电路板及其制备方法与流程

1.本发明涉及电路板领域；更具体地说，是涉及一种在绝缘基板内埋嵌铝或铝合金导热件的电路板及其制备方法。


背景技术：

2.现有技术中，通常在电路板的元器件安装位置埋嵌金属导热件，该金属导热件可以设置为贯穿电路板的绝缘基板，从而形成贯穿绝缘基板的导热通道，实现元器件的快速散热。
3.在许多情形下，要求嵌入较大尺寸的金属导热件，以实现元器件的快速散热，但因金属导热件具有导电性能，故导电线路只能制作在电路板的绝缘基板上，这在金属导热件的尺寸较大时，不仅会影响电路板的表面布线，而且导致电路板的面积明显增大，不利于电路板的小型化。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种在绝缘基板内埋嵌铝或铝合金导热件的电路板及其制备方法，能够在不影响电路板表面布线的同时提高其散热性能。
5.为了实现上述的主要目的，本发明的第一方面公开了一种电路板，包括绝缘基板、导电线路、以及贯穿绝缘基板设置的铝或铝合金导热件；铝或铝合金导热件的至少一个表面具有铝阳极氧化绝缘层和导热凸台，导热凸台暴露于铝阳极氧化绝缘层；铝阳极氧化绝缘层的孔隙内填充有树脂，导电线路形成在铝阳极氧化绝缘层和绝缘基板的表面。
6.根据本发明第一方面的一种具体实施方式，铝阳极氧化绝缘层的厚度为10μm～80μm。
7.根据本发明第一方面的一种具体实施方式，导热凸台上形成有导热焊垫，导热焊垫与导电线路的表面平齐，以便于进行元器件的贴装。
8.根据本发明第一方面的一种具体实施方式，绝缘基板包括多层绝缘芯板，多层绝缘芯板之间以及绝缘基板与铝或铝合金导热件之间通过粘着材料粘结连接。
9.根据本发明第一方面的一种具体实施方式，铝或铝合金导热件的顶面和底面均具有铝阳极氧化绝缘层和导热凸台。
10.根据本发明第一方面的另一具体实施方式，铝或铝合金导热件的顶面具有氧化绝缘层和导热凸台；电路板的底面设置有散热金属层，铝或铝合金导热件的底面与散热金属层热连接。
11.为了实现上述的主要目的，本发明的第二方面提供了一种电路板制备方法，包括如下步骤：
12.s1、对铝或铝合金导热件的至少一个表面进行局部阳极氧化处理，以在该表面形成铝阳极氧化绝缘层和导热凸台；
13.s2、在铝阳极氧化绝缘层内填充树脂；
14.s3、将步骤s2得到的铝或铝合金导热件固定到电路板的绝缘基板内；
15.s4、在步骤s3得到的电路板表面形成覆铜层；
16.s5、在铝阳极氧化绝缘层和绝缘基板的表面制作导电线路。
17.根据本发明第二方面的一种具体实施方式，步骤s2包括：
18.s21、将局部阳极氧化后的铝或铝合金导热件浸入液态树脂内，或者在铝阳极氧化绝缘层表面涂覆液态树脂，使液态树脂进入铝阳极氧化绝缘层的孔隙内；
19.s22、对液态树脂进行预固化，并在预固化后研磨去除电路板表面的多余树脂；
20.s23、对铝阳极氧化绝缘层内的树脂进行后固化处理。
21.根据本发明第二方面的一种具体实施方式，步骤s3包括：
22.s311、对绝缘芯板和半固化片进行开窗处理；
23.s312、将多层绝缘芯板进行叠板，并在绝缘芯板之间放置半固化片；
24.s313、将步骤s2得到的铝或铝合金导热件放置到绝缘芯板和半固化片的开窗位置，并对多层绝缘芯板进行压合，以形成绝缘基板及将铝或铝合金导热件固定在绝缘基板内。
25.根据本发明第二方面的一种具体实施方式，步骤s3包括：
26.s321、对电路板的绝缘基板进行开窗处理；
27.s322、将步骤s2得到的铝或铝合金导热件放置到绝缘基板的开窗位置，并在铝或铝合金导热件与绝缘基板之间的孔隙内填充塞孔树脂，以将铝或铝合金导热件固定到绝缘基板内。
28.本发明具有如下有益效果：导电线路形成在铝阳极氧化绝缘层和绝缘基板的表面，使得电路板表面具有较大的布线面积，便于电路板的小型化；导热凸台暴露于铝阳极氧化绝缘层，从而能够直接与元器件形成导热连接，使得电路板具有极佳的散热性能。进一步地，在铝阳极氧化绝缘层的孔隙内填充有树脂，以增强铝阳极氧化绝缘层与导电线路的结合力，并提高铝阳极氧化绝缘层的电绝缘性能。
29.为了更清楚地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
30.图1是本发明实施例1中电路板的结构示意图；
31.图2是本发明实施例1中绝缘芯板和半固化片的层叠结构示意图；
32.图3是本发明实施例1中通过压合将铝或铝合金导热件固定在绝缘芯板内的结构示意图；
33.图4是本发明实施例1中在电路板表面形成覆铜层后的结构示意图；
34.图5是本发明实施例1中电路板蚀刻出导电线路后的结构示意图；
35.图6是本发明实施例2中电路板的结构示意图；
36.图7是本发明实施例2中绝缘基板开窗后的结构示意图；
37.图8是本发明实施例2中通过树脂塞孔将铝或铝合金导热件固定在绝缘芯板内的结构示意图；
38.图9是本发明实施例3中电路板的结构示意图。
39.需说明的是，为了清楚地示意所要表达的结构，附图中的不同部分可能并非以相同比例描绘。因此，除非明确指出，否则附图所表达的内容并不构成对散热基板各部分尺寸、比例关系的限制。
具体实施方式
40.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用在此基础上作出的其他变化方式来实施。因此，本领域技术人员基于下述实施例而可以获知的其他可实施方式，都属于本发明的保护范围。
41.实施例1
42.如图1所示，实施例1的电路板包括绝缘基板10以及贯穿绝缘基板10设置的铝或铝合金导热件20，绝缘基板10的底面(也就是电路板的底面)可以设置散热金属层40，铝或铝合金导热件20的底面与散热金属层40热连接。
43.本发明中，绝缘基板10包括多层绝缘芯板11，多层绝缘芯板11之间以及绝缘基板10与铝或铝合金导热件20之间通过半固化片12粘结连接。其中，铝或铝合金导热件20优选为铝硅合金导热件，例如4045或4047铝硅合金导热件；绝缘芯板11可以为fr
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4芯板，但本发明并不以此为限。
44.实施例1中，铝或铝合金导热件20的顶面形成有铝阳极氧化绝缘层21和暴露于铝阳极氧化绝缘层21的导热凸台22。其中，铝阳极氧化绝缘层21的厚度可以为10μm～80μm，更具体可以为20μm～60μm。
45.铝阳极氧化绝缘层21和绝缘基板10的表面形成有导电线路30，导电线路30包括形成在铝阳极氧化绝缘层21表面的第一线路区域31和形成在绝缘基板10表面的第二线路区域32，且第一线路区域31的厚度小于第二线路区域的厚度。进一步地，导热凸台22上可以形成有导热焊垫23，导热焊垫23可以与导电线路30的表面平齐完全，并完全覆盖导热凸台22，以便于在电路板上进行元器件的贴装；贴装后，元器件与导热焊垫23之间形成热连接，与导电线路30形成电连接。
46.通常，铝阳极氧化绝缘层21会形成多孔性的蜂窝结构，发明人发现这种蜂窝结构将会使得铝阳极氧化绝缘层21与导电线路的结合力下降。本发明中，通过在铝阳极氧化绝缘层21的孔隙内填充树脂，以增强铝铝阳极氧化绝缘层21与第一线路区域31的结合力以及阳极氧化绝缘层21的电绝缘性能。
47.具体的，实施例1的电路板制备方法中，先对铝或铝合金导热件20的顶面进行局部阳极氧化处理，以在该表面形成铝阳极氧化绝缘层21和导热凸台22，然后在铝阳极氧化绝缘层21内填充树脂。
48.其中，在铝阳极氧化绝缘层21内填充树脂可以包括如下步骤：首先，将局部阳极氧化后的铝或铝合金导热件20浸入液态树脂内，或者在铝阳极氧化绝缘层21的表面涂覆液态树脂，使液态树脂进入铝阳极氧化绝缘层21的孔隙内；然后，对液态树脂进行预固化，并在预固化后研磨去除电路板表面的多余树脂(覆盖在导热凸台22表面的树脂)；最后，对铝阳极氧化绝缘层21内的树脂进行后固化处理。
49.实施例1的电路板制备方法中，在对铝阳极氧化氧化绝缘层21进行树脂填充处理后，通过压合方式将铝或铝合金导热件20固定到绝缘基板10内。具体的，如图3所示，先对绝
缘芯板11和半固化片12进行开窗处理，然后对多层绝缘芯板11进行叠板，并在绝缘芯板12之间放置半固化片12；接着，将铝或铝合金导热件20放置到绝缘芯板11和半固化片12的开窗位置，并对多层绝缘芯板11进行压合，压合后，半固化片12将绝缘芯板11粘结在一起而形成绝缘基板10，同时半固化片12还会流动填充绝缘基板10及铝或铝合金导热件20之间的间隙，从而将铝或铝合金导热件20固定在绝缘基板10内。压合后，可以对电路板的两侧表面进行磨板，以去除流动到电路板表面的半固化片。
50.实施例1的电路板制备方法中，在将铝或铝合金导热件20固定至绝缘基板10后，还包括在电路板表面形成覆铜层112的步骤以及在铝阳极氧化绝缘层21和绝缘基板10的表面制作导电线路30的步骤。其中，为了便于在电路板的表面形成覆铜层112，绝缘基板10的两侧表面可以具有覆铜层111。
51.本发明的实施例中，如图4所示，可以依次对电路板进行整板化学镀和电镀，以在电路板的顶面和底面形成覆铜层112。然后，如图5所示，对电路板顶面的铜箔层111和覆铜层112进行图形化蚀刻，从而形成导电线路30和导热焊垫23；电路板底面的铜箔层111和覆铜层112则可以不作蚀刻处理，二者构成散热金属层40。
52.本发明的实施例中，在铝阳极氧化绝缘层21的孔隙内填充树脂，这样在对电路板进行整板化学镀及电镀后，铝阳极氧化绝缘层21的孔隙内不会有镀液及清洗液等液体残留，使得铝阳极氧化绝缘层21与导电线路之间具有良好的结合力。与此相对，若未在铝阳极氧化绝缘层21的孔隙内填充树脂，则铝阳极氧化绝缘层21的孔隙内极易残留镀液及清洗液等液体，进而导致形成在铝阳极氧化绝缘层21表面的导电线路出现分层和/或起泡等缺陷。
53.实施例2
54.如图6所示，实施例2的电路板包括绝缘基板10和嵌入到绝缘基板10内的铝或铝合金导热件20。其中，绝缘基板10包括多层绝缘芯板11，多层绝缘芯板11之间通过半固化片121粘结连接，绝缘基板10与铝或铝合金导热件20之间通过塞孔树脂122粘结连接。实施例2中电路板结构的其他描述可参阅前述实施例1，不再赘述。
55.实施例2中，先压合绝缘芯板11和半固化片121，制作出绝缘基板10，绝缘基板10的顶面和底面均具有铜箔层111；然后如图7所示，对绝缘基板10进行开窗处理，形成容纳铝或铝合金导热件20的窗口13；接着，将铝或铝合金导热件20放置到绝缘基板10的开窗位置，并在铝或铝合金导热件20与绝缘基板10之间的孔隙内填充塞孔树脂122，以将铝或铝合金导热件20固定到绝缘基板10内；然后，可以在电路板的两侧表面形成覆铜层，并在铝阳极氧化绝缘层21和绝缘基板10的表面制作导电线路30。对实施例2中电路板制备方法的其他描述可参阅前述实施例1，不再赘述。
56.实施例3
57.如图3所示，实施例3的电路板包括绝缘基板10和嵌入到绝缘基板10内的铝或铝合金导热件20，铝或铝合金导热件20的顶面和底面均具有氧化绝缘层21和导热凸台22，且电路板的顶面和底面均具有形成在绝缘基板10和氧化绝缘层21表面的导电线路30。对实施例3的其他描述可参阅前述实施例1及实施例2，不再赘述。
58.本发明各个实施例中的技术特征可以相互组合或替换。本发明中，铝或铝合金导热件的表面形成有氧化绝缘层和导热凸台，在提高散热性能的同时，使得电路板表面具有较大的布线面积，便于电路板的小型化。进一步地，在铝阳极氧化绝缘层的孔隙内填充树
脂，以增强铝阳极氧化绝缘层的电绝缘性能及其与导电线路的结合力。
59.虽然以上通过实施例描绘了本发明，但应当理解的是，上述实施例仅用于示例性地描述本发明的可实施方案，而不应解读为限制本发明的保护范围，凡本领域技术人员依照本发明所作的同等变化，应同样为本发明权利要求的保护范围所涵盖。