專利名稱：具有金屬芯的印刷電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有金屬芯的印刷電路板。
背景技術(shù)：
隨著以更小、更薄、更高密度、封裝型及便攜式的產(chǎn)品趨勢(shì)為代表的電子產(chǎn)品被制造得更小和更輕，多層印刷電路板也同樣經(jīng)歷著朝向更精細(xì)圖案以及更小的封裝產(chǎn)品的方向發(fā)展的趨勢(shì)。因此，隨著用于在多層印刷電路板上形成精細(xì)圖案以及用于提高可靠性和設(shè)計(jì)密度的原材料方面的改變，存在著朝向集成電路層結(jié)構(gòu)(layer composition)的方向的改變。元件也同樣經(jīng)歷著從DIP(雙列直插式封裝技術(shù))類型到SMT(表面貼裝技術(shù))類型的改變，從而使得安裝密度也增加了。而且，便攜式電子設(shè)備的發(fā)展以及對(duì)于更多功能、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、視頻剪輯、和高容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)?、的需求，形成了?duì)用于印刷電路板的更復(fù)雜設(shè)計(jì)以及更高技術(shù)水平的要求。
同樣，已經(jīng)構(gòu)思出了用于在印刷電路板內(nèi)嵌入金屬芯的方法，其中，在這樣的印刷電路板中，將絕緣層形成在諸如鋁等具有散熱效果的金屬基板表面上，之后，通過印刷布線工藝形成導(dǎo)電電路圖案。接著，將諸如能量元件和控制元件的需要散熱的多個(gè)電子元件以高密度方式安裝在電路圖案上。通過基于對(duì)流和輻射等或使用散熱片等的傳熱方法，實(shí)現(xiàn)了具有以高密度方式安裝的電子元件的印刷電路板的散熱。
然而，由于對(duì)流傳熱系數(shù)和輻射傳熱系數(shù)低，所以依賴于對(duì)流或輻射的散熱在效率方面很低，而使用散熱片或風(fēng)扇的方法不僅增加了體積，而且還額外地導(dǎo)致了高能耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一個(gè)方面在于提供一種具有金屬芯的印刷電路板，其使得能夠?qū)崿F(xiàn)極好的散熱。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的印刷電路板包括金屬芯和疊置在金屬芯的至少一個(gè)表面上的絕緣層，其中，該絕緣層的一部分被去除以便將該金屬芯的邊緣表面暴露于外部，從而形成暴露表面。
根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例，具有金屬芯的印刷電路板可具有一個(gè)或多個(gè)以下特征。例如，絕緣層可包括疊置在金屬芯上表面上的上絕緣層以及疊置在金屬芯下表面上的下絕緣層，其中，上絕緣層可具有安裝于其上的電子元件，而下絕緣層可被去除一部分以形成暴露表面。金屬芯可由鋁、銅、和不銹鋼、或它們的合金中的任一種制成。金屬芯可具有四邊形形狀，在與金屬芯形狀相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)平行側(cè)部上去除絕緣層的部分。金屬芯可具有四邊形形狀，在與金屬芯形狀相對(duì)應(yīng)的四個(gè)側(cè)部上去除絕緣層的部分。
絕緣層可包括疊置在金屬芯上表面上的上絕緣層以及疊置在金屬芯下表面上的下絕緣層，其中，上絕緣層可具有安裝于其上的電子元件，而上絕緣層和下絕緣層可被去除一部分，以形成暴露表面。金屬芯可由鋁制成，在該暴露表面上形成有黑色耐熱鋁層(blackalumite layer)。
本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將通過以下包括所附的附圖及權(quán)利要求的描述而變得顯而易見且更易于理解，或者可通過實(shí)施本發(fā)明而獲知。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有金屬芯的印刷電路板的透視圖。
圖2是圖1的印刷電路板沿線I-I′的橫截面圖。
圖3是示出了固定于盒體的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有金屬芯的印刷電路板的示意圖。
圖4是示出了部分“A”的示意圖，其示出了圖3所示的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有金屬芯的印刷電路板是如何與盒體結(jié)合在一起的。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的具有金屬芯的印刷電路板的透視圖。
圖6是圖5的印刷電路板沿線II-II′的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中，無論圖號(hào)如何，那些相同或相應(yīng)的元件使用相同的參考標(biāo)號(hào)來表示，并且省略重復(fù)的解釋。
參照?qǐng)D1和2，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有金屬芯的印刷電路板包括金屬芯11以及疊置于金屬芯11兩側(cè)上的上絕緣層13和下絕緣層15。雖然附圖中沒有表示出，但是，諸如IC的有源元件以及諸如電容器的無源元件可以安裝于上絕緣層13上，同時(shí)下絕緣層15的部分可以被去除，從而使得與金屬芯11的邊緣表面相對(duì)應(yīng)的暴露表面17露出到外部。該暴露表面17被設(shè)置成與盒體19直接接觸(見圖3)且被固定，并且由于其與外部空氣直接接觸，因此通過暴露表面17實(shí)現(xiàn)極好的散熱。
金屬芯11設(shè)置于上絕緣層13與下絕緣層15之間，并且將由安裝在上絕緣層13上的電子元件(未示出)所產(chǎn)生的熱散發(fā)到外部。而且，由于金屬芯11具有比由環(huán)氧樹脂等形成的絕緣層的強(qiáng)度更大的強(qiáng)度，因而它提供了對(duì)熱變形的更大阻力。金屬芯11由鋁、銅、不銹鋼、或它們的合金制成，這些金屬都具有極好的導(dǎo)熱特性。雖然金屬芯通?？删哂兴倪呅涡螤睿洳⒉痪窒抻诖?，金屬芯的形狀可根據(jù)印刷電路板10將結(jié)合的盒體的形式而改變。
下絕緣層15形成在金屬芯11的下表面上，并且暴露表面17形成于去除了下絕緣層15的部分的邊緣表面上。當(dāng)印刷電路板10隨后被固定于盒體等時(shí)，暴露表面17露出到外部，以便更容易通過對(duì)流和輻射散熱。
當(dāng)金屬芯11具有四邊形形狀時(shí)，暴露表面17可形成為使得一對(duì)彼此平行的邊緣表面被露出。而且，如圖1所示，暴露表面17可形成為使得兩對(duì)分別彼此平行的邊緣表面被露出。
當(dāng)金屬芯11由鋁制成時(shí)，黑色耐熱鋁層可形成在暴露表面17上。黑色耐熱鋁層具有ε＝0.8的熱輻射系數(shù)，對(duì)比白色耐熱鋁的ε＝0.3的熱輻射系數(shù)來說，這是非常高的。因此，通過在暴露表面17上形成黑色耐熱鋁，使得通過輻射的散熱變得更為容易。黑色耐熱鋁層可通過諸如絲網(wǎng)印刷(silk printing)或激光標(biāo)記(lasermarking)等方法形成。
上絕緣層13和下絕緣層15分別疊置于金屬芯11的兩側(cè)上。上絕緣層13和下絕緣層15可由通常使用的諸如環(huán)氧樹脂、玻璃環(huán)氧樹脂、以及包含氧化鋁的環(huán)氧樹脂等的材料制成，但不限于此。很明顯，上絕緣層13和下絕緣層15的厚度可根據(jù)需要而改變。
無源元件以及有源元件等可安裝在上絕緣層13上，其中，這樣的電子元件可直接疊置在上絕緣層13的表面上，或者可替換地，可以在疊置上另一絕緣層(未示出)之后再安裝。安裝在上絕緣層13上的或安裝在形成于絕緣層13上的另一絕緣層上的電子元件所產(chǎn)生的大部分熱量通過上絕緣層13而傳導(dǎo)至金屬芯11的底表面。之后，借助于對(duì)流或輻射，所傳導(dǎo)的熱量被釋放到外部，并且由于暴露表面17暴露于外部，大部分的熱量通過暴露表面17而釋放到外部。
如圖2所示，下絕緣層15的邊緣的部分被去除，從而形成了金屬芯11的暴露表面17。形成暴露表面17的方法可包括典型蝕刻工藝等，但不限于此。暴露表面17的寬度a可根據(jù)印刷電路板10結(jié)合的盒體19(見圖3)固定件25的尺寸而改變。
由于暴露表面17暴露于外部，所以可以很容易地將傳遞到金屬芯11的熱量釋放到外部。如上所述，可在暴露表面17上形成黑色耐熱鋁，以進(jìn)一步提高熱輻射系數(shù)。借助于對(duì)流和輻射，或借助于通過與盒體19的固定件25直接或間接接觸而進(jìn)行的熱傳導(dǎo)，熱量可通過暴露表面17釋放到外部。
參照?qǐng)D3和4，基于本發(fā)明實(shí)施例的印刷電路板10固定于盒體19等。盒體19由金屬制成，并具有用于固定印刷電路板10的固定件25，其中，四邊形印刷電路板10的每個(gè)角通過螺釘21等固定至固定件25。印刷電路板10的暴露表面17與固定件25的表面直接或間接接觸，從而金屬芯11的熱量通過固定件25的熱傳導(dǎo)而釋放至盒體19。由于盒體19具有較大的外部面積，所以它能夠有效地散熱。尤其，當(dāng)盒體19由金屬(例如與金屬芯的材料相同的材料，諸如鋁等)制成時(shí)，整個(gè)盒體19可用作散熱板，以提供極好的散熱。同樣，在暴露表面17未與固定件25接觸的部分處，熱量可通過對(duì)流和輻射而釋放到外部。
雖然在該實(shí)施例中，螺釘21作為用于將印刷電路板結(jié)合至固定件25的手段而示出，但是本發(fā)明不限于此，并且很顯然，可以使用用于均勻接觸的其它手段，諸如阻熱帶。
以下將參照?qǐng)D5和6來描述基于本發(fā)明另一實(shí)施例的印刷電路板30。
參照?qǐng)D5和6，基于本發(fā)明另一實(shí)施例的印刷電路板30的組成非常類似于基于上述實(shí)施例的印刷電路板10的組成。但是，所存在的不同在于，基于該實(shí)施例的印刷電路板30具有也形成在上絕緣層13的側(cè)部上的暴露表面17。在上絕緣層13的側(cè)部上形成暴露表面17的方法與上述的用于在下絕緣層15的側(cè)部上形成暴露表面17的方法相同。暴露表面17的寬度也可在考慮印刷電路板30的尺寸以及所安裝的電子元件的類型和熱輻射的前提下來進(jìn)行選擇。
借助于對(duì)流或輻射，由電子元件產(chǎn)生的熱量可通過上絕緣層13的側(cè)部上的暴露表面17而釋放到外部。另外，當(dāng)盒體19的固定件25(見圖3或4)同時(shí)與印刷電路板30的上、下表面接觸時(shí)，借助于熱傳導(dǎo)，熱量可通過固定件25而釋放至盒體19。
根據(jù)上述的本發(fā)明的特定方面，可以提供具有金屬芯的印刷電路板，其使得能夠進(jìn)行極好的散熱。
雖然參照具體實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是可以理解，在不背離由所附權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明精神和范圍的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種具有金屬芯的印刷電路板，所述印刷電路板包括金屬芯；以及絕緣層，其疊置在所述金屬芯的至少一個(gè)表面上，其中，所述絕緣層的一部分被去除，以便將所述金屬芯的邊緣表面暴露于外部，從而形成暴露表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，所述金屬芯由鋁、銅、和不銹鋼、或它們的合金中的任一種制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的印刷電路板，其中，所述金屬芯由鋁制成，并且所述暴露表面上形成有黑色耐熱鋁層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，所述絕緣層包括疊置在所述金屬芯的上表面上的上絕緣層以及疊置在所述金屬芯的下表面上的下絕緣層，所述上絕緣層具有安裝在其上的電子元件，并且所述下絕緣層的一部分被去除，以便形成所述暴露表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的印刷電路板，其中，所述金屬芯由鋁、銅、和不銹鋼、或它們的合金中的任一種制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的印刷電路板，其中，所述金屬芯由鋁制成，并且所述暴露表面上形成有黑色耐熱鋁層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，所述金屬芯具有四邊形形狀，并且在對(duì)應(yīng)于所述金屬芯形狀的兩個(gè)平行側(cè)部上，所述絕緣層的部分被去除。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的印刷電路板，其中，所述金屬芯由鋁制成，并且所述暴露表面上形成有黑色耐熱鋁層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，所述金屬芯具有四邊形形狀，并且在對(duì)應(yīng)于所述金屬芯形狀的四個(gè)側(cè)部上，所述絕緣層的部分被去除。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的印刷電路板，其中，所述金屬芯由鋁制成，并且所述暴露表面上形成有黑色耐熱鋁層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，所述絕緣層包括疊置在所述金屬芯的上表面上的上絕緣層以及疊置在所述金屬芯的下表面上的下絕緣層，所述上絕緣層具有安裝在其上的電子元件，并且所述上絕緣層和所述下絕緣層的部分被去除，以形成所述暴露表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的印刷電路板，其中，所述金屬芯由鋁制成，并且所述暴露表面上形成有黑色耐熱鋁層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有金屬芯的印刷電路板。印刷電路板包括金屬芯和疊置在金屬芯的至少一個(gè)表面上的絕緣層，其中，絕緣層的一部分被去除，以便將金屬芯的邊緣表面暴露于外部，從而形成暴露表面，使得能夠通過暴露表面實(shí)現(xiàn)極好的散熱。
文檔編號(hào)H05K1/03GK101035407SQ200710087310
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者曹承鉉, 吳相鎮(zhèn), 金映九, 金光潤 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社