一种大电流电路板及其加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种大电流电路板的加工方法，包括：在用于承载大电流的金属层上加工至少两个金属柱；在金属层表面设置绝缘层，使所述绝缘层覆盖金属层表面除金属柱以外的区域；在绝缘层上层压外层板；在外层板上加工外层线路图形，并在对应金属柱的位置加工凹槽，暴露于凹槽中的至少两个金属柱分别用作电流输入端和电流输出端，使电流输出端与外层线路图形连接。本发明实施例还提供相应的大电流电路板。本发明技术方案利用延伸到外层板的金属柱就可以直接在外层进行大电流的输入和输出，不必现有技术那样钻设金属化孔，并且具有较大表面积的金属层可以提高散热效率。
【专利说明】
一种大电流电路板及其加工方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电路板【技术领域】，具体涉及一种大电流电路板及其加工方法。
【背景技术】
[0002]目前在电路板领域，通常采用在电路板内层埋入厚铜来承载大电流的方式实现对大电流和信号的集成。如何将大电流引入到厚铜电路板内层埋入的厚铜，是目前的焦点问题。一般采用的方式是在厚铜上钻孔，利用多个金属化孔实现大电流的引入。
[0003]然而，在厚铜上钻孔有以下问题难以克服:如果钻孔较小，则容易导致钻头折断；如果钻孔较大，则在钻孔时会对厚铜以及与厚铜接触的树脂造成拉裂，容易导致厚铜和树脂分层。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供提供一种大电流电路板及其加工方法，以一定程度上解决现有的通过在埋入的厚铜上钻孔实现大电流引入的技术容易导致钻头折断或者容易导致厚铜与树脂分层的技术问题。
[0005]本发明第一方面提供一种大电流电路板的加工方法，包括:
[0006]在用于承载大电流的金属层上加工至少两个金属柱；在所述金属层表面设置绝缘层，使所述绝缘层覆盖所述金属层表面除所述金属柱以外的区域；在所述绝缘层上层压外层板；在所述外层板上加工外层线路图形，并在对应所述金属柱的位置加工凹槽，以暴露出所述金属柱，暴露于凹槽中的所述至少两个金属柱分别用作电流输入端和电流输出端，使所述电流输出端与所述外层线路图形连接。
[0007]本发明第二方面提供一种大电流电路板，包括:
[0008]用于承载大电流的金属层，设置在所述金属层表面的绝缘层，以及压合在所述绝缘层表面的外层板；所述金属层上具有至少两个金属柱，所述绝缘层覆盖所述金属层表面除所述金属柱以外的区域；所述外层板上具有外层线路图形且所述外层板的对应所述金属柱的位置具有凹槽，所述金属柱暴露于所述凹槽中，所述至少两个金属柱分别用作电流输入端和电流输出端，所述电流输出端与所述外层线路图形连接。
[0009]本发明实施例采用在用于承载大电流的金属层上加工至少两个金属柱，压合外层板后在外层板上加工凹槽，使金属柱暴露于凹槽中作为电流输入端和电流输出端的技术方案，使得:
[0010]一方面，利用延伸到外层板的金属柱就可以直接在外层进行大电流的输入和输出，而不必现有技术那样钻设一组金属化孔作为一个输入端或一个输出端，结构简单，且一定程度上解决了现有的通过在埋铜上钻孔实现大电流引入的技术容易导致钻头折断或者容易导致埋铜与树脂分层的技术问题；
[0011]另一方面，利用具有较大表面积的金属层来承载大电流，可以提高散热效率；而且，使大电流和信号分别由金属层和外层线路图形分层传输，在空间上相互隔离，可以降低走大电流的线路因发热或电磁等对走信号的线路造成的不良影响；
[0012]另外，本发明实施例技术方案还具有结构简单，成本低，可靠性高的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明提供的大电流电路板的加工方法的流程图；
[0014]图2是已加工金属柱的金属层的示意图；
[0015]图3是已印刷树脂的金属层的示意图；
[0016]图4是已层压外层板的金属层的示意图；
[0017]图5是在外层板加工凹槽的示意图；
[0018]图6是在外层板加工线路图形的示意图；
[0019]图7a和7b是加工完成的大电流电路板的示意图。
【具体实施方式】
[0020]本发明实施例提供一种大电流电路板及其加工方法，可以一定程度上解决现有的通过在埋入的厚铜上钻孔实现大电流引入的技术容易导致钻头折断或者容易导致厚铜与树脂分层的技术问题。以下结合附图分别进行详细说明。
[0021]实施例一、
[0022]本发明实施例提供一种大电流电路板的加工方法，以加工一种内层承载大电流，外层承载一般信号的电路板。请参考图1，本实施例方法包括:
[0023]101、在用于承载大电流的金属层上加工至少两个金属柱。
[0024]本发明实施例将利用电路板内层的金属层，作为大电流的载体，所述的大电流可以是大于10安培甚至更大的电流。所述金属层可以是电路板的内层铜箔层，也可以是另外提供的一块单独的金属基。以所述金属层具体为金属基为例，所述金属基的尺寸按照需要制作的电路板的大小和实际需求确定，可以选择与电路板的大小尺寸相同或者略小；所述金属基的材质依据使用环境确定，可以采用厚度不小于I毫米的铜板或铝板或者其它材质的金属板作为所述金属基。准备好金属基后，进行后续处理之前，可以先对金属基进行一些前期处理，所述的前期处理可以包括:表面清洁和表面粗糙处理，其中表面清洁可以包括除油和微蚀。
[0025]所述金属层位于电路板内层，因此，需要采用一定方式实现将外部的大电流输入内层和从内层输出到外部。本发明实施例中，通过在金属层上加工金属柱，由金属柱作为大电流输入输出的端子。一种实施方式中，可以采用控深铣工艺在金属层上加工至少两个金属柱，具体包括:保留预设的金属柱的位置不予加工，将金属层表面其它区域采用控深铣工艺去除一定深度，从而得到金属柱。需要注意的是，也可以采用其它工艺例如蚀刻等方式在金属层上加工金属柱。本实施例中，控深铣的深度，或者说金属柱的高度，由金属层和准备设置在金属层表层的介质厚度决定，而介质厚度由电路板耐压值决定，一般Imil介质厚度耐500V电压。mil是指长度单位密耳，Imil=0.001英寸=0.0254毫米。所述的介质是指后续将会设置在金属层和外层的铜箔层之间的全部介质。
[0026]一般的，如图2所示，金属柱设计在金属层的一面。金属层210上加工的金属柱2101的数量至少需要两个。其它一些实施方式中，根据实际需要，也可以在金属层的两面均设计加工金属柱。
[0027]102、在所述金属层表面设置绝缘层，使所述绝缘层覆盖所述金属层表面除所述金属柱以外的区域。
[0028]如图3所示，本步骤中在所述金属层210表面设置绝缘层220，使所述绝缘层220覆盖所述金属层210表面除所述金属柱2101以外的区域，或者说，使所述绝缘层220填充上一步骤中金属层210上被控深铣工艺去除的空间。所述的设置绝缘层具体可以是丝网印刷树脂，所述树脂可以采用同半固化片成分相同的高填料半液态材质或者类似的材质，t匕如普通的塞孔用环氧树脂。印刷的树脂的上表面应与金属柱的上端面基本持平，然后进行热固化将树脂半固化在金属层表面，形成金属层和类似半固化片的混合体。最后，有必要对金属层进行铲平操作，以便将金属柱上端面的树脂铲除干净并保持树脂面和金属柱面持平。
[0029]103、在所述绝缘层上层压外层板。
[0030]一般的，如图4所示，在金属层的上下表面各层压一外层板，所述外层板包括外绝缘层230和外铜箔层240，所述的外绝缘层230可以是半固化片，该外绝缘层230的厚度一般不应小于4mil。外铜箔层240仅用于承载信号或者分流后的小电流，其厚铜一般可以不大于3盎司(0Z)，1Z约等于35微米。
[0031]104、在所述外层板上加工外层线路图形，并在对应所述金属柱的位置加工凹槽，以暴露出所述金属柱，暴露于凹槽中的所述至少两个金属柱分别用作电流输入端和电流输出端，使所述电流输出端与所述外层线路图形连接。
[0032]如图5所示，本步骤在外层板的对应所述金属柱2101的位置，采用控深铣等工艺加工凹槽250,以暴露出所述金属柱2101。控深统之后,有必要进行清洁操作,将钻污去除干净。暴露于凹槽250中的所述至少两个金属柱2101分别用作电流输入端和电流输出端。
[0033]本步骤还将所述铜箔层加工为外层线路图形，使所述外层线路图形与作为电流输出端的所述第二金属柱连接。所述外层线路图形与所述第二金属柱的连接方式可以包括电镀连接或者直接焊接或者通过贴装的电子器件例如电阻等桥接等。
[0034]一种应用场景中，加工外层线路图形260之后，形成的大电流电路板的截面图如图6所示,平面图如图7a或7b所示。
[0035]一种实施方式中，如图7a所示，所述至少两个金属柱2101包括:用作电流输入端的一个第一金属柱2101a和用作电流输出端的至少一个第二金属柱2101b (图7a中以两个第二金属柱为例)；该种情况下，加工了金属柱的金属层起分流作用，输入到第一金属柱的大电流被分流到多个第二金属柱。
[0036]另一种实施方式中，如图7b所示，所述至少两个金属柱2101包括:用作电流输入端的至少一个第一金属柱2101a (图7b中以两个第一金属柱为例)和用作电流输出端的一个第二金属柱2101b;该种情况下，加工了金属柱的金属层起汇流作用，输入到多个第一金属柱的大电流被汇流到第二金属柱。
[0037]可见，本发明实施例的大电流电路板中，由内层金属层承载大电流的传输，大电流的分流或汇流则在外层线路图形表面实现。大电流的流向如下:
[0038]大电流先通过作为输入端的第一金属柱进入金属层进行传输，经作为输出端的第二金属柱到达外层线路图形表面，由于第二金属柱与外层线路图形连接，从而大电流得以传输至外层线路图形；其中，如果第二输出端有多个，则每个第二输出端输出分流后的较小的电流给外层线路图形。从而，实现将大电流经过内层金属层，传输到外层线路图形中加以使用。
[0039]综上，本发明实施例提供了一种大电流电路板的加工方法，该方法采用在承载大电流的金属层上加工至少两个金属柱，压合外层板后在外层板上加工凹槽，使金属柱暴露于凹槽中作为电流输入端和电流输出端的技术方案，使得:
[0040]一方面，利用延伸到外层板的金属柱就可以直接在外层进行大电流的输入和输出，而不必现有技术那样钻设一组金属化孔作为一个输入端或一个输出端，结构简单，且一定程度上解决了现有的通过在埋铜上钻孔实现大电流引入的技术容易导致钻头折断或者容易导致埋铜与树脂分层的技术问题；
[0041]另一方面，利用具有较大表面积的金属层来承载大电流，可以提高散热效率，使得散热更快，从而，也可以承载更大的电流，例如电流超过500安培，电压超过500伏的大电流；而且，使大电流和信号分别由金属层和外层线路分层传输，在空间上相互隔离，可以降低走大电流的线路因发热或电磁等对走信号的线路造成的不良影响。
[0042]另外，本发明实施例技术方案还具有结构简单，成本低，可靠性高的优点。
[0043]实施例二、
[0044]请参考图5、6、7a和7b，本发明实施例提供一种大电流电路板，包括:
[0045]用于承载大电流的金属层210，设置在所述金属层表面的绝缘层220，以及压合在所述绝缘层表面的外层板；所述金属层210上具有至少两个金属柱2101 ;所述绝缘层220覆盖所述金属层210表面除所述金属柱2101以外的区域；所述外层板上具有外层线路图形260且对应所述金属柱的位置加工有凹槽250，所述金属柱2101暴露于所述凹槽250中，所述至少两个金属柱2101分别用作电流输入端和电流输出端，所述电流输出端与所述外层线路图形260连接。
[0046]可选的，所述至少两个金属柱2101包括:用作电流输入端的一个第一金属柱2101a和用作电流输出端的至少一个第二金属柱2101b，或者，用作电流输入端的至少一个第一金属柱2101a和用作电流输出端的一个第二金属柱2101b ;所述外层线路图形260与所述第二金属柱2101b连接。
[0047]其中，所述金属层可以是电路板的内层铜箔层，也可以是另外提供的一块单独的金属基。可选的，所述金属层210为厚度不小于I毫米的铜板或铝板。
[0048]可选的，所述绝缘层230的厚度不小于4mil。铜箔层240的厚铜不大于30Z。
[0049]综上，本发明实施例提供了一种大电流电路板，采用在承载大电流的金属层上加工至少两个金属柱，压合外层板后在外层板上加工凹槽，使金属柱暴露于凹槽中作为电流输入端和电流输出端的技术方案，使得:
[0050]一方面，利用延伸到外层板的金属柱就可以直接在外层进行大电流的输入和输出，而不必现有技术那样钻射一组金属化孔作为一个输入端或一个输出端，结构简单，且一定程度上解决了现有的通过在埋铜上钻孔实现大电流引入的技术容易导致钻头折断或者容易导致埋铜与树脂分层的技术问题；
[0051]另一方面，利用具有较大表面积的金属层来承载大电流，可以提高散热效率，使得散热更快，从而，也可以承载更大的电流，例如电流超过500安培，电压超过500伏的大电流；而且，使大电流和信号分别由金属层和外层线路分层传输，在空间上相互隔离，可以降低走大电流的线路因发热或电磁等对走信号的线路造成的不良影响。
[0052]另外，本发明实施例技术方案还具有结构简单，成本低，可靠性高的优点。
[0053]以上对本发明实施例所提供的一种大电流电路板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。
【权利要求】
1.一种大电流电路板的加工方法，其特征在于，包括: 在用于承载大电流的金属层上加工至少两个金属柱； 在所述金属层表面设置绝缘层，使所述绝缘层覆盖所述金属层表面除所述金属柱以外的区域； 在所述绝缘层上层压外层板； 在所述外层板上加工外层线路图形，并在对应所述金属柱的位置加工凹槽，以暴露出所述金属柱，暴露于凹槽中的所述至少两个金属柱分别用作电流输入端和电流输出端，使所述电流输出端与所述外层线路图形连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述至少两个金属柱包括:用作电流输入端的一个第一金属柱和用作电流输出端的至少一个第二金属柱，或者，用作电流输入端的至少一个第一金属柱和用作电流输出端的一个第二金属柱。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在金属层上加工至少两个金属柱包括: 提供厚度不小于I毫米的铜板或铝板作为所述金属层，在所述金属层上加工至少两个金属柱。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在所述金属层上加工至少两个金属柱包括: 采用控深铣工艺在所述金属层加工至少两个金属柱。
5.一种大电流电路板，其特征在于，包括: 用于承载大电流的金属层，设置在所述金属层表面的绝缘层，以及压合在所述绝缘层表面的外层板；所述金属层上具有至少两个金属柱，所述绝缘层覆盖所述金属层表面除所述金属柱以外的区域；所述外层板上具有外层线路图形且所述外层板的对应所述金属柱的位置具有凹槽，所述金属柱暴露于所述凹槽中，所述至少两个金属柱分别用作电流输入端和电流输出端，所述电流输出端与所述外层线路图形连接。
6.根据权利要求5所述的大电流电路板，其特征在于: 所述至少两个金属柱包括:用作电流输入端的一个第一金属柱和用作电流输出端的至少一个第二金属柱，或者，用作电流输入端的至少一个第一金属柱和用作电流输出端的一个第二金属柱。
7.根据权利要求5或6所述的大电流电路板，其特征在于: 所述金属层的厚度不小于I毫米。
8.根据权利要求6所述的大电流电路板，其特征在于: 所述绝缘层的厚度不小于4mil。
【文档编号】H05K3/40GK104427784SQ201310390602
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】黄立球, 刘宝林 申请人:深南电路有限公司