專利名稱：印刷電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種印刷電路板及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著電子產(chǎn)品變得越來(lái)越薄且賦予其更多的功能，更多數(shù)量的無(wú)源器件和更高密度且多層的封裝件被安裝在印刷電路板(PCB)中。這種趨勢(shì)在未來(lái)應(yīng)該還會(huì)繼續(xù)。在基本標(biāo)準(zhǔn)方面，根據(jù)電路圖案的設(shè)計(jì)，印刷電路板已履行了連接各種電子元件或支撐部件的職責(zé)。然而，由于安裝在PCB中的無(wú)源器件和封裝件的數(shù)量增加，因此能量消耗量和產(chǎn)生的熱量也增加，因而散熱效率日益成為可靠性和消費(fèi)者偏好方面的重要決策準(zhǔn)則。因此，存在對(duì)于功能性印刷電路板的需求，所述功能性印刷電路板能有效地消散由于增加的功能而產(chǎn)生的熱量。
散熱PCB是指通過(guò)使一部分暴露于空氣或通過(guò)將高密度部分中產(chǎn)生的熱量散布到其它部分而降低整個(gè)PCB溫度的功能性PCB。
通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)金屬層插入到若干層之間或通過(guò)將厚金屬層添加到內(nèi)層(芯)部上等等來(lái)制造傳統(tǒng)的散熱PCB。在如此構(gòu)造成的散熱PCB中，使用預(yù)浸料坯(FR-4環(huán)氧樹(shù)脂)、導(dǎo)電粘合劑(ECA)和/或絕緣樹(shù)脂等進(jìn)行連接。
然而，由于預(yù)浸料坯、導(dǎo)電粘合劑、和絕緣樹(shù)脂都是由聚合物材料制成的，所以難于有效地將熱量傳輸?shù)缴釋?。因此，存在散熱效率低的?wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面是提供一種具有高散熱效率的印刷電路板(PCB)和制造所述印刷電路板的方法，所述印刷電路板通過(guò)在散熱層上形成具有高導(dǎo)熱性的散熱涂層，將保持在絕緣層中的熱量散發(fā)到散熱層而實(shí)現(xiàn)高散熱效率。
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種印刷電路板，其包括絕緣層；電路圖案，形成在絕緣層一側(cè)上；層間(inter-layer)導(dǎo)電部，該層間導(dǎo)電部通過(guò)穿過(guò)絕緣層而與絕緣層相連接并與電路圖案電連接；散熱層，層壓在絕緣層另一側(cè)上；以及散熱涂層，該散熱涂層介于絕緣層與散熱層之間，并與層間導(dǎo)電部相連接。
散熱層可以包括Al襯底，并且散熱涂層可以包括選自由金、銀、和類金剛石碳(DLC)構(gòu)成的組中的一種或多種材料。另外，散熱涂層可以涂覆在散熱層的兩側(cè)上。
同時(shí)，該印刷電路板可進(jìn)一步包括附加絕緣層；附加層間導(dǎo)電部，該附加層間導(dǎo)電部通過(guò)穿過(guò)附加絕緣層而與該附加絕緣層相連接，并與電路圖案電連接；以及附加散熱涂層，該散熱涂層介于絕緣層與附加絕緣層之間，并與附加層間導(dǎo)電部相連接。
附加散熱涂層可包括選自由金、銀、和類金剛石碳(DLC)構(gòu)成的組中的一種或多種材料，并且該印刷電路板可進(jìn)一步包括介于絕緣層與附加絕緣層之間的附加散熱層。
附加散熱層可以包括Al襯底，并且該附加散熱涂層可以涂覆在附加散熱層的兩側(cè)上。
層間導(dǎo)電部可以包括與電路圖案相連接并被硬化的膏狀凸塊(paste bump)。
同時(shí)，本發(fā)明的另一方面提供了一種制造印刷電路板的方法，該方法包括在散熱層的表面上形成散熱涂層；在絕緣層的表面上形成電路圖案，并形成層間導(dǎo)電部，該層間導(dǎo)電部通過(guò)穿過(guò)絕緣層而與絕緣層相連接并與電路圖案電連接；以及將絕緣層層壓在散熱層上，使得層間導(dǎo)電部與散熱涂層相連接。
散熱層可以包括Al襯底，并且散熱涂層可以包括選自由金、銀、和類金剛石碳(DLC)構(gòu)成的組中的一種或多種材料。另外，散熱涂層可以形成在散熱層的兩側(cè)上。
層壓步驟可包括在絕緣層上層壓附加絕緣層，并且該附加絕緣層可包括附加層間導(dǎo)電部，該附加層間導(dǎo)電部通過(guò)穿過(guò)附加絕緣層而與該附加絕緣層相連接并與電路圖案電連接。
該方法可進(jìn)一步包括在執(zhí)行將附加絕緣層層壓在絕緣層上的步驟之前，在絕緣層與附加絕緣層之間設(shè)置與附加層間導(dǎo)電部相連接的附加散熱涂層。
另外，該方法可進(jìn)一步包括在執(zhí)行設(shè)置附加散熱涂層的步驟之前，在絕緣層與附加絕緣層之間設(shè)置附加散熱層，其中附加散熱涂層可以形成在附加散熱層的表面上。
同時(shí)，電路圖案和層間導(dǎo)電部的形成步驟可以包括在金屬層上形成膏狀凸塊并硬化該膏狀凸塊；將絕緣層層壓在金屬層上，使得膏狀凸塊穿過(guò)絕緣層；以及通過(guò)去除金屬層的一部分而形成電路圖案。
從以下包含附圖的描述以及權(quán)利要求中，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)且更容易理解，或可通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐而獲知。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的印刷電路板的橫截面圖。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明第二公開(kāi)實(shí)施例的印刷電路板的橫截面圖。
圖3是示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的印刷電路板的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的印刷電路板的實(shí)施例。在參照附圖的描述中，與圖號(hào)無(wú)關(guān)，相同或相關(guān)的那些部件以相同的參考標(biāo)號(hào)表示，并省略重復(fù)的描述。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的印刷電路板的橫截面圖，并且圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明第二公開(kāi)實(shí)施例的印刷電路板的橫截面圖。參照?qǐng)D1和圖2，其中示出了絕緣層10、電路圖案12、凸塊14、散熱層20、以及散熱涂層30。
絕緣層10可由預(yù)浸料坯(PPG)制成。電路圖案12和凸塊14可形成于絕緣層10中。
雖然預(yù)浸料坯在本實(shí)施例中作為絕緣層10的材料而出現(xiàn)，但是根據(jù)設(shè)計(jì)要求也可以使用其它材料，諸如導(dǎo)電粘合劑和絕緣樹(shù)脂等。
電路圖案12可以形成在絕緣層10的一側(cè)上。可以通過(guò)在載體膜上印刷電路圖案并將該電路圖案轉(zhuǎn)印到絕緣層10上而形成電路圖案12。另外，可以通過(guò)曝光和蝕刻而形成電路圖案12。因而，可以通過(guò)多種方法形成電路圖案12。同時(shí)，電路圖案12用作電信號(hào)可從中穿過(guò)的路徑，并且電路圖案12可由導(dǎo)電材料(諸如銅和銀)制成。當(dāng)然，顯而易見(jiàn)的是，電路圖案12可由除銅膏或銀膏以外的導(dǎo)電膏制成。凸塊14可形成在電路圖案12的預(yù)定位置中。
凸塊14可形成在電路圖案12的預(yù)定位置中，并且該位置可根據(jù)印刷電路板的功能通過(guò)設(shè)計(jì)而確定。凸塊14可以由導(dǎo)電材料(諸如銅和銀)制成。
凸塊14可被形成為沿著絕緣層10的平面在一個(gè)方向上穿過(guò)絕緣層10。通過(guò)在載體膜上與電路圖案一起形成凸塊14、將該載體膜堆疊在絕緣層10上、然后壓制凸塊14并將其從載體膜上轉(zhuǎn)印到絕緣層10上，而使得凸塊14可以穿過(guò)絕緣層10。當(dāng)然，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可以使用各種方法達(dá)到該目的。
凸塊14通過(guò)穿過(guò)絕緣層10而可被連接至電路圖案12。凸塊14可以用作電連接每層的層間導(dǎo)電部。這樣，可以形成多層印刷電路板。
雖然在本實(shí)施例中由導(dǎo)電材料制成的凸塊14作為層間導(dǎo)電部而出現(xiàn)，但是也可以使用其它方法，諸如使用導(dǎo)通孔，在該導(dǎo)通孔的內(nèi)壁上涂覆有導(dǎo)電材料。因而，可通過(guò)多種方法形成層間導(dǎo)電部。
通過(guò)保持(holding)PCB中所產(chǎn)生的熱量并將該熱量散發(fā)到空氣中或通過(guò)將該熱量傳輸?shù)絇CB的其它部分，散熱層20可以執(zhí)行降低PCB溫度的功能。散熱層20可以由導(dǎo)熱性高的材料制成，諸如鋁(Al)。
同時(shí)，散熱層20可以選擇性地介于多個(gè)絕緣層之間，并且可被堆疊以提高散熱效率。
散熱層20具有較大厚度可以是有利的，這是因?yàn)樯釋?0的厚度越厚，保持PCB中所產(chǎn)生的熱量的能力就越大。然而，由于散熱層20的較大厚度可能導(dǎo)致PCB也更厚，因此可相應(yīng)地減小絕緣層10的厚度。這樣，可提高散熱效率?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)要求和條件來(lái)確定散熱層20的厚度和絕緣層10的相應(yīng)厚度。
可以預(yù)期通過(guò)在PCB內(nèi)部形成散熱層20而提高散熱效率。然而，由于用作絕緣層10的預(yù)浸料坯(FR-4環(huán)氧樹(shù)脂)、導(dǎo)電粘合劑(ECA)、和絕緣樹(shù)脂等的基本成分是聚合物材料，所以可能難于將熱量散發(fā)到散熱層20。因此，散熱效率不可能特別高。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以在散熱層20的表面上形成散熱涂層30，以提高散熱效率。
散熱涂層30可以介于散熱層20與絕緣層10(該絕緣層已吸收了PCB內(nèi)部產(chǎn)生的熱量)之間，并且散熱涂層30可通過(guò)促進(jìn)散熱層與絕緣層兩者之間的散熱而提高散熱效率。另外，散熱涂層30可以介于絕緣層之間，以便與層間導(dǎo)電部相連接。這樣，散熱涂層30可以促進(jìn)絕緣層之間的熱傳輸，并提高散熱效率。
散熱涂層30可由包含選自由金、銀、和類金剛石碳(DLC)構(gòu)成的組中的一種或多種材料的材料制成，所述材料提供高導(dǎo)熱性。另外，散熱涂層30可以形成在散熱層20的一側(cè)或兩側(cè)上。
同時(shí)，圖1和圖2中所示的實(shí)施例僅是本發(fā)明的實(shí)例，并且絕緣層10和散熱層20的數(shù)量、以及層間導(dǎo)電部的形狀等可根據(jù)設(shè)計(jì)要求而變化。
接下來(lái)，參照?qǐng)D3，將描述根據(jù)本發(fā)明另一方面的用于制造PCB的方法。圖3是示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的印刷電路板的方法的流程圖。
操作s1是在將散熱層20堆疊在絕緣層10上之前在散熱層20的表面上形成散熱涂層30的操作。例如，可以在散熱層20的兩側(cè)上形成由金、銀、和DLC(類金剛石碳)中的任一種或其組合制成的散熱涂層30。
可通過(guò)多種方法(諸如使用PECVD(等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)、離子鍍、激光消融、以及過(guò)濾的真空電弧等的那些方法)形成散熱涂層30。
在所述的方法之中，使用離子鍍的示例性方法如下所述。
離子鍍是這樣一種方法，該方法通過(guò)在真空容器中蒸發(fā)金屬、將陰極(-)設(shè)在襯底(基底材料)上、并借助于輝光放電加速電離，而獲得內(nèi)聚能力高于通過(guò)普通真空電鍍法所獲得的膜的內(nèi)聚能力的膜。輝光放電通常用于電離。在電離過(guò)程中，產(chǎn)生了大量粒子。為了提高離子鍍的效率，必須提高電離比(蒸發(fā)粒子中到達(dá)襯底的電離原子的比例)。
對(duì)于充滿氬(Ar)氣的壓力約為1×10-2至1×10-3托的真空容器，將相對(duì)于真空容器壁約-0.5～2kV的負(fù)(-)電壓提供給襯底，可在襯底與其周?chē)h(huán)境之間發(fā)生輝光放電。這里，可在襯底周?chē)a(chǎn)生很強(qiáng)的暗區(qū)。在這種情況下，如果金屬(或化合物)從蒸發(fā)源中被蒸發(fā)，則蒸發(fā)的原子在輝光放電的等離子中被電離。已電離和蒸發(fā)的原子在具有氣體離子的暗區(qū)中被加速，與襯底相撞并被涂覆在襯底上。這是Mattox方法，且其電離比僅為0.1％至0.3％。
因此，出現(xiàn)了用于增加電離比的許多方法，例如，①多陰極法，該方法中，在襯底附近設(shè)置熱陰極，以使產(chǎn)生的熱離子與蒸發(fā)的原子相撞，導(dǎo)致電離，②高頻波激發(fā)法，該方法中，在蒸發(fā)源上設(shè)置高頻線圈，以通過(guò)高頻磁場(chǎng)促進(jìn)電離，③感應(yīng)加熱法，該方法中，當(dāng)使用高頻來(lái)加速蒸發(fā)源時(shí)通過(guò)漏磁通而促進(jìn)電離，④活性反應(yīng)蒸發(fā)(ARE)法，該方法中，在蒸發(fā)空間中設(shè)有容易與蒸發(fā)原子反應(yīng)的氣體，并且通過(guò)對(duì)用于覆蓋化合物的反應(yīng)蒸發(fā)物實(shí)施放電而獲得按化學(xué)計(jì)量有益的化合物，⑤群集方法，該方法中，一簇蒸發(fā)原子中的部分被電離，并使其與襯底相撞，⑥空心陰極放電(HCD)方法，該方法中，使用專用的低壓高電流電子槍(HCD電子槍)通過(guò)等離子電子束使材料蒸發(fā)并同時(shí)使其電離，以及⑦弧光放電方法，該方法中，使用蒸發(fā)材料的金屬作為陰極目標(biāo)，通過(guò)弧光放電被冷卻的金屬局部熔化并同時(shí)被電離。
因此，如上所述的離子鍍?cè)试S膜與襯底之間的緊密粘附以及膜的良好致密性。另外，可獲得諸如TiN、TiC、CrN、CrC、Al2O3、和SiO2等的特定化合物膜。另外，由于涂覆溫度較低，因此襯底不可能變形。
操作s2是在絕緣層10中形成電路圖案和層間導(dǎo)電部的操作。
例如，通過(guò)在銅箔上形成導(dǎo)電膏狀凸塊14、使其硬化、將絕緣層10層疊在銅箔上以使膏狀凸塊14穿過(guò)絕緣層10、之后去除部分銅箔，可以同時(shí)形成電路圖案和層間導(dǎo)電部。
此外，通過(guò)形成穿過(guò)絕緣層10的導(dǎo)通孔、之后用導(dǎo)電材料涂覆導(dǎo)通孔的內(nèi)壁，可以形成層間導(dǎo)電部。
操作s3是將絕緣層10堆疊在散熱層20上從而完成PCB的制造的操作。
可通過(guò)將絕緣層10(其具有層間導(dǎo)電部和電路圖案12)順序地層壓在散熱層20(其具有散熱涂層30)上而形成PCB。另外，可以通過(guò)預(yù)先堆疊它們之后將它們層壓在一起而形成PCB。根據(jù)設(shè)計(jì)條件和要求，絕緣層10的數(shù)量和散熱層20的數(shù)量可以改變。
通過(guò)順序地執(zhí)行操作s1到s3，可以制造出具有高散熱效率的PCB。
根據(jù)如上述構(gòu)成的本發(fā)明，可以將包含在絕緣層10中的熱量有效地散發(fā)到散熱層20，并且通過(guò)在散熱層20上形成具有高導(dǎo)熱性的散熱涂層30可提高散熱效率。
雖然已參照具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解的是，在不背離所附權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明精神和保護(hù)范圍的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可做出各種改變和修正。
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板，包括絕緣層；電路圖案，形成在所述絕緣層的一側(cè)上；層間導(dǎo)電部，所述層間導(dǎo)電部通過(guò)穿過(guò)所述絕緣層而與所述絕緣層相連接，并與所述電路圖案電連接；散熱層，所述散熱層層壓在所述絕緣層的另一側(cè)上；以及散熱涂層，所述散熱涂層介于所述絕緣層與所述散熱層之間，并與所述層間導(dǎo)電部相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，所述散熱層包括Al襯底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，所述散熱涂層包括類金剛石碳(DLC)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，所述散熱涂層被涂覆在所述散熱層的兩側(cè)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，進(jìn)一步包括附加絕緣層；附加層間導(dǎo)電部，所述附加層間導(dǎo)電部通過(guò)穿過(guò)所述附加絕緣層而與所述附加絕緣層相連接，并與所述電路圖案電連接；以及附加散熱涂層，所述附加散熱涂層介于所述絕緣層與所述附加絕緣層之間，并與所述附加層間導(dǎo)電部相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的印刷電路板，其中，所述附加散熱涂層包括類金剛石碳(DLC)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的印刷電路板，進(jìn)一步包括介于所述絕緣層與所述附加絕緣層之間的附加散熱層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的印刷電路板，其中，所述附加散熱層包括Al襯底。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的印刷電路板，其中，所述附加散熱涂層被涂覆在所述附加散熱層的兩側(cè)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，其中，所述層間導(dǎo)電部包括與所述電路圖案相連接并被硬化的膏狀凸塊。
11.一種制造印刷電路板的方法，所述方法包括在散熱層的表面上形成散熱涂層；在絕緣層的表面上形成電路圖案，并形成層間導(dǎo)電部，所述層間導(dǎo)電部通過(guò)穿過(guò)所述絕緣層而與所述絕緣層相連接并與所述電路圖案電連接；以及將所述絕緣層層壓在所述散熱層上，使得所述層間導(dǎo)電部與所述散熱涂層相連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述散熱層包括Al襯底。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述散熱涂層包括類金剛石碳(DLC)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述散熱涂層被形成在所述散熱層的兩側(cè)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述層壓步驟包括在所述絕緣層上層壓附加絕緣層，并且所述附加絕緣層包括附加層間導(dǎo)電部，所述附加層間導(dǎo)電部通過(guò)穿過(guò)附加絕緣層而與所述附加絕緣層相連接并與所述電路圖案電連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括在執(zhí)行將所述附加絕緣層層壓在所述絕緣層上的步驟之前，在所述絕緣層與所述附加絕緣層之間設(shè)置與所述附加層間導(dǎo)電部相連接的附加散熱涂層。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括在執(zhí)行設(shè)置所述附加散熱涂層的步驟之前，在所述絕緣層與所述附加絕緣層之間設(shè)置附加散熱層，其中所述附加散熱涂層形成在所述附加散熱層的表面上。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，形成所述電路圖案和所述層間導(dǎo)電部的步驟包括在金屬層上形成膏狀凸塊，并硬化所述膏狀凸塊；將所述絕緣層層壓在所述金屬層上，使得所述膏狀凸塊穿過(guò)所述絕緣層；以及通過(guò)去除所述金屬層的一部分而形成所述電路圖案。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種印刷電路板及其制造方法。通過(guò)一種印刷電路板，包含在絕緣層中的熱量可被有效地散發(fā)到散熱層，并且可提高散熱效率，所述印刷電路板包括絕緣層；形成在絕緣層一側(cè)上的電路圖案；層間導(dǎo)電部，該層間導(dǎo)電部通過(guò)穿過(guò)絕緣層而與絕緣層相連接，并與電路圖案電連接；層壓在絕緣層另一側(cè)上的散熱層；以及散熱涂層，該散熱涂層介于絕緣層與散熱層之間，并與層間導(dǎo)電部相連接。
文檔編號(hào)H05K3/22GK101094560SQ20071010943
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月21日
發(fā)明者李應(yīng)碩, 楊德桭, 金根晧 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社