[发明专利]一种内嵌微型平板热管的印制电路板及其封装方法

说明书

本发明提供一种内嵌微型平板热管的印制电路板及其封装方法，所述封装方法包括：步骤1：制作内嵌微型平板热管的印制电路板；所述内嵌微型平板热管的印制电路板具有不布线的牺牲结构；步骤2：去除牺牲结构对应的金属芯板顶部多层布线层和金属芯板底部多层布线层，然后再加工连通微型平板热管的注液口；步骤3：通过注液口将微型平板热管与真空灌注设备相连接，然后进行抽真空，再向微型平板热管灌注冷却工质；步骤4：采用冷压封焊和激光局部封焊密封注液口；步骤5：将牺牲结构对应的金属芯板切除，得到最终的内嵌微型平板热管的印制电路板。本发明通过结合微型平板热管散热技术与印制电路板高密度集成封装技术，能够改善高热流密度散热效果。

技术领域

本发明涉及微电子散热技术领域，具体而言，涉及一种内嵌微型平板热管的印制电路板及其封装方法。

背景技术

随着电子信息技术的飞速发展，器件和电路的高密度集成化和小型化成为重要的发展趋势，但是集成密度提高导致组件和设备的热流密度急剧增大，严重威胁装置和设备的可靠性。据统计，55％的电子设备失效是由温度过高导致的，因此热管理问题成为了电子信息技术发展的技术瓶颈之一。传统的被动散热技术采用金属热沉，通过金属热传导和热辐射散热，已经不能满足大功率器件的散热需求。微型平板热管是一种新型高效的传热器件，通过热管内部工质的蒸发和冷凝来传递热量，其利用相变传热，热导率高、均温性好可以满足大热流密度散热，且具有体积小、质量轻的优势，无需额外电力驱动可以满足电子设备微型化，设备内部有效空间日益减小的发展趋势。因此，微型平板热管技术在大功率电子器件系统集成领域有广泛的应用前景。

印制电路板又称为印刷电路板，是电子器件电器互连的提供者，是实现电子系统高密度集成的重要载体，在电子信息产业中占据着重要地位。传统的印制电路板主要由树脂、增强材料和铜箔构成，由于树脂的热导率很低(＜1W/m·K)，难以满足大功率器件高密度集成的需要。目前，微型平板热管和印制电路板是通过分开设计、制造，然后通过胶粘接的方式将微型平板热管固定在印制电路板背面。虽然分离式设计便于制造，但是微型平板热管和印制电路之间的接触热阻较大，极大地影响了微型平板热管的散热效果。中国实用新型专利CN100364372提出了一种制作于印制电路基板上的微型循环流道系统及其制造方法，首先通过曝光、刻蚀的方法在印制电路基板上加工出微流道，然后粘接盖板并在微流道中注入冷却工质以实现热量的转移。该方法制作的微流道由有机绝缘层和金属层构成，冷却工质与有机绝缘层直接接触，长时间使用容易产生漏液问题，且该方法仅采用粘接的方式对微流道进行密封，因此微流道在高热流密度环境中的可靠性较低，使用寿命有限。同时有机材料的热导率远小于金属材料的热导率，因此其散热能力有限。此外，现有的多层印制电路基板主要是通过多层印制电路基板一次层压制作，而专利CN100364372中的制作方法是通过分层粘接的方式制作具有微流道的多层印制电路基板，因此该方法不适用于层压工艺。且分层粘接需要多次对准、难以保证印制电路板的尺寸精度。

如何将微型平板热管散热技术与印制电路板高密度集成封装技术相结合，改善高热流密度散热效果是亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种内嵌微型平板热管的印制电路板及其封装方法，以结合微型平板热管散热技术与印制电路板高密度集成封装技术，来改善高热流密度散热效果。

本发明提供的一种内嵌微型平板热管的印制电路板封装方法，包括如下步骤：

步骤1：制作内嵌微型平板热管的印制电路板；所述内嵌微型平板热管的印制电路板包括集成微型平板热管的金属芯板以及分别设置在集成微型平板热管的金属芯板两面的金属芯板顶部多层布线层和金属芯板底部多层布线层，并且所述金属芯板顶部多层布线层、集成微型平板热管的金属芯板和金属芯板底部多层布线层采用层压工艺一次层压成型；所述集成微型平板热管的金属芯板包括上金属盖板、下金属盖板、设置在上金属盖板和下金属盖板之间的若干微型平板热管、以及在微型平板热管边缘的吸液芯；将所述内嵌微型平板热管的印制电路板划分为主体结构和牺牲结构；所述牺牲结构对应的金属芯板顶部多层布线层和金属芯板底部多层布线层不进行布线；