一种内嵌铜基IMS的散热基板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种内嵌铜基IMS的散热基板，包括基板和铜基绝缘板，所述基板从上而下包括第一FR4内层板、粘结片、第二FR4内层板，所述基板设有贯穿的槽位，所述铜基绝缘板嵌在槽位内，铜基绝缘板上表面与基板上表面持平，铜基绝缘板下表面与基板下表面持平；铜基绝缘板与基板纵向之间设有纵向绝缘层。本发明专利技术的优点在于：在环氧树脂多层板内直接嵌/埋铜基绝缘板，具备嵌铜块的散热功能和作用，同时具备氮化铝表面绝缘作用，可制作金属线路图形，适合高功率小尺寸的局部传热功能。

A heat dissipating substrate embedded with copper based IMS and preparation method thereof

The invention discloses a heat dissipation substrate embedded with copper-based IMS, which comprises a substrate and a copper-based insulating plate. The substrate comprises a first FR4 inner layer plate, a bonding sheet, and a second FR4 inner layer plate from top to bottom. The substrate is provided with a penetrating groove. The copper-based insulating plate is embedded in the groove position, and the surface of the copper-based insulating plate is flat with the surface of the substrate. The lower surface of the copper-based insulating board is equal to the lower surface of the substrate, and a longitudinal insulating layer is arranged between the copper-based insulating board and the substrate. The invention has the advantages of directly inserting/embedding copper-based insulating board in an epoxy resin multilayer board, having the heat dissipation function and the function of inserting copper blocks, and having the insulating function of aluminum nitride surface, making metal circuit patterns, and adapting to the local heat transfer function of high power and small size.

【技术实现步骤摘要】
一种内嵌铜基IMS的散热基板及其制备方法
本专利技术涉及一种散热基板
，尤其涉及一种内嵌铜基IMS的散热基板生产技术。
技术介绍
目前PCB(印制电路板)市场上有局部散热设计的主要为嵌铜块电路板和嵌氮化铝陶块瓷电路板。嵌铜块可以实现将尺寸设计好的散热模块直接嵌入板内，能很好地解决多层PCB上大功率半导体局部散热的问题，但铜块具有导电性能，铜块上无法制作图形，若要求模块绝缘和制作图形，则需完全内埋在电路板中，同时PCB外表需使用到FR4材料(环氧树脂)，按此设计可满足绝缘和制作图形要求，但其散热和电气互联性存在局限性，散热效果大打折扣，难以满足高散热器件的高散热、高导热要求；嵌氮化铝陶瓷块的电路板，因氮化铝陶瓷板价格昂贵，机械加工难度大，不能采用PCB行业常用的数控设备加工，需采用激光钻孔和激光切割，故成本太高，应用范围狭窄。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种内嵌铜基IMS的散热基板及其制备方法，以解决现有技术中埋嵌铜块表面不能实现图形、嵌氮化铝陶瓷基板加工困难、成本高等问题。为了达到上述目的本专利技术采用如下技术方案：一种内嵌铜基IMS的散热基板，包括基板和铜基绝缘板，所述基板从上而下包括第一FR4内层板、粘结片、第二FR4内层板，所述基板设有贯穿的槽位，所述铜基绝缘板嵌在槽位内，铜基绝缘板上表面与基板上表面持平，铜基绝缘板下表面与基板下表面持平；铜基绝缘板与基板纵向之间设有纵向绝缘层。进一步地，所述第一FR4内层板从上而下设有第一上铜箔层、第一芯板、第一下铜箔层；所述第二FR4内层板从上而下设有第二上铜箔层、第二芯板、第二下铜箔层，进一步地，所述第一芯板、第二芯板、粘结片、纵向绝缘层材质均是环氧树脂，Tg≥145℃。进一步地，所述铜基绝缘板是单面铜基板，从上而下包括第三铜箔层、横向绝缘层、铜基；所述第三铜箔层与所述第一上铜箔层持平，所述铜基底面与第二下铜箔层持平。进一步地，所述第一上铜箔层和第三铜箔层是顶层线路；所述第一下铜箔层和第二上铜箔层是内层线路，所述第二下铜箔层是底层线路。进一步地，所述第一FR4内层板、粘结片、第二FR4内层板的槽口开窗尺寸比嵌入的铜基绝缘板单边大75-100μm。进一步地，所述第一芯板、粘结片、第二芯板的槽口开窗的四个角设计成弧状，R角1.0mm。一种内嵌铜基IMS的散热基板的制备方法，步骤如下：(1)铜基绝缘板开料：使用铣床加工所需尺寸；(2)基板的原料开料：第一FR4基板、粘结片、第二FR4基板，按照设计尺寸切割；(3)内层线路制作：将第一FR4基板、第二FR4基板分别经内层前处理、油墨涂布烘烤、曝光、显影、蚀刻退膜处理制作出内层线路，形成第一FR4内层板、第二FR4内层板，制作过程中要保护好第一FR4基板顶层铜层和第二FR4基板底层铜层，避免蚀刻时该两处铜层被蚀刻；然后X-RAY钻靶分别钻出第一FR4内层板、第二FR4内层板及粘结片开窗用的定位孔；(4)开窗：根据定位孔，对第一FR4内层板、第二FR4内层板、粘结片铣出安装铜基绝缘板的槽口；(5)棕化处理：分别将第一FR4内层板、第二FR4内层板、铜基绝缘板过棕化处理，以提高压合时芯板之间结合力；(6)预叠及压合：将第一FR4内层板、粘结片、第二FR4内层板按顺序预叠成基板，再把绝缘铜基板模块嵌入基板的槽口内，铜基绝缘板上表面与基板上表面持平，铜基绝缘板下表面与基板下表面持平；再按照：上钢板、上阻胶离型膜、基板、下阻胶离型膜、下钢板顺序放入压机进行压合，粘结片因高温压合的过程中会从固态转化成液态，部分流入铜基绝缘板与槽位间隙，再转化成固态形成纵向绝缘层，形成内嵌铜基IMS散热基板；(7)削溢胶：压合后用陶瓷磨板机磨掉铜基绝缘板与基板槽位结合处纵向绝缘层形成时溢流出的胶，陶瓷磨板机磨刷电流值0.8-2.0A，磨板2-4次；(8)将上述压合后的内嵌铜基IMS散热基板再按照设计参数经钻孔、沉铜处理；(9)外层线路制作：内嵌铜基IMS散热基板按照设计参数，经贴膜、曝光、显影、蚀刻流程制作出内嵌铜基IMS散热基板的顶层线路和底层线路。优选地，所述步骤(7)中压合分为7个阶段：第一阶段：140℃，2min，100PSI；第二阶段：140℃，9min，150PSI；第三阶段：160℃，10min，280PSI；第四阶段：180℃，10min，400PSI；第五阶段：200℃，10min，400PSI；第六阶段：200℃，100min，400PSI；第七阶段：160℃，10min，200PSI。本专利技术的优点在于：在环氧树脂多层板内直接嵌/埋铜基绝缘板，具备嵌铜块的散热功能和作用，同时具备氮化铝表面绝缘作用，可制作金属线路图形，适合高功率小尺寸的局部传热功能。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的不当限定，在附图中：图1是本专利技术实施例剖面结构示意图；图2是本专利技术实施例铜基绝缘板结构示意图；图3是压合钢板后结构示意图。具体实施方式下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本专利技术，在此以本专利技术的示意性实施例及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。如图1-3所示，一种内嵌铜基IMS的散热基板，包括基板和铜基绝缘板，所述基板从上而下包括第一FR4内层板、粘结片4、第二FR4内层板，所述基板设有贯穿的槽位，所述铜基绝缘板嵌在槽位内，铜基绝缘板上表面与基板上表面持平，铜基绝缘板下表面与基板下表面持平；铜基绝缘板与基板纵向之间设有纵向绝缘层5。需要说明的是IMS是insulatedmetalsubstrate的缩写，中文为绝缘金属基板；粘结片也称PP片，PP是Pre-pregnant的英文缩写。FR4是一种耐燃材料等级的代号，所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格。所述第一FR4内层板从上而下设有第一上铜箔层11、第一芯板12、第一下铜箔层13；所述第二FR4内层板从上而下设有第二上铜箔层21、第二芯板22、第二下铜箔层23，所述第一芯板12、第二芯板22、粘结片4、纵向绝缘层5材质均是环氧树脂，Tg≥145℃。所述铜基绝缘板是单面铜基板，从上而下包括第三铜箔层9、横向绝缘层6、铜基8；所述第三铜箔层9与所述第一上铜箔层11持平，所述铜基8底面与第二下铜箔层23持平。所述第一上铜箔层11和第三铜箔层9是顶层线路；所述第一下铜箔层13和第二上铜箔层21是内层线路，所述第二下铜箔层23是底层线路。所述第一FR4内层板、粘结片4、第二FR4内层板的槽口开窗尺寸比嵌入的铜基绝缘板单边大75-100μm。所述第一芯板12、粘结片4、第二芯板22的槽口开窗的四个角设计成弧状，R角1.0mm。一种内嵌铜基IMS的散热基板的制备方法，步骤如下：(1)铜基绝缘板开料：使用铣床加工所需尺寸；(2)基板的原料开料：第一FR4基板、粘结片4、第二FR4基板，按照设计尺寸切割；(3)内层线路制作：将第一FR4基板、第二FR4基板分别经内层前处理、油墨涂布烘烤、曝光、显影、蚀刻退膜处理制作出内层线路，形成第一FR4内层板、第二FR4内层板，制作过程中要保护好第一FR4基板顶层铜层即第一上铜箔层11和第二FR4基板底层铜层即第二下铜箔层23，避免蚀刻时该两处铜层被蚀刻；然后X-RA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内嵌铜基IMS的散热基板，其特征在于：包括基板和铜基绝缘板，所述基板从上而下包括第一FR4内层板、粘结片、第二FR4内层板，所述基板设有贯穿的槽位，所述铜基绝缘板嵌在槽位内，铜基绝缘板上表面与基板上表面持平，铜基绝缘板下表面与基板下表面持平；铜基绝缘板与基板纵向之间设有纵向绝缘层。

【技术特征摘要】
1.一种内嵌铜基IMS的散热基板，其特征在于：包括基板和铜基绝缘板，所述基板从上而下包括第一FR4内层板、粘结片、第二FR4内层板，所述基板设有贯穿的槽位，所述铜基绝缘板嵌在槽位内，铜基绝缘板上表面与基板上表面持平，铜基绝缘板下表面与基板下表面持平；铜基绝缘板与基板纵向之间设有纵向绝缘层。2.根据权利要求1所述的一种内嵌铜基IMS的散热基板，其特征在于：所述第一FR4内层板从上而下设有第一上铜箔层、第一芯板、第一下铜箔层；所述第二FR4内层板从上而下设有第二上铜箔层、第二芯板、第二下铜箔层。3.根据权利要求2所述的一种内嵌铜基IMS的散热基板，其特征在于：所述第一芯板、第二芯板、粘结片、纵向绝缘层材质均是环氧树脂，Tg≥145℃。4.根据权利要求2所述的一种内嵌铜基IMS的散热基板，其特征在于：所述铜基绝缘板是单面铜基板，从上而下包括第三铜箔层、横向绝缘层、铜基；所述第三铜箔层与所述第一上铜箔层持平，所述铜基底面与第二下铜箔层持平。5.根据权利要求2所述的一种内嵌铜基IMS的散热基板，其特征在于：所述第一上铜箔层和第三铜箔层是顶层线路；所述第一下铜箔层和第二上铜箔层是内层线路，所述第二下铜箔层是底层线路。6.根据权利要求1所述的一种内嵌铜基IMS的散热基板，其特征在于：所述第一FR4内层板、粘结片、第二FR4内层板的槽口开窗尺寸比嵌入的铜基绝缘板单边大75-100μm。7.根据权利要求1所述的一种内嵌铜基IMS的散热基板，其特征在于：所述第一芯板、粘结片、第二芯板的槽口开窗的四个角设计成弧状，R角1.0mm。8.一种如权利要求1所述的内嵌铜基IMS的散热基板的制备方法，其特征在于：步骤如下：(1)铜基绝缘板开料：使用铣床加工所需尺寸；(2)基板的原料开料：第一FR4基板、粘结片、第二FR4基板，按照设计尺寸切割；(3)内层线路制作：将第一FR4基板、第二FR4基板分别经内层前处理、油墨涂布烘烤、曝光...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙伟强，李少强，谭小林，
申请(专利权)人：景旺电子科技龙川有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44