电路基板及其制造方法、电路板及其制造方法与流程

本发明涉及电路板领域，具体地说，是涉及一种可以集成大功率器件以及小功率器件的电路基板、由这种电路基板制成的电路板以及电路基板、电路板的制造方法。

背景技术：

随着电子产品向轻型转化、小型转化方向发展，越来越多的产品设计将大功率的器件以及小功率的器件集中设计在同一印刷电路基板上，由于大功率的器件需要具备导通较大的电流，因此电路基板需要具备能够导通较大电流的能力，因此电路基板上需要设置厚铜线路，即线路层的铜层的厚度较大。而小功率器件通常是密集型分布的，因此电路基板上需要设置薄铜线路，即线路层的铜层的厚度较小。

此外，大功率器件工作是通常产生大量的热量，因此，电路基板还需要解决大功率器件的散热问题。

由于现有的电路基板通常仅仅设置较厚的线路层或者较薄的线路层，不能满足在同一块电路板上既设置大功率器件又设置小功率器件的要求。

技术问题

本发明的第一目的是提供一种散热性能好且能够设置大功率器件及小功率器件的电路基板。

本发明的第二目的是提供一种散热性能好且能够设置大功率器件及小功率器件的电路板。

本发明的第三目的是提供一种上述电路基板的制造方法。

本发明的第四目的是提供一种上述电路板的制造方法。

技术解决手段

为了实现上述的第一目的，本发明提供的电路基板包括第一芯层及第二芯层，第一芯层与第二芯层之间连接有粘结层；其中，至少一个陶瓷散热体穿过第一芯层、粘结层及第二芯层，且第一芯层包括厚铜线路区域以及薄铜线路区域，陶瓷散热体穿过厚铜线路区域。

一个优选的方案是，第一芯层靠近粘结层的一侧设有第一线路层，第二芯层靠近粘结层的一侧设有第二线路层；电路基板上设有贯穿第一芯层、粘结层及第二芯层的过孔，过孔内壁上形成有导电金属层，导电金属层连通第一线路层及第二线路层。

进一步的方案是，第一芯层的外侧和/或第二芯层的外侧设有加厚铜层。

进一步的方案是，第一芯层和/或薄铜线路区域包括玻璃纤维板，玻璃纤维板的两侧均设有第一金属层。

更进一步的方案是，厚铜线路区域包括第二金属层，第二金属层的厚度大于薄铜线路区域的第一金属层的厚度。

更进一步的方案是，陶瓷散热体包括一个陶瓷体，陶瓷体的两侧均设有第二金属层。

为了实现上述的第二目的，本发明提供的电路板包括第一芯层及第二芯层，第一芯层与第二芯层之间连接有粘结层；并且，陶瓷散热体穿过第一芯层、粘结层及第二芯层，且第一芯层包括厚铜线路区域以及薄铜线路区域，陶瓷散热体穿过厚铜线路区域，发热器件设置在陶瓷散热体的上方。

为了实现上述的第三目的，本本发明提供的电路基板的制造方法包括提供具有第一线路层的第一芯板，提供具有第二线路层的第二芯板，且第一芯板上设有第一通孔，第二芯板上设有第二通孔，在第一芯板与第二芯板之间放置具有第三通孔的粘结片；并且，将陶瓷散热体放置在第一芯板、第二芯板及粘结片内，陶瓷散热体穿过第一通孔、第二通孔及第三通孔；在第一通孔内放置具有第四通孔的厚铜板，陶瓷散热体位于第四通孔内，将第一芯板、第二芯板及粘结片、陶瓷散热体压合后，在第一芯板及厚铜板的表面上镀铜后并蚀刻形成第三线路层。

一个优选的方案是，在第一芯板及厚铜板的表面上镀铜前，在压合后的板材上钻设过孔，并且在第一芯板及厚铜板的表面上镀铜时，在该过孔内形成导电金属层，该导电金属层连通第一线路层及第二线路层。

进一步的方案是，在第一芯板及厚铜板的表面上镀铜时，在第二芯板层的外表面上形成加厚铜层。

更进一步的方案是，提供具有第一线路层的第一芯板包括：提供两侧均设有第一金属层的玻璃纤维板，在玻璃纤维板一侧的第一金属层上贴上干膜，并且将干膜曝光后进行蚀刻形成第一线路层，并且在形成第一线路层的第一芯板上钻设第一通孔。

更进一步的方案是，将陶瓷散热体放置在第一芯板、第二芯板及粘结片内前，提供陶瓷散热体，陶瓷散热体包括陶瓷体以及设置在陶瓷体两侧的第二金属层；提供陶瓷散热体包括：提供一块陶瓷散热板，将陶瓷散热板切割后获得多块陶瓷散热体。

更进一步的方案是，将陶瓷散热板切割包括：将第二金属层蚀刻后形成切割痕，沿着切割痕对陶瓷散热板进行切割，并且，将第二金属层蚀刻后，还对陶瓷散热板进行除钛处理。

更进一步的方案是，在第一芯板及厚铜板的表面上镀铜后并蚀刻形成第三线路层后，还对电路基板进行除钛处理。

更进一步的方案是，在第一芯板及厚铜板的表面上镀铜后并蚀刻形成第三线路层后，对第三线路层的线路间隙处填充油墨。

为了实现上述的第四目的，本本发明提供的电路板的制造方法包括提供具有第一线路层的第一芯板，提供具有第二线路层的第二芯板，且第一芯板上设有第一通孔，第二芯板上设有第二通孔，在第一芯板与第二芯板之间放置具有第三通孔的粘结片；并且，将陶瓷散热体放置在第一芯板、第二芯板及粘结片内，陶瓷散热体穿过第一通孔、第二通孔及第三通孔；在第一通孔内放置具有第四通孔的厚铜板，陶瓷散热体位于第四通孔内，将第一芯板、第二芯板及粘结片、陶瓷散热体压合后，在第一芯板及厚铜板的表面上镀铜后并蚀刻形成第三线路层，并且，在陶瓷散热体的上方焊接发热器件。

有益效果

由于本发明提供的电路板所使用的电路基板上设置有厚铜线路区域以及薄铜线路区域，因此大功率的器件可以设置在厚铜线路区域上，而小功率器件可以设置在薄铜线路区域上。并且，在厚铜线路区域上还设置有陶瓷散热体，从而解决了大功率器件的散热问题，且在压合时将不同铜厚的基材连同陶瓷散热体一起完成压合，既实现了大功率器件的散热，又将不同铜厚的线路设计在同一层的电路基板上，而且电路基板表面上的线路可以设置在同一平面上，对磨板及在电路基板上的器件的贴装提供了极大的便利。

并且，在第一芯层以及第二芯层上分别设置第一线路层以及第二线路层，可以在电路基板上设置多层线路层，从而使电极板上集成更多的器件。

此外，通过在第一芯层以及第二芯层的外侧设置加厚铜层，使得电路板安装到散热片上时能够及时将热量传导，有利于大功率器件的散热。

本发明提供的电路板的制造方法中，先制造两块芯板，并且将两块芯板以及粘结板层叠后，再将散热陶瓷体放置到层叠后的芯板中，然后将厚铜板放置到芯板后进行高温压合处理，最后钻孔、镀铜从而形成电路基板，并且将大功率的器件设置在陶瓷散热体的上方。由于本发明提供的电路板的制造工艺简单，可以降低电路基板的制造成本。

并且，在制造陶瓷散热体时，将一整块陶瓷散热板进行切割获得多个小块的陶瓷散热体，并且在切割陶瓷散热板前，将陶瓷体两个表面上的金属层蚀刻掉，可以避免直接对金属层进行切割而导致金属层切割处形成毛刺而需要后续加工处理，可以提高电路基板的生产效率。

此外，对陶瓷散热板进行切割前，还对陶瓷散热板进行除钛处理，从而提高陶瓷散热体的金属层后续加工时与后续的金属层的粘合性，从而使得后续加工的金属层，如铜层更加牢固的粘结到陶瓷散热体的金属层上，提升电路板的品质。

附图说明

图1是本发明电路基板第一实施例的剖视图。

图2是本发明电路基板制造方法第一实施例第一芯板制造过程中的第一状态的剖视图。

图3是本发明电路基板制造方法第一实施例第一芯板制造过程中的第二状态的剖视图。

图4是本发明电路基板制造方法第一实施例第一芯板制造过程中的第三状态的剖视图。

图5是本发明电路基板制造方法第一实施例第一芯板制造过程中的第四状态的剖视图。

图6是本发明电路基板制造方法第一实施例第一芯板的结构图。

图7是本发明电路基板制造方法第一实施例粘结片的结构图。

图8是本发明电路基板制造方法第一实施例中陶瓷散热体制造过程中的第一状态的剖视图。

图9是本发明电路基板制造方法第一实施例中陶瓷散热体制造过程中的第二状态的剖视图。

图10是本发明电路基板制造方法第一实施例中陶瓷散热体制造过程中的第三状态的示意图。

图11是本发明电路基板制造方法第一实施例第一状态的剖视图。

图12是本发明电路基板制造方法第一实施例第二状态的剖视图。

图13是本发明电路基板制造方法第一实施例第三状态的剖视图。

图14是本发明电路基板制造方法第一实施例第四状态的剖视图。

图15是本发明电路基板制造方法第一实施例第五状态的剖视图。

图16是本发明电路基板制造方法第一实施例第六状态的剖视图。

图17是本发明电路基板制造方法第一实施例第七状态的剖视图。

图18是本发明电路基板第二实施例的剖视图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

本发明的实施方式

第一实施例：

本发明的电路板具有一块电路基板，电路基板上焊接有多种器件，包括大功率的器件以及小功率的器件，因此本发明的电路板是一块能够集成大功率器件以及小功率器件的电路基板。此外，在电路基板上还嵌埋有陶瓷散热体，发热量大的大功率器件设置在陶瓷散热体上，从而让大功率器件产生的热量快速的通过陶瓷散热体导走，从而提高电路板的散热性能。

如图1所示，散热基板包括有位于上端的第一芯层20、位于第一芯层下方的第二芯层10，在第一芯层20与第二芯层10之间设有粘结层18，并且第一芯层20、第二芯层10以及粘结层18上均设有通孔，陶瓷散热体30穿过上述三层的通孔。需要说明的是，本发明所指的方向“上”、“下”是以图1至图18所示的方向说明，但不应理解为对本发明的限定。

第二芯层10包括玻璃纤维板11以及位于玻璃纤维板11上下表面上的金属层，优选地，该金属层为覆铜层12，并且，至少一个覆铜层12上被蚀刻形成线路层，优选地，靠近粘结层18的覆铜层12被蚀刻形成线路层。下面结合图2至图6介绍第二芯层10的制作过程。

首先，获取一块芯板16，优选的，芯板16被裁剪成与最终获得的电路基板面积大小相若的板材，芯板16具有一块玻璃纤维板11以及位于玻璃纤维板11两侧的覆铜层12。然后，如图3所示，在覆铜层12上贴上干膜13，优选的，干膜13被平整的贴到覆铜层12上。接着，如图4所示，对贴有干膜13的芯板16进行曝光、显影处理，将不需要形成线路图案的区域的干膜13去除，最后，对芯板16进行蚀刻，由于干膜13对覆铜层12有保护作用，贴上干膜13的地方的覆铜层13将不能被蚀刻，而没有贴有干膜13的覆铜层12将被蚀刻，蚀刻后的覆铜层12上形成线路图案。

如图5所示，本实施例中在芯板16的一个表面上形成线路图案，如上表面形成线路图案，而下表面由于没有经过曝光、显影操作，因此保留完整的覆铜层12。蚀刻形成线路层后，在芯板16上钻孔以形成多个通孔15，且每一个通孔15的形状与陶瓷散热体30的形状一致，且通孔15的外轮廓稍大于陶瓷散热体30的外轮廓，以便于陶瓷散热体30能够穿过芯板16上的通孔15。优选的，对芯板16钻孔前，首先在芯板16上开设几个定位孔，以便于在钻孔时对芯板16进行定位。

粘结层18由粘结板在高温压合后形成的用于连接第一芯层20与第二芯层10的粘结材料层，粘结层18上设有多个通孔19，如图7所示，制造电路基板时，需要制造一块粘结板，粘结板的大小与芯板16的大小相同，且粘结板上也需要开设多个通孔19，例如使用普通的钻孔设备在粘结板上钻设通孔19。本实施例中，粘结板由聚丙烯材料制成，当然，粘结板也可以使用诸如环氧树脂、硅烷等材料制成，只要粘结层18具有将第一芯层20与第二芯层10粘合并且具有绝缘性能即可。

在制作第二芯板16以及粘结板的同时，还需要制作陶瓷散热体30。如图1所示，陶瓷散热体30包括陶瓷体31以及位于陶瓷体31上下两侧的金属层32，优选的，陶瓷体31为氧化铝、氮化铝陶瓷体，而形成在陶瓷体31上下两侧的金属层32为覆铜层。制作陶瓷散热体31时，可以从一块面积较大的陶瓷散热板上进行切割，获取较小的陶瓷散热体30，下面结合图8至图10介绍陶瓷散热体30的制作过程。

首先，提供一块面积较大的陶瓷散热板，陶瓷散热板30的中部为陶瓷体31，且陶瓷体31的上下两个表面上设置金属层32。如果直接对陶瓷散热板进行切割，则在切割金属层32时往往导致在切割后的金属层32的边缘处形成毛刺，影响后续加工，因此，本实施例中，对陶瓷散热板切割前，首先对陶瓷散热片的金属层32进行蚀刻处理。

参见图9，在金属层32的表面上贴上干膜33，然后对干膜进行曝光、显影，从而在干膜33上形成切割痕34，如图10所示。然后对金属层32进行蚀刻处理，从而将切割痕34所在的地方的金属层32蚀刻掉，从而去掉切割处的金属。最后，沿着切割痕对陶瓷散热板进行切割，由于切割处的金属层已经被蚀刻掉，因此砂轮机只需要对陶瓷体31进行切割，而不会对金属层32进行切割，从而不需要在切割以后对产生毛刺的金属层32进行打磨处理，提高电路基板的制造效率。优选的，对金属层32蚀刻后，还对陶瓷散热板进行除钛处理，以便于在后续制造过程中，增加金属层32与其他金属的贴合能力。

参见图1，本实施例中，第一芯层20具有薄铜线路区域21以及厚铜线路区域22，其中薄铜线路区域21内设置有面积较大的通孔，而厚铜线路区域22内设有面积较小的通孔，陶瓷散热体30放置在厚铜线路区域22内的通孔内，因此陶瓷散热体30被嵌埋在散热基板内。本实施例中，薄铜线路区域21由一块芯板蚀刻形成线路层并且钻孔而成，而厚铜线路区域22则由一块厚铜板钻孔而成，并且厚铜板放置在芯板的通孔内。

下面结合图11至图17介绍本发明的电路基板如何制作的。首先，在制作第二芯板16、粘结板后，还需要使用一块芯板制作第一芯板25，如图11所示的，第一芯板25包括玻璃纤维板26，在玻璃纤维板26的上下表面均设有覆铜层27，在靠近粘结层18的覆铜层27蚀刻形成线路层。并且，在第一芯板25上需要钻孔形成面积较大的通孔28，陶瓷散热体30以及厚铜板35需要放置在第一芯板25的通孔28内。

制作第一芯板25、粘结板以及第二芯板16后，如图11所示的，将第二芯板16放置在最下层，在第二芯板16上放置粘结板，并且在粘结板上放置第一芯板25，并且第二芯板16上的通孔15与粘结板上的通孔19对齐。然后，如图12所示，将切割好的陶瓷散热体30放置到第二芯板16的通孔15与粘结板的通过19内，当然，陶瓷散热体30也位于第一芯板25的通孔28内。

然后，准备一块厚铜板，如图13所示的，厚铜板35具有一层铜层36以及位于铜层36下方的玻璃纤维板37，并且厚铜板35上钻孔形成通孔29。在准备厚铜板35后，将厚铜板35放置到第一芯板25的通孔28内，且使陶瓷散热体30位于厚铜板35的通孔29内。此外，叠有第一芯板25、粘结板、第二芯板16、厚铜板35以及陶瓷散热体30的板材中，下表面应该为平整的表面，即第一芯板16的下表面与陶瓷散热体30的下表面平齐，而叠有第一芯板25、粘结板、第二芯板16、厚铜板35以及陶瓷散热体30的板材上表面也是平整的表面，即第一芯板25、陶瓷散热体30、厚铜板35的上表面也是平齐的。

接着，将层叠有第一芯板25、粘结板、第二芯板16、厚铜板35以及陶瓷散热体30的板材进行高温压合，粘结板熔化形成粘结层18，并且将第一芯板25、第二芯板16、厚铜板35以及陶瓷散热体30粘合，此时，第一芯板25形成第一芯层10，第二芯板25与厚铜板35形成第二芯层20，而第二芯板25的区域形成薄铜线路区域21，厚铜板35所在的区域形成厚铜线路区域22。

从图13可见，厚铜板35的铜层36的厚度大于第一芯板25的覆铜层27的厚度，因此，在压合后，厚铜线路区域22的金属层的厚度大于薄铜线路区域21的金属层的厚度。

接着，对高温压合后的板材进行磨板处理，由于高温压合后，粘结层18部分的材料会流到板材外表面上，因此需要将流到板材外表面的粘结材料磨去，以避免粘结材料对后续的加工造成影响。

参见图14，在高温压合后的板材上进行钻孔处理，如在板材上钻设多个通孔40，每一个通孔40贯穿压合后的板材的上下表面。然后，对钻孔后板材进行沉铜加工，如图15所示，在压合后的板材的上表面将形成一层加厚铜层41，在压合后的板材下表面也会形成一层加厚铜层42，并且，在通孔40的内壁上形成一层导电金属层43，从图15可见，导电金属层15连通加厚铜层41、第一芯层20的线路层、第二芯层10的线路层以加厚铜层42，也就是实现电路基板上多层电缆层之间的电气连接。

最后，在形成加厚铜层41、加厚铜层42的板材上形成线路图案，具体的，如图16所示，首先在板材的两个表面上贴上干膜45，如加厚铜层42上不需要形成线路图案，则在整块加厚铜层42上贴上干膜45，如加厚铜层41上部分区域贴上干膜45，即在需要形成线路图案的区域贴上干膜，而不需要形成线路图案的区域不贴上干膜。然后对贴上干膜45的板材进行蚀刻，如通过曝光、显影的方式进行蚀刻，获得如图17所示的带有线路图案的电路基板。由于在电路基板上的铜层被蚀刻，因此在电路基板上表面上形成由于铜层被蚀刻所形成的多个间隙48，且多个间隙48的深度不相同，即在薄铜线路区域所形成的间隙的深度较浅，而在厚铜线路区域所形成间隙的深度较厚，因此在电路基板上形成的线路图案的铜层深浅不一。优选的，在形成线路层后，对电路基板进行除钛处理。

最后，在线路图案的间隙48内填充油墨，即获得如图1所示的电路基板，制造电路板时，使用制造好的电路基板，并且在电路基板上设置器件，如将大功率的器件设置在陶瓷散热体30的上方，而将小功率的器件设置在薄铜线路区域21上，这样，大功率器件所产生的热量将快速的通过陶瓷散热体30传导到加厚铜层42上。由于电路板的加厚铜层42通常集成在散热器上，因此大功率器件的热量将快速的通过加厚铜层传导至散热器，有利于大功率器件的散热。

可见，本发明的电路板的电路层设置了不同厚度的线路区域，能够将大功率器件以及小功率器件集成在一块电路板上，且将陶瓷散热器嵌埋在电路基板内，可以实现大功率器件的快速散热，为实现大功率器件与小功率器件集成在同一块电路板上提供条件。

第二实施例：

本实施例的电路板具有电路基板，并且在电路基板上形成线路图案，电子器件设置在线路图案上。参见图18，本实施例的电路基板具有位于最下方的铜层60，铜层60上不设置线路图案，因此铜层60可以紧贴在散热板上，用于及时对大功率器件进行散热。

在铜层60上设置第二芯层62，第二芯层62包括玻璃纤维板63以及位于玻璃纤维板63上下表面的金属层，即覆铜层68，并且在第二芯层62上设置有通孔，陶瓷散热体66设置在该通孔内。并且，在第二芯层62上设置有第一芯层，第一芯层包括厚铜线路区域64以及薄铜线路区域65，从图18可见，厚铜线路区域64的铜层的厚度大于薄铜线路区域65的铜层的厚度，且陶瓷散热体66嵌埋在厚铜线路区域64内。这样，大功率器件可以设置在陶瓷散热体66上方的厚铜线路区域内，从而让大功率器件产生的热量能够快速的通过陶瓷散热体导走，如将热量传导至散热器上，提高电路板的散热性能。

可见，本实施例的电路板上可以集成大功率器件以及小功率器件，即大功率器件集成在厚铜线路区域64上，而小功率器件集成在薄铜线路区域65上，且在厚铜线路区域64内嵌埋了陶瓷散热体，大功率器件产生的热量能够及时通过陶瓷散热体散热。

因此，本发明的电路板可以满足当前对大功率器件与小功率器件集成在同一块电路板上的要求，且电路板的散热性能好，电路板的制造工艺非常简单，生产效率高且生产成本低。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如陶瓷散热体具体的材料的改变、粘结层的材料改变等变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

工业应用性

本发明的电路基板可以应用于制造各种电子器件的线路板材，例如可以应用在led灯具上，由于led灯具上集成有大功率的器件，如led芯片、各种开光管或者功率管，也集成有小功率的器件，如电阻、控制芯片等，应用本发明的电路基板可以将这些大功率器件以及小功率器件集成在同一块电路基板上，从而实现电子产品结构的小型化、轻型化。