一种快速散热PCB的制作方法

本发明涉及pcb技术领域，尤其涉及一种快速散热pcb。

背景技术：

印制电路板(printedcircuitboard，简称pcb)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而组成完整的线路或通过简单电路面板连接。在当代，电路面板只是作为有效的实验工具而存在于各种实验室中，而印制电路板在电子工业中已经占据了绝对统治的地位。

一方面，印制电路板从单层发展到双面板、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。

另一方面，随着电子产品技术的发展，元器件的表贴化、小型化趋势越来越明显，电子产品的密度不断提高，元器件主频不断提高，单个元器件的功耗逐渐增大，导致热流密度急剧提高。因此为保证电子产品的使用寿命，就必须解决高功率元器件的散热问题。目前高功率元器件贴装位置的散热问题主要可以从两个方面解决：第一，采用更低的驱动电压，寄生的电阻/电容等更小，从而使元器件的热耗相应降低；第二，通过特殊的散热结构协助元器件散热。

根据上述分析，pcb更高性能的趋势和电子元器件的发展趋势均对pcb的散热速度提出了更高的要求，因此，近年来，如何通过pcb结构实现快速散热已成为pcb领域的热点研发方向。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于：提供一种快速散热pcb，实现发热元件的快速散热，从而提高pcb工作的稳定性和延长pcb的使用寿命。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种快速散热pcb，pcb的表面设计有用于安装发热元件的热源区域，所述pcb对应所述热源区域开设有散热槽，所述散热槽位于所述pcb远离所述热源区域的一侧，所述散热槽内设置有金属块，所述pcb对应所述热源区域还设置有至少一个金属化孔，所述金属化孔的一端与所述热源区域连接，所述金属化孔的另一端与所述金属块连接。

优选的，所述发热元件是高功率元器件。

优选的，所述热源区域是所述发热元件与所述pcb连接时所覆盖的pcb表面。

优选的，所述发热元件通过表面贴装技术固定在所述pcb的热源区域。

进一步地，所述发热元件通过锡膏固定在所述pcb的热源区域上。

优选的，所述散热槽的深度小于所述pcb的厚度。

优选的，所述金属化孔的一端与pcb的表面电路层电导通。

优选的，所述热源区域与所述金属块无直接接触。

优选的，所述金属块的水平截面小于所述散热槽的槽底面积。

具体地，通过设置所述散热槽，并将所述金属块嵌装在所述散热槽内，一方面，能够使所述金属块更加靠近所述发热元件，缩短热量的传递距离，从而提高散热速度，另一方面，能够使pcb的结构更加紧凑，从而有利于实现产品小型化。通过设置连接所述发热元件和所述金属块的所述金属化孔，能够使发热元件上的热量直接传递至所述金属块，有效提高热量的传递效率，从而提高了pcb的散热性能。

作为一种优选的技术方案，所述金属化孔为盲孔，所述金属化孔远离所述热源区域的一端与所述金属块靠近所述热源区域的一侧连接；

或者，所述金属化孔为通孔，所述金属化孔远离所述热源区域的一端贯穿所述金属块。

具体地，所述金属化孔远离所述热源区域的一端与所述金属块靠近所述热源区域的一侧连接，在此结构下，所述发热元件的热量通过所述金属化孔传递至所述金属块上表面，然后热量再通过所述金属块从上表面传递至下表面，实现热量的对外散发。

具体地，所述金属化孔为通孔，所述金属化孔远离所述热源区域的一端贯穿所述金属块，在此结构下，所述发热元件的热量通过两条支路同时对外散发，第一条支路是所述发热元件的热量通过所述金属化孔传递至所述金属块的上表面，然后热量再通过所述金属块从上表面传递至下表面，实现热量的对外散发；第二条支路是所述发热元件的热量通过所述金属化孔直接传递至所述金属块的下表面，然后实现热量的对外散发。

作为一种优选的技术方案，所述散热槽的槽底的面积大于所述热源区域的面积。

优选的，所述散热槽的槽底在所述pcb的表面的投影覆盖全部所述热源区域。

具体地，通过使所述散热槽的槽底的面积大于所述热源区域的面积，能够使所述发热元件的热量传递更加分散，从而提高热量传递效率和散发速度。

作为一种优选的技术方案，所述金属块远离所述热源区域的一端端面与所述pcb远离所述热源区域的表面平齐。

具体地，平齐是指所述金属块远离所述热源区域的一端端面与所述pcb远离所述热源区域的表面位于同一平面上。

作为一种优选的技术方案，所述金属块靠近所述热源区域一侧的端面与相邻电路层之间通过粘结片连接。

优选的，所述pcb内部与所述金属块靠近所述热源区域一侧的端面位于同一平面上的电路层与相邻电路层之间通过粘结片连接。

具体地，所述金属块靠近所述热源区域一侧的端面与相邻电路层之间通过粘结片连接，能够保证所述金属块与相邻电路层相互绝缘，避免了所述金属块导致相邻电路层短路的问题，从而能够提高pcb的可靠性。

作为一种优选的技术方案，所述pcb上还开设有若干外围导通孔，所述外围导通孔位于所述散热槽的外部。

优选的，所述外围导通孔是具有金属化侧壁的贯穿所述pcb的通孔。

具体地，所述外围导通孔与所述散热槽无直接接触。

具体地，所述外围导通孔既实现电路层之间的电导通，又实现将内部电路层的热量传递至所述pcb的表面。

作为一种优选的技术方案，还包括散热片，所述散热片贴合在所述金属块远离所述热源区域的一侧。

具体地，传递至所述金属块上的热量进一步传递至所述散热片，最终通过所述散热片实现热量的散发，能够进一步提高热量的散发速度。

作为一种优选的技术方案，所述散热片的底面面积大于等于所述散热槽的槽口面积。

优选的，所述散热片的底面覆盖整个所述散热槽的槽口。

具体地，所述散热片的底面面积大于等于所述散热槽的槽口面积，即所述散热片的底面面积大于等于所述金属块的水平截面面积，此结构能够使传递至所述金属块上的热量传递更加分散，以及更加快速地进一步传递至所述散热片，从而提高热量传递效率和散发速度。

作为一种优选的技术方案，所述金属化孔与位于所述热源区域和所述金属块之间的至少一层内部电路层电导通。

具体地，通过上述结构，一方面，所述金属化孔能够实现将所述发热元件上的热量传递至所述金属块，从而提高pcb的散热速度，另一方面，所述金属化孔又能够实现表面电路层与内部电路层的电导通，或内部电路层之间的电导通，使pcb的内部结构更加紧凑，有利于pcb的小型化。

本发明的有益效果为：提供一种快速散热pcb，pcb的表面设计有用于安装发热元件的热源区域，所述pcb对应所述热源区域开设有散热槽，所述散热槽位于所述pcb远离所述热源区域的一侧，所述散热槽内设置有金属块，所述pcb对应所述热源区域还设置有至少一个金属化孔，所述金属化孔的一端与所述热源区域连接，所述金属化孔的另一端与所述金属块连接。通过设置所述散热槽，并将所述金属块嵌装在所述散热槽内，一方面，能够使所述金属块更加靠近所述发热元件，缩短热量的传递距离，从而提高散热速度，另一方面，能够使pcb的结构更加紧凑，从而有利于实现产品小型化。通过设置连接所述发热元件和所述金属块的所述金属化孔，能够使发热元件上的热量直接传递至所述金属块，有效提高热量的传递效率，从而提高了pcb的散热性能。

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为实施例一所述的快速散热pcb的结构示意图；

图2为实施例一所述的已贴装发热元件的快速散热pcb的结构示意图；

图3为实施例二所述的快速散热pcb的结构示意图；

图4为实施例二所述的已贴装发热元件的快速散热pcb的结构示意图；

图5为实施例三所述的快速散热pcb的结构示意图；

图6为实施例三所述的已贴装发热元件的快速散热pcb的结构示意图；

图7为实施例四所述的快速散热pcb的结构示意图；

图8为实施例四所述的已贴装发热元件的快速散热pcb的结构示意图；

图9为实施例六所述的快速散热pcb的结构示意图；

图10为实施例六所述的已贴装发热元件的快速散热pcb的结构示意图。

图1至图10中：

1、热源区域；2、散热槽；3、金属块；4、金属化孔；5、粘结片；6、外围导通孔；7、散热片；8、表面电路层；9、内部电路层；10、发热元件；11、锡膏。

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：

如图1和2所示，一种快速散热pcb，pcb的表面设计有用于安装发热元件10的热源区域1，所述pcb对应所述热源区域1开设有散热槽2，所述散热槽2位于所述pcb远离所述热源区域1的一侧，所述散热槽2内设置有金属块3，所述pcb对应所述热源区域1还设置有至少一个金属化孔4，所述金属化孔4的一端与所述热源区域1连接，所述金属化孔4的另一端与所述金属块3连接。

于本实施例中，所述发热元件10是高功率元器件，所述热源区域1是所述发热元件10与所述pcb连接时所覆盖的pcb表面。所述发热元件10通过表面贴装技术固定在所述pcb的热源区域1，所述发热元件10与所述热源区域1之间通过锡膏11连接。

于本实施例中，所述散热槽2的深度小于所述pcb的厚度，所述热源区域1与所述金属块3无直接接触，所述金属块3的水平截面小于所述散热槽2的槽底面积。

具体地，通过设置所述散热槽2，并将所述金属块3嵌装在所述散热槽2内，一方面，能够使所述金属块3更加靠近所述发热元件10，缩短热量的传递距离，从而提高散热速度，另一方面，能够使pcb的结构更加紧凑，从而有利于实现产品小型化。通过设置连接所述发热元件10和所述金属块3的所述金属化孔4，能够使发热元件10上的热量直接传递至所述金属块3，有效提高热量的传递效率，从而提高了pcb的散热性能。

于本实施例中，所述金属化孔4为盲孔，所述金属化孔4远离所述热源区域1的一端与所述金属块3靠近所述热源区域1的一侧连接。在此结构下，所述发热元件10的热量通过所述金属化孔4传递至所述金属块3上表面，然后热量再通过所述金属块3从上表面传递至下表面，实现热量的对外散发。

于本实施例中，所述散热槽2的槽底的面积大于所述热源区域1的面积，且所述散热槽2的槽底在所述pcb的表面的投影覆盖全部所述热源区域1。上述结构能够使所述发热元件10的热量传递更加分散，从而提高热量传递效率和散发速度。

于本实施例中，所述金属块3远离所述热源区域1的一端端面与所述pcb远离所述热源区域1的表面位于同一平面上。

于本实施例中，所述金属块3靠近所述热源区域1一侧的端面与相邻电路层之间通过粘结片5连接。所述pcb内部与所述金属块3靠近所述热源区域1一侧的端面位于同一平面上的电路层与相邻电路层之间通过粘结片5连接。具体地，所述金属块3靠近所述热源区域1一侧的端面与相邻电路层之间通过粘结片5连接，能够保证所述金属块3与相邻电路层相互绝缘，避免了所述金属块3导致相邻电路层短路的问题，从而能够提高pcb的可靠性。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于：

如图3和4所示，所述金属化孔4为通孔，所述金属化孔4远离所述热源区域1的一端贯穿所述金属块3。在此结构下，所述发热元件10的热量通过两条支路同时对外散发，第一条支路是所述发热元件10的热量通过所述金属化孔4传递至所述金属块3的上表面，然后热量再通过所述金属块3从上表面传递至下表面，实现热量的对外散发；第二条支路是所述发热元件10的热量通过所述金属化孔4直接传递至所述金属块3的下表面，然后实现热量的对外散发。

实施例三：

本实施例与实施例一的区别在于：

如图5和6所示，所述pcb上还开设有若干外围导通孔6，所述外围导通孔6位于所述散热槽2的外部，所述外围导通孔6是具有金属化侧壁的贯穿所述pcb的通孔，所述外围导通孔6与所述散热槽2无直接接触。具体地，所述外围导通孔6既实现电路层之间的电导通，又实现将内部电路层9的热量传递至所述pcb的表面。

实施例四：

本实施例与实施例一的区别在于：

如图7和8所示，pcb还包括散热片7，所述散热片7贴合在所述金属块3远离所述热源区域1的一侧。具体地，传递至所述金属块3上的热量进一步传递至所述散热片7，最终通过所述散热片7实现热量的散发，能够进一步提高热量的散发速度。

所述散热片7的底面面积大于等于所述散热槽2的槽口面积，即所述散热片7的底面面积大于等于所述金属块3的水平截面面积，且所述散热片7的底面覆盖整个所述散热槽2的槽口。此结构能够使传递至所述金属块3上的热量传递更加分散，以及更加快速地进一步传递至所述散热片7，从而提高热量传递效率和散发速度。

实施例五：

本实施例与实施例一的区别在于：

所述金属化孔与位于所述热源区域和所述金属块之间的至少一层内部电路层电导通。具体地，通过上述结构，一方面，所述金属化孔能够实现将所述发热元件上的热量传递至所述金属块，从而提高pcb的散热速度，另一方面，所述金属化孔又能够实现表面电路层与内部电路层的电导通，或内部电路层之间的电导通，使pcb的内部结构更加紧凑，有利于pcb的小型化。

实施例六：

如图9和10所示，一种快速散热pcb，pcb的表面设计有用于安装发热元件10的热源区域1，所述pcb对应所述热源区域1开设有散热槽2，所述散热槽2位于所述pcb远离所述热源区域1的一侧，所述散热槽2内设置有金属块3，所述pcb对应所述热源区域1还设置有至少一个金属化孔4，所述金属化孔4的一端与所述热源区域1连接，所述金属化孔4的另一端与所述金属块3连接。

于本实施例中，所述发热元件10是高功率元器件，所述热源区域1是所述发热元件10与所述pcb连接时所覆盖的pcb表面。所述发热元件10通过表面贴装技术固定在所述pcb的热源区域1，所述发热元件10与所述热源区域1之间通过锡膏11连接。

于本实施例中，所述散热槽2的深度小于所述pcb的厚度，所述热源区域1与所述金属块3无直接接触，所述金属块3的水平截面小于所述散热槽2的槽底面积。

具体地，通过设置所述散热槽2，并将所述金属块3嵌装在所述散热槽2内，一方面，能够使所述金属块3更加靠近所述发热元件10，缩短热量的传递距离，从而提高散热速度，另一方面，能够使pcb的结构更加紧凑，从而有利于实现产品小型化。通过设置连接所述发热元件10和所述金属块3的所述金属化孔4，能够使发热元件10上的热量直接传递至所述金属块3，有效提高热量的传递效率，从而提高了pcb的散热性能。

于本实施例中，所述金属化孔4为盲孔，所述金属化孔4远离所述热源区域1的一端与所述金属块3靠近所述热源区域1的一侧连接。在此结构下，所述发热元件10的热量通过所述金属化孔4传递至所述金属块3上表面，然后热量再通过所述金属块3从上表面传递至下表面，实现热量的对外散发。于其它实施例中，所述金属化孔可以为通孔，所述金属化孔远离所述热源区域的一端贯穿所述金属块。

于本实施例中，所述散热槽2的槽底的面积大于所述热源区域1的面积，且所述散热槽2的槽底在所述pcb的表面的投影覆盖全部所述热源区域1。上述结构能够使所述发热元件10的热量传递更加分散，从而提高热量传递效率和散发速度。

于本实施例中，所述金属块3远离所述热源区域1的一端端面与所述pcb远离所述热源区域1的表面位于同一平面上。

于本实施例中，所述金属块3靠近所述热源区域1一侧的端面与相邻电路层之间通过粘结片5连接。所述pcb内部与所述金属块3靠近所述热源区域1一侧的端面位于同一平面上的电路层与相邻电路层之间通过粘结片5连接。具体地，所述金属块3靠近所述热源区域1一侧的端面与相邻电路层之间通过粘结片5连接，能够保证所述金属块3与相邻电路层相互绝缘，避免了所述金属块3导致相邻电路层短路的问题，从而能够提高pcb的可靠性。

于本实施例中，所述pcb上还开设有若干外围导通孔6，所述外围导通孔6位于所述散热槽2的外部，所述外围导通孔6是具有金属化侧壁的贯穿所述pcb的通孔，所述外围导通孔6与所述散热槽2无直接接触。具体地，所述外围导通孔6既实现电路层之间的电导通，又实现将内部电路层9的热量传递至所述pcb的表面。

于本实施例中，pcb还包括散热片7，所述散热片7贴合在所述金属块3远离所述热源区域1的一侧。具体地，传递至所述金属块3上的热量进一步传递至所述散热片7，最终通过所述散热片7实现热量的散发，能够进一步提高热量的散发速度。

所述散热片7的底面面积大于等于所述散热槽2的槽口面积，即所述散热片7的底面面积大于等于所述金属块3的水平截面面积，且所述散热片7的底面覆盖整个所述散热槽2的槽口。此结构能够使传递至所述金属块3上的热量传递更加分散，以及更加快速地进一步传递至所述散热片7，从而提高热量传递效率和散发速度。

于本实施例中，所述金属化孔4与位于所述热源区域1和所述金属块3之间的至少一层内部电路层9电导通。具体地，通过上述结构，一方面，所述金属化孔4能够实现将所述发热元件10上的热量传递至所述金属块3，从而提高pcb的散热速度，另一方面，所述金属化孔4又能够实现表面电路层8与内部电路层9的电导通，或内部电路层9之间的电导通，使pcb的内部结构更加紧凑，有利于pcb的小型化。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。