[发明专利]一种用金属铝实现可焊接金属微散热器的印刷电路板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种印刷电路板技术，尤其涉及一种用金属铝实现可焊接金属微散热器的印刷电路板及其制备方法。

背景技术

印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)是电子工业的重要部件之一。PCB能为电子元件提供固定、装配的机械支撑，可实现电子元件之间的电气连接。另外，PCB上都印有元件的编号和一些图形，这为元件插装、检查、维修提供了方便。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通讯电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子元件，为了它们之间的电气互连，都要使用印刷电路板。

印刷电路板通常是多层结构，并且采用金属材料制成，但现有技术提供的印刷电路板在传热和散热方面还存在如下技术问题：

1、传统的FR4印刷电路板和陶瓷印刷电路板采用孔金属化的结构，为电路提供便利、可靠的电气互连性能；但FR4印刷电路板的层与层之间绝缘材料的热传导率为0.4W/mk，传热能力较低，无法将器件所产生的热量很好的扩散传热；在陶瓷印刷电路板结构上虽然能提供比较良好的热传导，但陶瓷易碎的特性还是无法满足电气器件载板的机械性能、机械加工性和尺寸稳定性的要求。

2、大功率电子器件和发光二极管、LED芯片在阵列稳定工作运行时会产生大量的热量，热量累积不仅影响功率器件的性能，也改变功率器件的寿命，最终会导致功率器件失效。

发明内容

本发明提供一种印刷电路板，其可以有效解决现有技术提供的印刷电路板存在的传热和散热的技术问题以及可焊接问题。为此本发明提供了一种用金属铝实现可焊接金属微散热器的印刷电路板，包括：

层叠设置的金属铝底层和绝缘层；所述绝缘层远离所述金属铝底层的上表面设置有铜层线路；

所述金属铝底层与所述绝缘层接触的上表面为可焊接金属镀层；

所述绝缘层开设有至少一个柱形通孔，所述印刷电路板还包括至少一个与所述金属铝底层和所述可焊接金属镀层连为一体的金属铝微散热器；该金属铝微散热器突出于所述金属铝底层和所述可焊接金属镀层的表面，并嵌入所述绝缘层的柱形通孔中；

所述铜层线路还包括两个发热元件连接部，该两个发热元件连接部设置于所述金属铝微散热器的端面的两侧，并与所述金属铝微散热器绝缘。

其中，所述金属铝微散热器的表面与所述铜层线路之间设置有间隔距离以使所述金属铝微散热器和所述铜层线路之间电气绝缘。

其中，所述绝缘层与所述可焊接金属镀层之间通过粘合层粘合，该粘合层设置有与所述绝缘层的柱状通孔的位置和尺寸相对应的通孔。

其中，所述发热元件连接部用于焊接发热元件的焊脚；所述发热元件本身与所述金属铝微散热器的端面接触，在所述发热元件工作发热时，其热量通过所述可焊接金属镀层和所述金属铝微散热器传导至所述金属铝底层，再由所述金属铝底层传导至印刷电路板之外。

其中，所述金属铝微散热器(1)的上表面与所述铜层线路(3)的上表面相平行。

其中，所述金属铝微散热器为圆柱形、椭圆柱形、立方体形、或上下底面均为菱形、三角形或梯形的柱形。

其中，所述绝缘层为单层挠性或单层刚性印刷电路板、双层挠性或双层刚性印刷电路板或多层挠性或多层刚性印刷电路板。

其中，所述可焊接金属镀层(2)的金属材料包含：镍、铜、锡、银和金中的一种或多种。优选地，所述的可焊接金属镀层的金属材料为铜。

相应的本发明还提供了一种用金属铝实现可焊接金属微散热器的印刷电路板的制备方法，所述方法包括：

S1、制备一金属层，该金属层包括金属铝底层和位于该金属铝底层的上表面的至少一个高度相同呈柱形的金属铝微散热器；

S2、在所述金属铝底层的上表面进行电镀处理，使所述金属铝底层上表面具备一可焊接金属镀层；

S3、制备一与所述金属铝底层的形状和尺寸相匹配的绝缘层，在该绝缘层上表面设置铜层线路；且在该绝缘层上开设与所述金属铝微散热器相匹配的柱形通孔；在所述柱形通孔与所述铜层线路之间留有间隙；

S4、提供一与所述绝缘层和金属铝底层的尺寸和位置相匹配的粘合层；

S5、将所述绝缘层、粘合层、具备一可焊接金属镀层的金属铝底层叠合，并将所述金属铝微散热器对应嵌入所述绝缘层的柱形通孔中；

S6、将叠合好的所述绝缘层、粘合层、具备一可焊接金属镀层的金属铝底层置入层压机中压合成印刷电路板。

其中，所述步骤S1，制备一金属层，该金属层包括金属铝底层和位于该金属铝底层的上表面的至少一个高度相同呈柱形的金属铝微散热器，具体包括：