一种高散热电路板制作方法及高散热电路板与流程

1.本发明涉及印刷电路领域，尤其涉及一种高散热电路板制作方法及高散热电路板。


背景技术：

2.目前汽车正由燃油车朝向ev(纯电动)和hpev(插电混动)演进。为了解决里程焦虑，在不断提升电池容量的同时，也需要不断缩短充电时间。dc/dc与ac/dc转换的电压和电流越来越高，这导致高功率元件产生的热量也越来越多。传统的pcb散热结构已经无法满足未来的需求。
3.目前解决散热问题的主要方式如下：
4.1、采用嵌铜和埋铜技术提升散热效率，但嵌铜或埋铜工艺效率较低，且加工铜块的成本较高。例如，在嵌铜工艺中需要嵌铜块，而对于不同的pcb板，铜块大小、在pcb板位置都不同，无法实现嵌铜工艺的统一、自动化生产，且嵌铜块和孔径还存在匹配问题，精度要求较高。
5.2、使用陶瓷材料或其他高导热材料，但同样成本较高，并且工艺上并未完全成熟。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种高散热电路板制作方法及高散热电路板，旨在解决现有技术中电路板散热解决方式成本高、加工效率低等问题。
7.第一方面，本发明提供一种高散热电路板制作方法，其包括：
8.对基板进行pcb前工艺处理，得到带有散热孔的pcb板；
9.使用铝银浆材料对所述pcb板的散热孔进行塞孔处理；
10.对经塞孔处理的所述pcb板进行二次电镀处理；
11.对经二次电镀处理的所述pcb板进行pcb后工艺处理，得到高散热电路板。
12.第二方面，本发明提供一种高散热电路板，其采用如上所述的制作方法制成。
13.本发明实施例公开了一种高散热电路板制作方法及高散热电路板，其中，制作方法包括：对基板进行pcb前工艺处理，得到带有散热孔的pcb板；使用铝银浆材料对所述pcb板的散热孔进行塞孔处理；对经塞孔处理的所述pcb板进行二次电镀处理；对经二次电镀处理的所述pcb板进行pcb后工艺处理，得到高散热电路板。该方法使用铝银浆材料进行塞孔处理，起到较好的散热作用，散热效果和嵌铜工艺一致，可以满足新能源汽车产品的散热需求；并且铝银浆材料的成本较低，可以实现自动化设计生产；满足不同客户的设计需求，无须额外增加设备。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普
通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明实施例提供的一种高散热电路板制作方法的流程示意图；
16.图2为本发明实施例提供的一种高散热电路板制作方法中铝银浆塞孔处理的子流程示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
19.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
20.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
21.请参阅图1，图1为本发明实施例提供的高散热电路板制作方法的流程示意图；
22.如图1所示，该方法包括步骤s101～s104。
23.s101、对基板进行pcb前工艺处理，得到带有散热孔的pcb板；
24.s102、使用铝银浆材料对所述pcb板的散热孔进行塞孔处理；
25.s103、对经塞孔处理的所述pcb板进行二次电镀处理；
26.s104、对经二次电镀处理的所述pcb板进行pcb后工艺处理，得到高散热电路板。
27.本发明实施例的制作方法，使用铝银浆材料对散热孔进行塞孔处理，散热效果和嵌铜工艺一致，可以满足新能源汽车产品的散热需求，例如满足汽车的车灯、obc、逆变器、电源管理等等领域；并且铝银浆材料的成本较低，可以实现自动化设计生产；满足不同客户的设计需求，无须额外增加设备。
28.在散热领域中，散热效果最好的金属是银；其次是铜和铝。而在成本方面，金属铝的价格远远低于金属铜的价格，所以传统技术中的散热片广泛使用铝而不采用铜，并且不仅因为铝的价格低，还因为铝更容易加工，而散热效果以及使用寿命与铜相差不大。
29.所以，在本发明实施例中使用铝银浆材料进行塞孔处理，铝银浆材料主要呈白色膏状；按质量百分比计，内含75-80％以上的铝、10-15％以上的银、其它是部分树脂、溶剂、助剂。本发明实施例中的铝银浆材料可以直接采用市面上现有的铝银浆材料。
30.具体来说，各材料的导热系数如下：
31.金属银：429w/mk
32.金属铜：401w/mk
33.金属铝：237w/mk
34.铝银浆：372-390w/mk
35.故本发明实施例既具有接近银的散热效果的特点，又由于铝分摊了成本，故兼顾了散热效果和低成本两方面的优势。
36.下面对本发明实施例的制作流程进行进一步的说明。
37.在步骤s101在，先对基板进行pcb前工艺处理，其中的pcb前工艺处理主要包括：依次进行开料、制作内层、压合、钻孔、电镀处理。
38.在一实施例中，如图2所示，所述使用铝银浆材料对所述pcb板的散热孔进行塞孔处理，包括步骤s201～s203：
39.s201、使用真空塞孔机将铝银浆材料塞入所述pcb板的散热孔；
40.s202、对经塞入操作的所述pcb板进行烘烤处理；
41.s203、对经烘烤处理的所述pcb板进行研磨处理。
42.具体地，在步骤s201中，首先准备好塞孔工具，并使用真空塞孔机进行自动塞孔，塞孔过程中的真空度≤100pa，塞孔饱和度应≥100％。所采用的铝银浆材料的粘度为400-500dpa.s。
43.塞孔时使用刮刀进行塞孔，而在刮刀进行塞孔后还使用回墨刀进行反向补充，以确保塞孔饱和度达到要求。
44.在塞孔时刮刀的速度为(80
±
20)mm/sec，刮刀的角度(5
±
5)
°
。刮刀气压可以是：5-9kgf/cm2。
45.在塞孔时回墨刀的速度为(300
±
50)mm/sec，回墨刀的角度(30
±
5)
°
。
46.可见回墨刀角度比刮刀更大，其目的是为了让反向补充时更易将铝银浆材料塞入散热孔。
47.在步骤s202中，塞入操作完成后，进入烘烤工序。
48.烘烤的目的是使塞入散热孔的铝银浆材料固化，为了更好的固化，本发明实施例对烘烤的过程进行了限定。具体在一实施例中，所述对经塞入操作的所述pcb板进行烘烤处理，包括：
49.对所述pcb板进行分段烘烤，且每一段烘烤的温度逐步升高。
50.本发明实施例中采用了分段烘烤的方式，并且是温度逐步递增的方式进行烘烤，这样可以防止塞孔气泡的产生，从而使塞孔内的铝银浆材料更充实、饱满。
51.在一实施例中，每一段的温度升高0～10℃，每一段的时间为15
±
5min，总烘烤时间为100-150min。
52.本实施例更具体的限定了温度升高的幅度在0～10℃，每一段的烘烤时间为15
±
5min，并且对总的烘烤时间进行限定，这样既可以保证不产生塞孔气泡，又能提高烘烤效率，同时避免铝银浆材料过度烘烤，影响散热效率的问题。
53.例如在一个具体应用场景中，依次分段为：65℃、75℃、85℃、85℃、95℃、100℃、150℃和150℃，每段的时间为15分钟；8段共120分钟，这样可以使塞孔内的铝银浆材料逐步固化，形成铝银胶，且无气泡产生，散热效果更佳。
54.在步骤s203中，在进行烘烤处理后，进行研磨处理。
55.本实施例中，结合了砂带、陶瓷刷和不织布刷同时进行研磨，即所述对经烘烤处理的所述pcb板进行研磨处理，包括：
56.采用砂带、陶瓷刷和不织布刷进行刷磨处理。
57.结合上述三种刷磨方式的目的是使溢出的铝银浆材料能更彻底的清除，使电路板更平整、性能更稳定。
58.其中，砂带的目数可以是320目，陶瓷刷的目数可以是600目，不织布刷的目数可以是600目，采用上述目数，可以提高研磨效率，并且不破坏电路板板面。其他工艺参数可以是线速：(2.0
±
1.0)m/min；刷磨电流：(1.5
±
0.5)a。
59.在一实施例中，所述对经塞孔处理的所述pcb板进行二次电镀处理，包括：
60.在所述pcb板的铝银浆层表面电镀8-12μm的铜层。
61.在本实施例中，二次电镀的目的是起到连接铝银胶的作用，同时也是为了继续进行后续的流程线路制作。本发明实施例中，二次电镀的材料为铜，二次电镀得到的铜层，其厚度为8-12μm，以使线路连接更稳定，且不至于影响整层板厚。
62.在一实施例中，所述使用铝银浆材料对所述pcb板的散热孔进行塞孔处理之后、对经塞孔处理的所述pcb板进行二次电镀处理之前，包括：
63.使用真空塞孔机对所述pcb板进行树脂塞孔处理。
64.对于部分电路板，可能在进行铝银浆塞孔处理之后，还需要进行树脂塞孔处理，此处的树脂塞孔是指将树脂填入待塞入的孔内，此处待塞入的孔与前述的散热孔不同，目的是使用树脂将内层的埋孔塞住，而避免产生孔内吹气的问题。
65.在本发明实施例中，树脂塞孔处理可以采用与铝银浆塞孔处理相同的流程和工艺，只是原料不同，这样可以检查工艺切换流程，提高制作效率，同时填入的树脂更饱和，不易产生气泡。鉴于本发明实施例中树脂与铝银浆材料的不同，并且树脂粘度为440-540dpa.s，如为了实现更好的树脂塞孔效果，可以对树脂塞孔的工艺参数稍做调整：刮刀气压：5-9kgf/cm2。
66.在步骤s104中，对经二次电镀处理的所述pcb板进行pcb后工艺处理，pcb后工艺处理包括依次进行制作外层、防焊、印刷文字、锣板、验孔、电刷、fqc第一次检验、fqc第二次检验、fqa、表面处理、fqa、包装后入库。
67.传统技术采用嵌铜工艺，后续流程需要hsp流程(hsp流程，heatsink paste)塞缝隙；在本发明实施例中由于采用了铝银浆塞孔处理，所以不涉及缝隙问题，可减去导热胶流程，从而提高流程效率。当然，对于部分高散热板，如果设计有导热胶流程；则可以按照设计要求在fqc第二次检验之后增加hsp流程。并且传统技术如果采用嵌铜工艺，需要手动嵌铜或自动嵌铜机，而本技术中可直接采用原有的树脂塞孔相同的工艺，实现铝银浆塞孔工艺，效率更高，成本更低。
68.本发明实施例还提供一种高散热电路板，其采用如上所述的制作方法制成。
69.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。