的分离，电路板上元器件产生的热量通过铜基凸台可直接导入铜基板，大大提高了导热和散热性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为本发明实施例一种具有双面凸台的铜基电路板的结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，本发明实施例提供一种具有双面凸台的铜基电路板，包括铜基板1、导热树脂层2、线路层3、铜基凸台4和导通孔5；铜基板1的上、下表面均设置有铜基凸台4、导热树脂层2和线路层3，铜基凸台4和导热树脂层2均与铜基板1直接接触，线路层3与导热树脂层2直接接触；铜基凸台4的高度不小于导热树脂层2的厚度；导通孔5贯通铜基电路板的上、下面，实现线路层3之间的电路连通。

具有双面凸台的铜基电路板采用了双面铜基凸台结构，通过增大铜基凸台4的面积，增加了铜基电路板的直接导热性能。

其中铜基板1的厚度为1.5mm。

其中铜基凸台4为柱状，高度为130μm；铜基凸台4的数量为若干个。

其中导热树脂层2的厚度为70μm。

其中线路层3的厚度为40μm。

其中导通孔5的数量为若干个，导通孔5内设置铜层6和孔内导热树脂层7，铜层6位于孔内导热树脂层7的内侧。

其中铜层6的厚度为30μm，孔内导热树脂层7的厚度为0.5mm。

铜基板1上、下表面的线路层3通过导通孔5内的铜层6实现电路连通，孔内导热树脂层7可增强导热效果，并且起绝缘作用，阻止铜层3与铜基板1产生电路连通。

一种具有双面凸台的铜基电路板的加工方法，包括以下步骤：

(1)一次钻孔：在铜基板上钻出直径为1.3mm的通孔，用导热树脂填平通孔；

(2)铜基凸台制作：将铜基板上需蚀刻面积较大的一面朝下放置，对铜基板的上、下面进行蚀刻；所用蚀刻液的氯离子浓度为190g/l，铜离子浓度为120g/l；蚀刻的速度为1.2m/min，蚀刻的压强为0.15mpa；从而得到铜基凸台；

(3)导热树脂层的制作：在铜基板的上、下表面的非铜基凸台处涂布导热树脂，固化后研磨，得到导热树脂层；

(4)二次钻孔：在导热树脂填平通孔处的中心处二次钻孔，得到直径为0.3mm的导热树脂孔；

(5)镀铜：在沉铜前不开磨刷进行洗板，沉铜时不除导热树脂孔内的胶渣，沉铜后加热至150℃，保持30min；用13安培/平方英尺的电流电镀25min，再用22安培/平方英尺的电流电镀20min；在所述导热树脂孔的内壁镀上铜层，得到导通孔；在所述导热树脂层的表面镀铜，形成厚铜层；

(6)线路层的制作：对步骤(5)中得到的厚铜层进行蚀刻，得到线路层，从而得到具有双面凸台的铜基电路板。

本发明所用导热树脂为全宝导热树脂t112。

本发明实施例提供的一种具有双面凸台的铜基电路板能达到的技术指标为：

耐电压：3000v；

导热系数：300w/(m·k)；

耐热性：浸入288℃的锡中120s，连续3次，不发生分层和起泡；

防火等级：v-0；

电阻率(20℃)：0.016ω·mm；

剥离强度：1.3n/mm；

最大操作温度：130℃。

本发明实施例通过在铜基电路板上设置双面铜基凸台的结构，实现了电传导和热传导的分离，电路板上元器件产生的热量通过铜基凸台可直接导入铜基板，大大提高了导热和散热性能。

经实际检测，将本发明实施例应用于tcu模块，可大幅提高散热效果和使用寿命，满足tcu模块的整体散热需要。

本发明实施例提供另一种具有双面凸台的铜基电路板的加工方法，与上述一种具有双面凸台的铜基电路板的加工方法相比，区别之处在于，本实施例步骤(3)中通过用15安培/平方英尺的电流电镀20min，再用22安培/平方英尺的电流电镀20min；在所述导热树脂孔的内壁镀上铜层，得到导通孔；在所述导热树脂层的表面镀铜，形成厚铜层。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。