一种高散热、低损耗的PCB板及制作方法与流程

本发明涉及pcb板制板领域，特别是涉及高散热、低损耗的pcb板及制作方法。

背景技术：

随着电子技术的发展，产品的高密度化、元器件小型化和表面贴装化越发明显，尤其在高频电子电路中，射频元器件的主频越大，其工作产生的热量越大，影响电子电路正常工作，加速工作器件老化。

在电路板埋置导热元件可以有效加快大功率元器件散热。目前现有的散热技术主要有外置导热元件和内置导热元件两种方式。外置导热元件增加设计空间。而内置导热元件则是通过埋置的方式设置散热块，包括如下两种设置方式：

第一种为：散热件以半固化片熔融流胶固化，进行一次压合固定成型。其导热埋块不接地，介电常数较大。

第二种为：在压合时导热埋块和电路板间加贴导电导热胶，提高散热的同时降低介质损耗，由于是通过开设埋孔将导热块埋入电路板内部的埋孔中，该种制作工艺的压合条件较为严苛，易发生导热导电胶无法完全填充埋孔与导热块之间缝隙的问题，造成电路板性能下降甚至无法使用。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种高散热、低损耗的pcb板，包括相互贴合的高频芯板和常规芯板，所述高频芯板的板面开设有第一通孔，所述常规芯板的板面开设有第二通孔，所述第一通孔与第二通孔连通形成阶梯孔，所述阶梯孔内匹配有阶梯状的导热元件，所述导热元件包括基层和凸起于所述基层表面的阶梯层，所述阶梯层匹配第二通孔，所述基层匹配第一通孔，所述阶梯孔与导热元件形成有缝隙，所述缝隙内设置有导热导电胶层。

进一步的，所述高频芯板与常规芯板之间通过半固化片压合连接。

进一步的，所述缝隙中还填充有导热导电银胶或树脂。

进一步的，所述高频芯板包括末陶瓷填充热固性材料构成的高频介质层以及设置在所述高频介质层两面的铜箔层。

进一步的，所述高频芯板包括聚四氟乙烯材料构成的高频介质层以及设置在所述高频介质层两面的铜箔层。

进一步的，所述常规芯板包括树脂与玻璃纤维布构成的常规介质层以及设置在所述常规介质层两面的铜箔层。

进一步的，所述导热元件为紫铜块。

一种高散热、低损耗的pcb板制作方法，包括如下步骤：

s1、铣槽，匹配导热元件的外形，分别在高频芯板的板面和常规芯板的板面进行铣槽处理，制作出用于容纳导热元件的第一通孔和第二通孔；

s2、叠板并固定，将常规芯板与高频芯板对齐叠放，并在二者之间铺设半固化片，再通过融合以及铆合的方式进行固定，此时第一通孔与第二通孔连通形成阶梯孔；

s3、切胶层，将导热导电胶层的外围形状按照第二通孔的尺寸进行裁切，并在导热导电胶层的表面开设第三通孔，第三通孔的位置对应第一通孔位置，将裁切好的导热导电胶层铺设在阶梯孔的阶梯面上；

s4、压合，将导热元件压入阶梯孔中，导热导电胶层受力变形，扩散填充导热元件与阶梯孔之间的缝隙，定位后进行压合工艺得到压合板；

s5、表面处理，将压合板表面裸露出的导热元件的表面通过砂纸打磨或激光烧除；

s6、缝隙处理，在导热元件与阶梯孔之间的缝隙中继续填充树脂或导热导电银胶将缝隙补全；

s7、板材处理，对压合板进行钻孔、铣镀槽加工、全板电镀处理工艺；

s8、pcb板制作，对压合板进行外层图形制作、处理工艺以及电性能测试，完成pcb板制作。

进一步的，所述s3和s4步骤中，经过切割的导热导电胶层先套设在导热元件上，再将导热元件压入阶梯孔中。

进一步的，所述s3步骤中，导热导电胶层的切割方式包括激光切割、刀具切割或模具冲出中的一种。

本发明的工作原理为：通过将导热元件贯穿电路板设置，裸露出接地面增强电路板整体的稳定性。同时贯穿设置能够将导热元件与预设孔之间的缝隙暴露在表面，可通过二次填充的方式进行补充填平，避免导热元件与电路板的阶梯孔之间留有空隙，造成板材性能下降的问题。同时以贯穿的方式设置导热元件使得高频芯板、常规芯板以及半固化片和导热导电胶层的裁切制备工艺得到简化，避免制作埋孔、精确计算填充量进行导热导电胶填充等复杂工序。优化了生产工艺的同时，缩减了加工时长，提高了生产效率。

本发明的有益效果为：以通透的贯穿方式设置导热元件，具有接地功能使得电路板性能更加稳定，导热导电胶填充更充分降低了生产要求，简化了生产工艺，节省工时提高效率。

附图说明

附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明一实施例提供的一种高散热、低损耗的pcb板结构示意图。

图2为本发明一实施例提供的一种第三通孔尺寸大于导热元件阶梯层截面尺寸的装配方式示意图。

图3为本发明一实施例提供的一种第三通孔尺寸小于导热元件阶梯层截面尺寸的装配方式示意图。

图例：

1高频芯板；2常规芯板；3阶梯孔；4导热元件；5缝隙；6导热导电胶层；7半固化片；8铜箔层；

11第一通孔；12高频介质层；

21第二通孔；22常规介质层；

41基层；42阶梯层；

61第三通孔。

具体实施方式

如图1-3中所示，本发明一实施例提供的一种高散热、低损耗的pcb板，包括相互贴合的高频芯板1和常规芯板2，所述高频芯板1的板面开设有第一通孔11，所述常规芯板2的板面开设有第二通孔21，所述第一通孔11与第二通孔21连通形成阶梯孔3，所述阶梯孔3内匹配有阶梯状的导热元件4，所述导热元件4包括基层41和凸起于所述基层41表面的阶梯层42，所述阶梯层42匹配第二通孔21，所述基层41匹配第一通孔11，所述阶梯孔3与导热元件4形成有缝隙5，所述缝隙5内设置有导热导电胶层6。

进一步的，所述高频芯板1与常规芯板2之间通过半固化片7压合连接。

进一步的，所述缝隙5中还填充有导热导电银胶或树脂。

进一步的，所述高频芯板1包括末陶瓷填充热固性材料构成的高频介质层12以及设置在所述高频介质层12两面的铜箔层8。

进一步的，所述高频芯板1包括聚四氟乙烯材料构成的高频介质层12以及设置在所述高频介质层12两面的铜箔层8。

进一步的，所述常规芯板2包括树脂与玻璃纤维布构成的常规介质层22以及设置在所述常规介质层22两面的铜箔层8。

进一步的，所述导热元件4为紫铜块。

一种高散热、低损耗的pcb板制作方法，包括如下步骤：

s1、铣槽，匹配导热元件4的外形，分别在高频芯板1的板面和常规芯板2的板面进行铣槽处理，制作出用于容纳导热元件4的第一通孔11和第二通孔21；

s2、叠板并固定，将常规芯板2与高频芯板1对齐叠放，并在二者之间铺设半固化片7，再通过融合以及铆合的方式进行固定，此时第一通孔11与第二通孔21连通形成阶梯孔3；

s3、切胶层，将导热导电胶层6的外围形状按照第二通孔21的尺寸进行裁切，并在导热导电胶层6的表面开设第三通孔61，第三通孔61的位置对应第一通孔11位置，将裁切好的导热导电胶层6铺设在阶梯孔3的阶梯面上；

s4、压合，将导热元件4压入阶梯孔3中，导热导电胶层6受力变形，扩散填充导热元件4与阶梯孔3之间的缝隙5，定位后进行压合工艺得到压合板；

s5、表面处理，将压合板表面裸露出的导热元件4的表面通过砂纸打磨或激光烧除；

s6、缝隙5处理，在导热元件4与阶梯孔3之间的缝隙5中继续填充树脂或导热导电银胶将缝隙5补全；

s7、板材处理，对压合板进行钻孔、铣镀槽加工、全板电镀处理工艺；

s8、pcb板制作，对压合板进行外层图形制作、处理工艺以及电性能测试，完成pcb板制作。

进一步的，所述s3和s4步骤中，经过切割的导热导电胶层6先套设在导热元件4上，再将导热元件4压入阶梯孔3中。

进一步的，所述s3步骤中，导热导电胶层6的切割方式包括激光切割、刀具切割或模具冲出中的一种。

实施例1：

一种高散热、低损耗的pcb板，其结构包括：分别由一块高频芯板1和一块常规芯板2叠加在一起构成的板体。高频芯板1与常规芯板2之间夹设一层半固化片7，将高频芯板1、半固化片7、常规芯板2的叠层结构进行融合和铆合进行固定，形成稳定的板体结构。其中高频芯板1上通过铣槽加工开设有第一通孔11，常规芯板2上通过铣槽加工开设有第二通孔21，第一通孔11与第二通孔21连通形成阶梯孔3。在本实施例中，高频芯板1上开设的第一通孔11的直径小于常规芯板2上开设的第二通孔21直径。导热元件4呈t型或阶梯状。其结构包括与第二通孔21相匹配的基层41、与第一通孔11相匹配的阶梯层42。值得一提的是，基层41的尺寸小于第二通孔21的内部尺寸，阶梯层42的尺寸小于第一通孔11的内部尺寸。使得导热元件4与阶梯孔3之间形成缝隙5。在缝隙5之中填充有导热导电胶层6。起到降低介电损耗的目的。

导热元件4为t型的紫铜块，其贯穿设置在电路板上，两侧裸露的表面起到接地效果，能够提升电路板的稳定性能。

半固化片7连接的高频芯板1和常规芯板2结构。在进行压合后，可形成有半固化片7作为第三个介质层，高频芯板1的一侧铜箔层8与常规芯板2的一侧铜箔层8共同组成的第三块芯板。能够提升电路板整体的性能。

为了避免导热导电胶层6无法通过压合时的流动扩散填充满缝隙5。在缝隙5空缺处填充树脂或导热导电银胶作为填充物，将缝隙5补齐。

高频芯板1的选用材料很多，本实施例中举例为高频芯板1结构包括聚四氟乙烯材料或末陶瓷填充热固性材料构成的高频介质层12以及设置在所述高频介质层12两面的铜箔层8。

常规芯板2的选用，本实施例中举例为常规芯板2结构包括树脂与玻璃纤维布构成的常规介质层22以及设置在所述常规介质层22两面的铜箔层8。

实施例2：

一种高散热、低损耗的pcb板制作方法，第一步，匹配导热元件4的外形，分别在高频芯板1的板面和常规芯板2的板面进行铣槽处理，制作出用于容纳导热元件4的第一通孔11和第二通孔21；第二步，将常规芯板2与高频芯板1对齐叠放，并在二者之间铺设半固化片7，再通过融合以及铆合的方式进行固定，此时第一通孔11与第二通孔21连通形成阶梯孔3；第三步，将导热导电胶层6的外围形状按照第二通孔21的尺寸进行裁切，并在导热导电胶层6的表面开设第三通孔61，第三通孔61的位置对应第一通孔11位置，第三通孔61的截面尺寸小于导热元件4阶梯层42的截面尺寸，将裁切好的导热导电胶层6铺设在阶梯孔3的阶梯面上；第四步，将导热元件4压入阶梯孔3中，导热导电胶层6受力变形，扩散填充导热元件4与阶梯孔3之间的缝隙5，定位后进行压合工艺得到压合板；第五步，将压合板表面裸露出的导热元件4的表面通过砂纸打磨或激光烧除；第六步，在导热元件4与阶梯孔3之间的缝隙5中继续填充树脂或导热导电银胶将缝隙5补全；第七步，对压合板进行钻孔、铣镀槽加工、全板电镀处理工艺；第八步，对压合板进行外层图形制作、处理工艺以及电性能测试，完成pcb板制作。

实施例3：

一种高散热、低损耗的pcb板制作方法，第一步，匹配导热元件4的外形，分别在高频芯板1的板面和常规芯板2的板面进行铣槽处理，制作出用于容纳导热元件4的第一通孔11和第二通孔21；第二步，将常规芯板2与高频芯板1对齐叠放，并在二者之间铺设半固化片7，再通过融合以及铆合的方式进行固定，此时第一通孔11与第二通孔21连通形成阶梯孔3；第三步，将导热导电胶层6的外围形状按照第二通孔21的尺寸进行裁切，并在导热导电胶层6的表面开设第三通孔61，第三通孔61的位置对应第一通孔11位置，第三通孔61的截面尺寸大于导热元件4阶梯层42的截面尺寸，将裁切好的导热导电胶层6套设在导热元件4的阶梯层42上；第四步，将导热元件4连通套设在其上的导热导电胶层6一同压入阶梯孔3中，导热导电胶层6受力变形，扩散填充导热元件4与阶梯孔3之间的缝隙5，定位后进行压合工艺得到压合板；第五步，将压合板表面裸露出的导热元件4的表面通过砂纸打磨或激光烧除；第六步，在导热元件4与阶梯孔3之间的缝隙5中继续填充树脂或导热导电银胶将缝隙5补全；第七步，对压合板进行钻孔、铣镀槽加工、全板电镀处理工艺；第八步，对压合板进行外层图形制作、处理工艺以及电性能测试，完成pcb板制作。

本pcb板及其制作方法应用于基于purley平台的大数据服务器系统套板。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。