一种电路板结构的制作方法

1.本实用新型涉及电路板技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种电路板结构。


背景技术：

2.印制电路板，又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体，采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产效率。
3.传统电路板是由芯板、基板层、铜箔经压合形成，常见的电路板有两层板、四层板、六层板等。随着电子元器件的小型化和高密度设计，人们对大功率充放电的需求增多，使得一些大功率、大电流的电子设备对电路板的散热性能要求越来越高。
4.但是目前电路板主要依靠电路板各层铜箔进行散热，但是这种散热方式已无法满足大功率充放电对散热性能的要求，在一定程度上制约了电路板先进技术和工艺的发展。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种电路板结构，以解决现有的电路板散热能力较差的技术问题。
6.第一方面，本实用新型提供了一种电路板结构。所述电路板结构包括：
7.至少四层布线层和至少三层金属层；
8.其中所述至少四层布线层包括两层外布线层和至少两层内布线层，所述内布线层设置在两层所述外布线层之间；
9.所述至少三层所述金属层位于两层所述外布线层之间，并且两层所述布线层通过一层所述金属层间隔开设置，所述金属层和与其相邻设置的布线层通过粘胶层连接。
10.可选地，所述布线层上设置有铜箔，其中所述外布线层的铜箔厚度大于所述内布线层的铜箔厚度。
11.可选地，所述外布线层的厚度为80μm-100μm，所述内布线层的厚度为60μm-80μm。
12.可选地，所述粘胶层为半固化片，所述粘胶层的热导率为2w/m
·
k～3w/m
·
k。
13.可选地，所述粘胶层的厚度为60μm-120μm。
14.可选地，所述金属层的层数为奇数。
15.可选地，所述至少三层金属层包括一层中间金属层和至少两层边金属层，所述边金属层均匀地分布在所述中间金属层的两侧。
16.可选地，所述中间金属层的厚度大于或等于所述边金属层的厚度；至少两层所述金属层的厚度一致。
17.可选地，所述金属层为铝片。
18.可选地，所述电路板结构上开设有至少一个导孔，所述导孔贯穿两层所述外布线层，所述外布线层和所述内布线层通过所述导孔连接。
19.根据本实用新型提供的电路板结构，电路板结构包括至少四层布线层和至少三层
金属层，至少三层金属层位于两层外布线层之间，因此金属层是内埋在电路板结构中，其中金属层和位于其两侧的布线层通过粘胶层连接，金属层具有高导热率，通过金属层对外布线层、内布线层和布设在外布线层的电子元器件进行散热，提升了电路板结构的散热能力。
20.其中至少四层布线层包括了位于最外层的两层外布线层，在使用中，可将电子元器件布设在外布线层，实现了在电路板的两面均布设电子元器件，电子元器件可以均衡布局在电路板结构的两面，避免电子元器件之间相互热辐射，有利于实现热量的整体均衡散热。
21.通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
22.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例，并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。
23.图1所示为电路板结构的结构示意图一。
24.图2所示为电路板结构的结构示意图二。
25.图3所示为图1所示电路板结构的制备流程图。
26.图4所示为图2所示电路板结构的制备流程图。
27.附图标记说明：
28.1、外布线层；11、第一外布线层；12、第二外布线层；
29.2、内布线层；21、第一内布线层；22、第二内布线层；23、第三内布线层；24、第四内布线层；
30.3、金属层；30、中间金属层；31、第一边金属层；32、第二边金属层；33、第三边金属层；34、第四边金属层；
31.41、第一粘胶层；42、第二粘胶层；43、第三粘胶层；44、第四粘胶层；45、第五粘胶层；46、第六粘胶层；47、第七粘胶层；48、第八粘胶层；49、第九粘胶层；40、第十粘胶层；
32.5、导孔；
33.6、电子元器件。
具体实施方式
34.现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
35.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
36.对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
37.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
39.参照图1-图2所示，其中图1所示的电路板结构为四层电路板结构，图2所示的电路板结构为六层电路板结构，其中电路板结构包括但不限于是四层电路板结构和六层电路板结构，例如还可以是八层电路板结构、十层电路板结构等。
40.如图1-图2所示，电路板结构包括：至少四层布线层和至少三层金属层3。
41.其中所述至少四层布线层包括两层外布线层1和至少两层内布线层2，所述内布线层2设置在两层所述外布线层1之间。
42.所述至少三层金属层3位于两层所述外布线层1之间，并且两层所述布线层通过一层所述金属层3间隔开设置，所述金属层3和与其相邻设置的布线层通过粘胶层连接。
43.换句话说，电路板结构主要包括了布线层和金属层3，其中多层电路板的层数是依据布线层数定义的，本实用新型实施例中电路板结构包括至少四层布线层，因此电路板结构为至少四层的电路板。本技术实施例提供的电路板结构可以应用于大功率大电流的电子设备中。例如可以应用在笔记本电池保护电路中。
44.在本技术实施例中，电路板结构包括了至少三层金属层3，通过至少三层金属层3能够对电路板结构进行散热。
45.在该实施例中，至少四层布线层包括两层外布线层1和至少两层内布线层2。其中两层外布线层1是位于电路板结构的最外层的。电路板结构为层叠结构，其中一层外布线层1位于电路板结构的最上层，另外一层外布线层1位于电路板结构的最下层。在一个具体的实施例中，两层外布线层1包括第一外布线层11和第二外布线层12，参照图1和图2所示，第一外布线层11位于电路板结构的最上层，第二外布线层12位于电路板结构的最下层，其中在使用中，可以在第一外布线层11和第二外布线层12上均布设电子元器件6。因此本技术实施例提供的电路板结构，实现了双面布设电子元器件6的目的。
46.当在电路板结构的两层外布线层1上设置电子元器件6，避免了电子元器件6集中设置在一层布线层上，也即电子元器件6均衡布局在电路板结构的两面，避免电子元器件6之间相互热辐射，有利于实现热量的整体均衡散热。
47.其中至少两层内布线层2是布设在两层外布线层1之间的，即内布线层2相对外布线层1，是设置在电路板结构的内部的，内布线层2主要是起到走线和与外布线层1的电连接作用。
48.在该实施例中，至少三层金属层3也是位于两层外布线层1之间的，即金属层3是内埋在电路板结构内部的。由于本技术的金属层3是内埋在电路板结构内部的，因此以便于实现电子元器件6在两层外布线层1上进行布局的设计。
49.在该实施例中，至少三层金属层3和至少两层内布线层2均是设置在第一外布线层11和第二外布线层12之间的，其中金属层3、内布线层2和外布线层1的设置方式为：两层布线层通过一层金属层3间隔开设置，金属层3和与其相邻设置的布线层通过粘胶层连接。
50.其中在一个具体的实施例中，两层布线层通过一层金属层3间隔开设置，其中两层布线层可以包括了一层外布线层1和一层内布线层2，其中一层金属层3位于一层外布线层1和一层内布线层2之间。通过一层金属层3将一层外布线层1和一层内布线层2间隔开设置。
51.当一层金属层3将一层外布线层1和一层内布线层2间隔开设置后，一层外布线层1和一层内布线层2是分别位于一层金属层3的两侧的。其中金属层3和一层内布线层2通过粘
胶层连接在一起，粘胶层使得金属层3和内布线层2相互绝缘，另外由于金属层3具有高导热率，金属层3可以对内布线层2起到散热作用。
52.金属层3和一层外布线层1通过粘胶层连接在一起，粘胶层使得金属层3和外布线层1相互绝缘，另外由于金属层3具有高导热率，金属层3可以对外布线层1和设置在外布线层1上的电子元器件6起到散热作用。
53.或者在另一个具体的实施例中，两层布线层通过一层金属层3间隔开设置，其中两层布线层可以包括了两层内布线层2，其中一层金属层3位于两层内布线层2之间。通过一层金属层3将两层内布线层2间隔开设置。
54.当一层金属层3将两层内布线层2间隔开设置后，两层内布线层2是分别位于一层金属层3的两侧的，其中金属层3和其中一层内布线层2通过粘胶层连接在一起，粘胶层使得金属层3和其中一层内布线层2相互绝缘，另外由于金属层3具有高导热率，金属层3可以对其中一层内布线层2起到散热作用。
55.金属层3和另外一层内布线层2通过粘胶层连接在一起，使得金属层3和另外一层内布线层2相互绝缘。粘胶层使得金属层3和另外一层内布线层2相互绝缘，另外由于金属层3具有高导热率，金属层3可以对另外一层内布线层2起到散热作用。
56.综上所述，在本技术实施例中，两层布线层通过一层金属层3间隔开设置，金属层3和与其相邻设置的布线层通过粘胶层连接，使得金属层3能够与内布线层2和/或外布线层1绝缘设置，避免金属层3影响电路板结构的电连接，另外也能够使得金属层3对其两侧设置的布线层进行散热处理，提升电路板结构的散热能力。另外本技术实施例各个金属层3之间是无电连接关系的，金属层3起到了导热作用。
57.因此在本技术实施例中，提供的电路板结构包括至少四层布线层和至少三层金属层3，至少三层金属层3位于两层外布线层1之间，因此金属层3是内埋在电路板结构中，其中金属层3和位于其两侧的布线层通过粘胶层连接，金属层3具有高导热率，通过金属层3对外布线层1、内布线层2和布设在外布线层1的电子元器件6进行散热。
58.其中至少四层布线层包括了位于最外层的两层外布线层1，在使用中，可将电子元器件6布设在外布线层1，实现了在电路板的两面均布设电子元器件6，电子元器件6可以均衡布局在电路板结构的两面，避免电子元器件6之间相互热辐射，有利于实现热量的整体均衡散热。
59.在一个可选的实施例中，外布线层1除了电子元器件6贴装和焊接焊盘及测试点焊盘外，均覆盖阻焊油墨，以防止表面铜层被氧化。
60.在一个实施例中，所述布线层上设置有铜箔，其中所述外布线层1的铜箔厚度大于所述内布线层2的铜箔厚度。
61.在该实施例中，对外布线层1的铜箔厚度和内布线层2的铜箔厚度进行限定，其中布线层的铜箔厚度越厚，布线层的散热能力会越好。
62.由于在外布线层1上设置电子元器件6，外布线层1和电子元器件6均需要散热，因此需要外布线层1的散热能力强于内布线层2的散热能力，因此本实施例限定外布线层1的铜箔厚度大于内布线层2的铜箔厚度。
63.在一个实施例中，所述外布线层1的铜箔厚度为80μm-100μm，所述内布线层2的铜箔厚度为60μm-80μm。
64.在该实施例中，对外布线层1的铜箔厚度和内布线层2的铜箔厚度进行具体限定，使得外布线层1的铜箔厚度大于内布线层2的铜箔厚度。
65.其中外布线层1的铜箔厚度为80μm-100μm，在确保了电子元器件6与外布线层1电连接的情况下，能够提升外布线层1的散热能力。
66.其中内布线层2的铜箔厚度为60μm-80μm，以确保内布线层2的电流大小满足电路板结构的需要。
67.在一个实施例中，所述粘胶层为半固化片，所述粘胶层的热导率为2w/m
·
k～3w/m
·
k。
68.在该实施例中，对粘胶层进行了限定，其中粘胶层为半固化片，例如半固化片又称pp片或黏结片，是多层电路板生产中的主要材料之一，主要由树脂和增强材料组成。
69.其中粘胶层的热导率为2w/m
·
k～3w/m
·
k，即粘胶层为高导热性能的半固化片，使得电子元器件6产生的热量可以在各布线层和各金属层3之间高效散热，极大地提高了电路板结构的散热性能。
70.具体地，粘胶层的热导率为2w/m
·
k～3w/m
·
k，是传统半固化片的6～10倍或更高，传统半固化片的热导率为0.3w/m
·
k左右。当采用本技术实施例提供的粘胶层用于压合布线层和金属层3时，形成布线层和金属层3之间良好的热传导介质，并高效传导布线层到金属层3的热量。
71.因此在该实施例中，粘胶层一方面起到连接绝缘金属层3和布线层的作用，另一方面粘胶层还能够作为布线层和金属层3之间良好的热传导介质，起到传导热量的作用。
72.在现有技术的电路板结构中，布线层和布线层之间通过环氧树脂连接，其中环氧树脂的导热效果较差，环氧树脂反而是阻碍热量向两侧传导的壁垒，使得电路板结构内部的热量不能够及时传导出去。但是在本技术中，电路板结构内部的金属层3和粘胶层均能够起到导热作用，能够将布线层和电子元器件6的热量传导，极大地提高了电路板结构的散热性能。
73.在一个实施例中，所述粘胶层的厚度为60μm-120μm。
74.在该实施例中，限定了粘胶层的厚度，在不影响粘胶层连接布线层和金属层3的情况下，使得粘胶层具有一定的导热能力。
75.在一个具体的实施例中，粘胶层的层数与金属层3的层数和布线层的层数相关，参照图1所示，电路板结构包括了六层粘胶层，以及参照图2所示，电路板结构包括了十层粘胶层。其中各个粘胶层的厚度可以相同也可以不相同。
76.在一个实施例中，参照图1和图2所示，所述金属层3的层数为奇数。
77.在该实施例中，电路板结构的层数，与电路板结构所包含的布线层的层数相关，其中为了确保电路板结构的平整性，避免电路板结构出现弯曲等情况，布线层的层数多为偶数层，以使得电路板结构的平衡性更好。
78.电路板结构中布线层的层数为偶数，为了使得电路板结构具有平衡结构，对应地，金属层3的层数为奇数层。
79.在一个实施例中，参照图1和图2所示，至少三层所述金属层3包括一层中间金属层30和至少两层边金属层，所述边金属层均匀地分布在所述中间金属层30的两侧。
80.在一个具体的实施例中，参照图1所示，电路板结构包括了三层金属层3，其中三层
金属层3包括了中间金属层30，第一边金属层31，第二边金属层32，其中第一边金属层31和第二边金属层32位于中间金属层30的两侧，即第一边金属层31和第二边金属层32相对于中间金属层30对称设置。
81.以及参照图2所示，电路板结构包括了五层金属层3，其中五层金属层3包括了中间金属层30、第一边金属层31、第二边金属层32、第三边金属层33和第四边金属层34。其中第一边金属层31和第三边金属层33位于中间金属层30的一侧，第二边金属层32和第四边金属层34位于中间金属层30的另一侧，即第一边金属层31、第三边金属层33，和第二边金属层32和第四边金属层34，相对于中间金属层30对称设置。
82.因此在该实施例中，边金属层均匀地分布在中间金属层30的两侧，起到均衡散热和平衡电路板结构整体结构应力作用。
83.另外边金属层均匀地分布在中间金属层30的两侧，以及结合金属层3的两侧均设置布线层，因此布线层相对于中间金属层30也是对称设置的，这样使得电路板结构整体结构平衡性更好，以抵抗电路板结构变形，以及散热更加均衡。
84.在一个实施例中，所述中间金属层30的厚度大于或等于所述边金属层的厚度，至少两层所述边金属层的厚度一致。
85.在该实施例中，若中间金属层30的厚度大于边金属层3的厚度，其中边金属层3均匀地位于中间金属层30的两侧，因此中间金属层30一方面起到了导热作用，中间金属层30还起到支撑作用。由于中间金属层30位于电路板结构的中心位置，避免电路板结构出现变形现象(因此电路板结构易于在中间产生形变)，限定中间金属层30的厚度大于边金属层3的厚度。若中间金属层30的厚度等于边金属层3的厚度，中间金属层种类减少，选型方便。
86.在一个实施例中，所述金属层3为铝片。
87.具体地，金属层3为铝片，铝的热导率高达237w/m
·
k，通过将铝片内埋在电路板结构内部，可以极大地提高电路板结构的散热能力。同时铝片还有很好的电磁屏蔽性能，铝片的设计也有助于结构应力的平衡，以抵抗电路板结构变形。
88.在一个可选地实施例中，在不考虑成本情况下，金属层3还可以是银层或者其他高导热性能的金属层3。
89.在一个实施例中，参照图1和图2所示，所述电路板结构上开设有至少一个导孔5，所述导孔5贯穿两层所述外布线层1，所述外布线层1和所述内布线层2通过所述导孔5连接。
90.在该实施例中，电路板结构上开设有至少一个导孔5，一般情况下，所述导孔5包括多个，其中导孔5为通孔结构，导孔5起到将外布线层1和内布线层2连接在一起的作用。在现有技术中，为了实现各个布线层的电连接，会在电路板结构上设置盲孔或者埋孔等，但是盲孔和埋孔的制作工艺难度大，成本会相对非常高。
91.而在本技术中，外布线层1与外布线层1的电连接，以及外布线层1与内布线层2的电连接，以及内布线层2与内布线层2之间的电连接通过导孔5实现，在不影响布线层电连接的情况下，减低了制备工艺难度。
92.具体地，导孔5内壁镀铜，起到了导流和散热作用。在实际应用中，导孔5通常为多个甚至几十个并联设计，用于增强导流和散热能力。
93.需要说明的是，导孔5的设计包括但不限于是图1和图2所示的导孔5设计，可以根据电子元器件6的布设要求，以及布线层之间的电连接关系，适应地调整导孔5的设计。
94.在一个具体的实施例中，参照图1所示，电路板结构从上至下依次包括：第一外布线层11、第一边金属层31、第一内布线层21、中间金属层30、第二内布线层22、第二边金属层32和第二外布线层12；
95.其中第一外布线层11和第一边金属层31通过第一粘胶层41连接；第一边金属层31和第一内布线层21通过第二粘胶层42连接；第一内布线层21和中间金属层30通过第三粘胶层43连接；中间金属层30和第二内布线层22通过第四粘胶层44连接；第二内布线层22和第二边金属层32通过第五粘胶层45连接；第二边金属层32和第二外布线层12通过第六粘胶层46连接。
96.其中图3所示，示意了四层电路板结构的压合流程。其中电路板结构是从中间金属层30开始进行压合，确保电路板结构的平衡性。
97.具体地，中间金属层30与第三粘胶层43和第四粘胶层44先预叠形成预叠板一；预叠板一与第一内布线层21和第二内布线层22压合形成预叠板二；预叠板二与第二粘胶层42和第五粘胶层45再预叠形成预叠板三；预叠板三再与第一边金属层31和第二边金属层32再压合形成预叠板四；预叠板四与第一粘胶层41和第六粘胶层46最后预叠形成预叠板五；预叠板五与第一外布线层11和第二外布线层12最后压合形成完整的电路板结构。
98.在另一个具体的实施例中，参照图2所示，电路板结构从上至下依次包括：第一外布线层11、第一边金属层31、第一内布线层21、第三边金属层33、第三内布线层23、中间金属层30、第二内布线层22、第二边金属层32、第四内布线层24、第四边金属层34和第二外布线层12。
99.其中第一外布线层11与第一边金属层31通过第一粘胶层41连接；第一边金属层31和第一内布线层21通过第二粘胶层42连接；第一内布线层21和第三边金属层33通过第三粘胶层43连接；第三边金属层33和第三内布线层23通过第四粘胶层44连接；第三内布线层23和中间金属层30通过第五粘胶层45连接；中间金属层30和第二内布线层22通过第六粘胶层46连接；第二内布线层22和第二边金属层32通过第七粘胶层47连接；第二边金属层32和第四内布线层24通过第八粘胶层48连接；第四内布线层24和第四边金属层34通过第九粘胶层49连接；第四边金属层34和第二外布线层12通过第十粘胶层40连接。
100.其中图4所示，示意了六层电路板结构的压合流程。其中电路板结构是从中间金属层30开始进行压合，确保电路板结构的平衡性。
101.具体地，中间金属层30与第五粘胶层45和第六粘胶层46先预叠形成预叠板一，预叠板一与第三内布线层23和第二内布线层22压合形成预叠板二；预叠板二与第四粘胶层44和第七粘胶层47再预叠形成预叠板三；预叠板三与第三边金属层33和第二边金属层32再压合形成预叠板四；预叠板四与第三粘胶层43和第八粘胶层48再预叠形成预叠板五；预叠板五与第一内布线层21和第四内布线层24再压合形成叠板六；预叠板六与第二粘胶层42和第九粘胶层49再预叠形成预叠板七；预叠板七与第一边金属层31和第四边金属层34再压合形成预叠板八；预叠板八与第一粘胶层41和第十粘胶层40最后预叠形成预叠板九；预叠板九与第一外布线层11和第二外布线层12最后压合形成完整的电路板结构。
102.本技术实施例提供的电路板结构具有良好的散热性能。
103.上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
104.虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。