带有散热器的刚挠结合印刷电路板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种带有散热器的刚挠结合印刷电路板及其制备方法，该刚挠结合印刷电路板具有至少两个刚性区域，相邻刚性区域之间通过挠性电路板连接，其中，至少一个刚性区域包括：基板；导热且电绝缘的散热器，设置在基板中并贯穿基板；形成在基板的第一表面侧、并包括发热元件安装位的导电图案层；形成在基板的第二表面侧的散热层。其中，导电图案的至少一部分由基板的第一表面连续地延伸至散热器的第一表面，且发热元件安装位的至少一部分设置在散热器的第一表面上；散热层的至少一部分由基板的第二表面连续地延伸至散热器的第二表面。本发明专利技术的印刷电路板不仅散热性能极佳，而且具有良好热稳定性和长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2015年9月22日提交的14/861,495号美国专利申请的优先权，14/861,495号专利申请是2012年9月14日提交的13/514,999号美国专利申请的部分继续申请，13/514,999号申请是2011年1月6日提交的PCT/CN11/70051号国际申请根据35U.S.C.§371进入国家阶段的申请，该国际申请要求2010年12月24日提交的201010604353.4号中国专利申请的优先权，上述所有在先申请均在此引入作为参考。
本专利技术涉及印刷电路板领域；更具体地讲，本专利技术涉及一种带有散热器的印刷电路板及其制备方法。
技术介绍
印刷电路板(PCBs)是电子工业的重要部件之一，其被用作电子元件的机械支撑部件，并实现电子元件之间的电连接。另外，可以在印刷电路板上印刷元件的编号和图形，这为元件的插装、检查或维修提供了方便。几乎每种电子设备，例如电子手表、计算器、计算机、通讯电子设备、军用武器系统等，都要用到印刷电路板。诸如LED装置(或称LED发光元件)、晶闸管、GTO(门极可关断晶闸管)、GTR(电力晶体管)、MOSFET(电力场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)和电力二极管等的各种功率半导体器件通常被附接到印刷电路板上，且在工作过程中一般会释放大量热量，这就要求与各种功率半导体器件连接的印刷电路板具有良好的散热性能。201180037321.3号中国专利申请、2002/0180062号美国专利申请公布等公开了具有陶瓷散热器的印刷电路板，其中所描述的陶瓷散热器能够输出发热元件所产生的热量，但该散热器的热膨胀系数和作为印刷电路板的绝缘载体的树脂层的热膨胀系数之间存在显著差别，导致陶瓷散热器在经过一定次数的冷热循环后容易与树脂材质的绝缘载体相分离，从而使得印刷电路板的热稳定性较差、使用寿命短。并且，这些现有技术没有披露带有散热器的刚挠结合印刷电路板。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的第一方面提供了一种刚挠结合印刷电路板，其具有至少两个刚性区域，相邻刚性区域之间通过挠性电路板连接，其中，至少一个刚性区域包括：基板；导热且电绝缘的散热器，设置在基板中并贯穿该基板；形成基板的第一表面侧、并包括有发热元件安装位的导电图案层；形成在基板的第二表面侧的散热层。其中，导电图案层的至少一部分由基板的第一表面连续地延伸至散热器的第一表面，且发热元件安装位的至少一部分设置在散热器的第一表面上；散热层的至少一部分由基板的第二表面连续地延伸至散热器的第二表面。本专利技术的优点在于：首先，导电图案层的至少一部分由基板的第一表面连续地延伸至散热器的第一表面，散热层的至少一部分由基板的第二表面连续地延伸至散热器的第二表面，由于导电图案层和散热层一方面可以降低散热器的热应力，另一方面还可以对散热器起到夹持作用，因而散热器不易与基板相分离，使得印刷电路板具有良好热稳定性和长使用寿命；其次，发热元件所产生的热量依次经由发热元件安装位和散热器传导至散热层，并充分利用了散热层的散热面积，从而改善印刷电路板的散热性能。此外，由于印刷电路板具有挠性区域，因而可以具有更为灵活和简便的应用。上述技术方案中，同一刚性区域可以设置一个或多个散热器，每个散热器上所设置的发热元件安装位的数量同样可以是一个或多个。另外，发热元件安装位可以根据印刷电路板的使用需求而灵活设计。例如，发热元件安装位包括成对设置的正极焊盘和负极焊盘，和/或包括成组设置的正极焊盘、负极焊盘和导热焊盘，且导热焊盘位于正极焊盘和负极焊盘之间。根据本专利技术的一种具体实施方式，上述的挠性电路板设置在刚性区域的两相对表面之间，以便于刚挠结合印刷电路板的制备。根据本专利技术的另一具体实施方式，至少一个刚性区域形成有驱动电路和/或控制电路。优选地，散热器与该驱动电路和/或控制电路位于不同的刚性区域中。这样的好处在于，可以尽量减少或者消除发热元件所产生热量对驱动电路和/或控制电路的影响。根据本专利技术的另一具体实施方式，上述的散热器为陶瓷散热器，例如氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷和/或碳化硅陶瓷。根据本专利技术的再一具体实施方式，上述基板包括至少两层含有树脂的绝缘板材，绝缘板材和挠性电路板之间通过使得半固化片固化而连接。本专利技术的另一方面提供了一种制备刚挠结合印刷电路板的方法，包括以下步骤：提供导热且电绝缘的散热器，该散热器的两相对表面形成有第一导电层；提供带有通孔的软硬结合基板，该基板包括挠性电路板、在挠性电路板的两相对表面依次设置的半固化片和绝缘板材、以及分别形成在基板两相对表面的第二导电层；将散热器塞入基板的通孔内；热压散热器和基板，使得半固化片中的树脂填充散热器和基板之间的间隙，且使得第一导电层和第二导电层基本平齐；在印刷电路板的两相对表面侧形成第三导电层；蚀刻位于印刷电路板第一表面侧的第一导电层、第二导电层和第三导电层而得到包括发热元件安装位的导电图案；去除印刷电路板的预定部分，以得到通过挠性电路板而形成的挠性区域；其中，该导电图案的至少一部分由基板的第一表面连续地延伸至散热器的第一表面，且发热元件安装位的至少一部分设置在散热器的第一表面上；其中，位于印刷电路板第二表面侧的第一导电层、第二导电层和第三导电层形成散热层，该散热层的至少一部分由基板的第二表面连续地延伸至散热器的第二表面。上述方法中，提供散热器和提供基板的顺序没有限制。另外，第一导电层、第二导电层和第三导电层可以是由一种或多种金属形成，并可以包括一个或多个金属层。由于散热器和基板的表面通常具有不同的特性，因而在散热器和基板的表面同时直接形成导电层存在成本高、工艺复杂、导电层厚度的均匀性难控制等问题。本专利技术中，首先在散热器两相对表面形成第一导电层、在基板的两相对表面形成第二导电层，而后再同时在第一导电层和第二导电层上形成第三导电层，解决了前述在散热器和基板的表面同时直接形成导电层时所存在的成本高、工艺复杂、导电层厚度的均匀性难控制等问题。上述方法中，在热压散热器和基板时，半固化片中的树脂可以是全部或部分填充散热器和基板之间的间隙，从而实现散热器和基板之间的固定连接。实际生产中，有可能较难以控制半固化片中的树脂恰好全部填充散热器和基板之间的间隙。为此，当树脂溢流至第一导电层和第二导电层表面时，在热压后需要通过例如研磨工艺去除第一导电层和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种刚挠结合印刷电路板，具有至少两个刚性区域，相邻刚性区域之间通过挠性电路板连接，其中，至少一个刚性区域包括：基板；导热且电绝缘的散热器，设置在所述基板中并贯穿所述基板；形成在所述基板的第一表面侧、并包括发热元件安装位的导电图案层；形成在所述基板的第二表面侧的散热层；其中，所述导电图案的至少一部分由所述基板的第一表面连续地延伸至所述散热器的第一表面，且所述发热元件安装位的至少一部分设置在所述散热器的第一表面上；所述散热层的至少一部分由所述基板的第二表面连续地延伸至所述散热器的第二表面。

【技术特征摘要】
2015.09.22 US 14/861,4951.一种刚挠结合印刷电路板，具有至少两个刚性区域，相邻刚性区域之间
通过挠性电路板连接，其中，至少一个刚性区域包括：
基板；
导热且电绝缘的散热器，设置在所述基板中并贯穿所述基板；
形成在所述基板的第一表面侧、并包括发热元件安装位的导电图案层；
形成在所述基板的第二表面侧的散热层；
其中，所述导电图案的至少一部分由所述基板的第一表面连续地延伸至所
述散热器的第一表面，且所述发热元件安装位的至少一部分设置在所述散热器
的第一表面上；所述散热层的至少一部分由所述基板的第二表面连续地延伸至
所述散热器的第二表面。
2.如权利要求1所述的刚挠结合印刷电路板，其中，所述挠性电路板设置
在所述刚性区域的两相对表面之间。
3.如权利要求1所述的刚挠结合印刷电路板，其中，至少一个刚性区域形
成有驱动电路和/或控制电路。
4.如权利要求3所述的刚挠结合印刷电路板，其中，所述驱动电路和/或控
制电路与所述散热器位于不同的刚性区域。
5.如权利要求1所述的刚挠结合印刷电路板，其中，所述散热器为陶瓷散
热器。
6.如权利要求1所述的刚挠结合印刷电路板，其中，所述基板包括至少两
层含有树脂的绝缘板材，所述绝缘板材和所述挠性电路板之间通过使得半固化
片固化而连接。
7.一种制备刚挠结合印刷电路板的方法，包括以下步骤：
提供导热且电绝缘的散热器；其中，所述散热器的两相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李保忠，张军杰，聂沛珈，林伟健，
申请(专利权)人：乐健集团有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81