專利名稱：金屬基電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬基電路板及其制造方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今的電子產(chǎn)品朝著兩個方向發(fā)展一方面產(chǎn)品的集成度越來越高、功耗不斷增大；另一方面產(chǎn)品越來越輕、薄、短。這就使得產(chǎn)品的散熱矛盾越來越突出。集成電路封裝作為電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵支柱之一，也不斷向高集成度、高性能、高可靠性、低功耗和低成本方向發(fā)展。電路板，特別是其中作為封裝集成電路的主要載體的封裝基板，被要求具有更加優(yōu)良的散熱性能。如圖1所示，目前常用的提高封裝基板散熱性能的方法是，在封裝基板(a)上層壓一層金屬板作為金屬基(b)進行散熱。要實現(xiàn)高效散熱的目的，就要層壓較厚的金屬基。然而，該方法僅能從電路板的最外層的表面導(dǎo)熱，無法及時將電路板內(nèi)部的熱量導(dǎo)出，散熱效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種金屬基電路板及其制造方法，采用該方法制造的金屬基電路板，可以將電路板內(nèi)部的熱量及時導(dǎo)出，提高散熱效率。一種金屬基電路板的制造方法，包括在上一層電路的表面設(shè)置壓合層；在所述壓合層上開設(shè)凹槽，所述凹槽的底部至少抵達所述上一層電路；對所述凹槽進行電鍍，電鍍在所述凹槽中的金屬形成金屬基。一種金屬基電路板，包括基板，位于基板表面的電路層，以及設(shè)置在電路層表面的壓合層；所述壓合層上開設(shè)有抵達所述電路層的凹槽，所述凹槽中設(shè)置有電鍍形成的金屬基。本發(fā)明實施例采用在電路板的壓合層上開設(shè)凹槽，對凹槽進行電鍍形成位于凹槽內(nèi)的金屬基的技術(shù)方案，使得用于散熱的金屬基可以嵌入電路板內(nèi)部，從而制成的金屬基電路板可通過該嵌入電路板內(nèi)部的金屬基將電路板內(nèi)部的熱量散發(fā)出去，且若該金屬基上方安裝有元器件時，還可以為該元器件散熱。


圖1是現(xiàn)有的層壓了一層金屬基的電路板的示意圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的金屬基電路板的制造方法的流程圖；圖3a-3n是本發(fā)明一個實施例的金屬基電路板在制造過程中的示意圖；圖4a_4j是本發(fā)明一個實施例的金屬基電路板在制造過程中的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供一種金屬基電路板的制造方法，包括在上一層電路的表面設(shè)置壓合層；在所述壓合層上開設(shè)凹槽，所述凹槽的底部至少抵達所述上一層電路；對所述凹槽進行電鍍，電鍍在所述凹槽中的金屬形成金屬基。本發(fā)明實施例還提供相應(yīng)的金屬基電路板。以下分別進行詳細說明。實施例一、請參考圖2，本發(fā)明實施例提供一種金屬基電路板的制造方法。電路板的制造從對基板的加工開始?；?Core)是制造電路板的基本材料。如圖3a所示，基板包括內(nèi)層的絕緣介質(zhì)層210和覆蓋在絕緣介質(zhì)外面的金屬導(dǎo)電層220，所說的絕緣介質(zhì)層210可以是環(huán)氧樹脂、玻璃布等，所說的金屬導(dǎo)電層220可以是銅箔。通常， 所說的基板可以是覆銅箔層壓板?？梢酝ㄟ^在基板的金屬導(dǎo)電層上進行貼膜、曝光、顯影、蝕刻、去膜等步驟制作出電路圖形，已制成電路的金屬導(dǎo)電層可以稱為電路層。所說的貼膜可以是貼干膜(Dry film)。干膜是一種高分子的化合物，它通過紫外線的照射后能夠產(chǎn)生一種聚合反應(yīng)形成一種穩(wěn)定的物質(zhì)附著于基板表面，從而達到阻擋電鍍和蝕刻的功能。在金屬導(dǎo)電層表面貼上干膜，將不需要形成電路的部位的干膜用擋光材料擋住，然后利用紫外線對干膜進行曝光， 再利用顯影液進行顯影，其中，未被擋住的干膜曝光后附著在金屬導(dǎo)電層表面，被擋住未能曝光的干膜溶于顯影液中。然后進行蝕刻，金屬導(dǎo)電層的未被干膜保護的部分將被蝕刻液蝕掉，被保護的部分則保留下來形成電路圖形。最后將干膜去掉，則制作電路以形成電路層的步驟就告以結(jié)束?？梢詢H在基板的一面制作電路，制成單面板；也可以同時在基板的上下兩面制作電路，制成雙面板；還可以以間隙法(Clearance Hole)法、增層法(Build Up)法、鍍通法 (PTH)等方法制作多層板。本發(fā)明實施例的方法針對于多層板。請參考圖2，本發(fā)明實施例提供的金屬基電路板的制造方法包括110、在上一層電路的表面設(shè)置壓合層。所說的上一層電路，可以指基板表面制作的電路。但是，隨著層數(shù)的增加，所說的上一層電路也可以是指其它層的電路?？梢酝ㄟ^兩種方式設(shè)置壓合層。一種方式，所述壓合層包括設(shè)置在上一層電路表面的絕緣介質(zhì)層和設(shè)置在所述絕緣介質(zhì)層表面的金屬導(dǎo)電層。如圖3g所示，該方式設(shè)置的壓合層包括設(shè)置在電路層231表面的絕緣介質(zhì)層240和設(shè)置在所述絕緣介質(zhì)層表面的金屬導(dǎo)電層250。另一種方式，所述壓合層包括設(shè)置在所述上一層電路表面的半固化片和設(shè)置在所述半固化片表面的下一層基板，所述下一層基板的至少接觸所述半固化片的一面已制作好電路。以上兩種方式中，所述的設(shè)置都可以是通過壓合的方式設(shè)置。一種實施方式中，為了將基板一面電路的熱量較好的傳遞到另一面，步驟110之前，可以先在基板上制作導(dǎo)熱通孔，具體步驟包括101、在基板上開設(shè)通孔并對所述通孔進行金屬化。如圖北所示，在基板上預(yù)先開設(shè)好通孔301。然后對通孔301進行金屬化，以便實現(xiàn)上下兩面的熱傳導(dǎo)。如圖3c所示，金屬化是指在通孔301的孔壁上沉淀一層金屬302，例如銅。這里開設(shè)的通孔301是用于導(dǎo)熱的通孔，在實際制程中，也可以根據(jù)電路的需要開設(shè)其它用于導(dǎo)電的通孔，以實現(xiàn)兩層電路間的電連接。102、在所述通孔中填充導(dǎo)熱材料，所述導(dǎo)熱材料為固化樹脂或金屬漿料。為了增加通孔熱傳遞的截面積，提高熱傳達效率，可以在金屬化后的通孔中填充導(dǎo)熱材料303，如圖3d所示。所填充的導(dǎo)熱材料303可以是固化樹脂或金屬漿料。103、對進行步驟101和102處理的基板進行化學(xué)沉銅或電鍍，形成覆蓋基板表面的金屬導(dǎo)電層。如圖!Be所示，可以對進行了步驟101和102處理的基板進行化學(xué)沉銅或電鍍，從而在原來的金屬導(dǎo)電層上形成新的覆蓋基板表面的金屬導(dǎo)電層230。如果填充的導(dǎo)熱材料是絕緣的固化樹脂，則通過化學(xué)沉銅的方法形成金屬導(dǎo)電層230 ；如果填充的導(dǎo)熱材料是導(dǎo)電的金屬漿料，則通過電鍍的方法形成金屬導(dǎo)電層230。設(shè)置金屬導(dǎo)電層230的目的是為后續(xù)電鍍形成金屬基做準(zhǔn)備，如果導(dǎo)熱材料是絕緣的固化樹脂，在不先進行化學(xué)沉銅的情況下，后續(xù)將無法電鍍金屬基；如果導(dǎo)熱材料是導(dǎo)電的金屬漿料，在不先進行電鍍的情況下，后續(xù)也難以電鍍足夠厚度的金屬基。形成金屬導(dǎo)電層，意味著導(dǎo)熱通孔已完成。當(dāng)然， 也可在該鍍銅孔上方層壓一導(dǎo)熱絕緣層，然后再沉銅電鍍，如此一來，該鍍銅孔除作為導(dǎo)熱孔外，還可實現(xiàn)層間電路連接。104、在所述金屬導(dǎo)電層上制作電路。如圖3f所示，在導(dǎo)熱通孔制作完成后，可以在金屬導(dǎo)電層230上進行貼膜、曝光、 顯影、蝕刻、去膜等步驟制作電路圖形，形成電路層231。然后，再執(zhí)行步驟110，在上一層電路即電路層231的表面設(shè)置壓合層。120、在所述壓合層上開設(shè)凹槽，所述凹槽的底部至少抵達所述電路層。如圖池所示，在壓合層上開設(shè)凹槽304，以便后續(xù)制作嵌入凹槽的金屬基。凹槽 304要具備一定的深度，其底部可以抵達上一層電路，即電路層231，當(dāng)然，也可以更深。凹槽的位置可以是壓合層上對應(yīng)于通孔301的位置。130、對所述凹槽進行電鍍，電鍍在所述凹槽中的金屬形成金屬基。對凹槽進行電鍍，電鍍在凹槽中的金屬即形成用于散熱的金屬基。本步驟具體可以包括131、在所述壓合層的未開設(shè)凹槽的部位設(shè)置干膜。如圖3i所示，本步驟在壓合層的未開設(shè)凹槽的其它部位設(shè)置干膜沈0，目的在于防止凹槽以外的部位被電鍍。設(shè)置干膜的步驟具體包括貼膜、曝光和顯影，如前文所述，本處不再詳述。132、對所述凹槽進行電鍍，使凹槽中電鍍的金屬達到預(yù)設(shè)的厚度。干膜設(shè)置好后，即可對凹槽進行電鍍，可以控制鍍層的厚度，在達到預(yù)設(shè)的厚度時停止電鍍。如圖3j所示，電鍍完畢，凹槽中的金屬，即金屬基305可以略高于壓合層所包括的金屬導(dǎo)電層250。133、去除干膜，表面整平。如圖3k和圖31所示，最后去除干膜，將金屬基305與金屬導(dǎo)電層250整理平齊即可。至此，金屬基制作完畢。制成的金屬基位于開設(shè)的凹槽中，其頂部與外層的金屬導(dǎo)電層250平齊，底部與內(nèi)層的電路層231接觸，可以高效率的傳導(dǎo)熱量。并且，由于凹槽開設(shè)在通孔所在的位置，凹槽中的金屬基與通孔中的填充的導(dǎo)熱材料可以通過電路層231連接，在電路板的兩面均開設(shè)有凹槽設(shè)有金屬基的情況下，兩面的金屬基可以通過通孔中的導(dǎo)熱材料良好的傳遞熱量。金屬基制作完成后，在最外層的兩個金屬導(dǎo)電層上進行貼膜、曝光、顯影、蝕刻、去膜等步驟制作最外層的電路圖形，形成最外層的電路層，然后設(shè)置好阻焊層和焊盤，金屬基電路板即制作完成。如果電路板需要設(shè)置更多層電路，就需要設(shè)置多個壓合層，在每個壓合層上制作至少一層電路形成電路層。在這種應(yīng)用場景下，可以通過以下兩種方式來完成金屬基電路板的制作方式一在步驟130形成金屬基之后，在設(shè)置的壓合層上制作一層電路，然后重復(fù)執(zhí)行步驟110-130，S卩，重復(fù)所述設(shè)置壓合層，開設(shè)凹槽，對凹槽進行電鍍的步驟。下面詳細說明，請參考圖3m，在步驟130之后可以包括在當(dāng)前的壓合層上制作一層電路以形成新電路層251 ；在該新電路層251表面設(shè)置新壓合層；在所述新壓合層上開設(shè)新凹槽，所述新凹槽的底部抵達所述新電路層251 ；對所述新凹槽進行電鍍，電鍍在所述新凹槽中的金屬形成新金屬基306。采用該種方式，每增加壓合層(簡稱增層)一次，制作一次金屬基，最后，多次制成的多個金屬基連接成整體，形成最終的金屬基。方式二 在步驟120之前重復(fù)執(zhí)行步驟110，設(shè)置多個壓合層，直到達到所需要的電路層數(shù)，其中，每設(shè)置下一個壓合層之前，在上一個壓合層上制作出電路。然后再執(zhí)行步驟120，在多個壓合層上開設(shè)凹槽，并使凹槽的底部抵達最內(nèi)層的電路層，然后執(zhí)行步驟 130，對該底部抵達最內(nèi)層電路層的凹槽進行電鍍，形成金屬基。請參考圖3η，該方式形成的金屬基是一整塊的金屬基305。以上，結(jié)合附圖3a-3n對本發(fā)明實施例提供的金屬基電路板的制造方法的制造方法進行了詳細說明。其中，110-130中所述設(shè)置壓合層，開設(shè)凹槽，對凹槽進行電鍍的步驟， 可以同時在基板的兩側(cè)進行，最后制成的電路板的兩個面均設(shè)置有嵌入式金屬基305。然而，本發(fā)明實施例提供的方法還適用于其它的場景。例如圖4a_4j所示， 110-140中所述的設(shè)置壓合層，開設(shè)凹槽，對凹槽進行電鍍的步驟，可以僅在基板的一個表面進行，即，僅在一個面形成嵌入的式金屬基305，然后在該嵌有金屬基的一面制作出外層電路；在基板的另一面則可以設(shè)置整塊的用于散熱的金屬板300作為金屬導(dǎo)熱層，具體的， 可以在另一面即所述電路層的相對面形成絕緣的粘接層400，并在粘接層400上粘接導(dǎo)熱 ^^^J^l J^ ο進一步的，在基板上開設(shè)有導(dǎo)熱通孔301的情況下，所說的嵌入式金屬基305和所述金屬板300可以通過通孔301中填充的導(dǎo)熱材料303彼此接觸，以更好的傳遞熱量，更高效的散熱。進一步的，若該電路板于該凹槽上方封裝有元器件，如芯片，該金屬基還可為該元器件散熱。當(dāng)然，也可在基板的兩個面制作電路層，在電路層上設(shè)置壓合層，并在壓合層上開設(shè)凹槽和對凹槽進行電鍍，然后，在其中一個側(cè)面的壓合層的電路層上層壓導(dǎo)熱的絕緣層，并在該絕緣層上設(shè)置該金屬板。
綜上，本實施例介紹了一種金屬基電路板的制造方法，采用在電路板的壓合層上開設(shè)凹槽，對凹槽進行電鍍形成位于凹槽內(nèi)的金屬基的技術(shù)方案，一方面，實現(xiàn)了將用于散熱的金屬基嵌入電路板內(nèi)部，從而使電路板的內(nèi)部的熱量可通過該嵌入凹槽內(nèi)的金屬基散發(fā)出去，且可選擇的在兩個最外層布線(即在一個面或兩個面布線)，進而適合于各種類型的封裝形式，當(dāng)只于壓合層的凹槽內(nèi)設(shè)置金屬基時還可以減少金屬基散熱電路板的厚度；另一方面，金屬基和電路板連為一體，可以減小它們之間的熱阻，以實現(xiàn)高效散熱。該技術(shù)方案尤其適用于封裝集成電路的封轉(zhuǎn)基板類電路板的制作，當(dāng)然，也可以用于其它各種類型電路板的制作。實施例二、請參考圖3a-3n，本發(fā)明實施例提供一種金屬基電路板，包括基板210，位于基板表面的電路層231，以及設(shè)置在電路層231表面的壓合層；所述壓合層上開設(shè)有抵達所述電路層的凹槽304，所述凹槽中設(shè)置有電鍍形成的金屬基305。其中，所述壓合層可以包括設(shè)置在所述上一層電路表面的絕緣介質(zhì)層和設(shè)置在所述絕緣介質(zhì)層表面的金屬導(dǎo)電層；或者，所述壓合層也可以包括設(shè)置在所述上一層電路表面的半固化片和設(shè)置在所述半固化片表面的下一層基板，所述下一層基板的至少接觸所述半固化片的一面已制作好電路。一種實施方式中，所述基板210上對應(yīng)于所述凹槽304的位置開設(shè)有金屬化通孔 301，所述通孔301中填充有導(dǎo)熱材料303，所述導(dǎo)熱材料303為固化樹脂或金屬漿料。另一種實施方式中，所述電路層231包括位于基板210上表面的上電路層和下電路層，所述壓合層包括設(shè)置所述上電路層表面的上壓合層和設(shè)置在所述下電路層表面的下
壓合層ο再一種實施方式中，所述壓合層包括依次設(shè)置的兩個以上子壓合層，所述凹槽304 以及設(shè)置在所述凹槽304中的金屬基305貫穿所述兩層以上的子壓合層。再一種實施方式中，該電路板還包括粘接層和金屬導(dǎo)熱層，所述電路層位于所述基板的一表面，該粘接層一表面粘接于該基板的與該電路層相對的表面，該粘接層的另一表面設(shè)置該金屬導(dǎo)熱層。本實施例提供的金屬基電路板，具體可以是金屬基封裝基板，用于集成電路的封裝；也可以是其它各種類型的電路板，例如系統(tǒng)電路板、射頻電路板、電源電路板等等。本實施例提供的金屬基電路板，一方面，實現(xiàn)了將用于散熱的金屬基嵌入電路板內(nèi)部，從而使電路板的兩個最外層都可以布線，適合于各種類型的封裝形式，并且可以減少金屬基散熱電路板的厚度；另一方面，金屬基和電路板連為一體，可以減小它們之間的熱阻，以實現(xiàn)高效散熱。以上僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種金屬基電路板的制造方法，其特征在于，包括 在上一層電路的表面設(shè)置壓合層；在所述壓合層上開設(shè)凹槽，所述凹槽的底部至少抵達所述上一層電路； 對所述凹槽進行電鍍，電鍍在所述凹槽中的金屬形成金屬基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在上一層電路表面設(shè)置壓合層之前還包括在基板上開設(shè)通孔并對所述通孔進行金屬化； 在所述通孔中填充導(dǎo)熱材料，所述導(dǎo)熱材料為固化樹脂或金屬漿料； 對進行了上述處理的基板進行電鍍，形成覆蓋基板表面的金屬導(dǎo)電層； 在所述金屬導(dǎo)電層上制作電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述在壓合層上開設(shè)凹槽包括 在所述壓合層上對應(yīng)于所述通孔的位置開設(shè)凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對凹槽進行電鍍包括 在所述壓合層的未開設(shè)凹槽的部位設(shè)置干膜；對所述凹槽進行電鍍，使凹槽中電鍍的金屬達到預(yù)設(shè)的厚度； 去除干膜，表面整平。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述壓合層包括設(shè)置在所述上一層電路表面的絕緣介質(zhì)層和設(shè)置在所述絕緣介質(zhì)層表面的金屬導(dǎo)電層；或者，所述壓合層包括設(shè)置在所述上一層電路表面的半固化片和設(shè)置在所述半固化片表面的下一層基板，所述下一層基板的至少接觸所述半固化片的一面已制作好電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述對凹槽進行電鍍之后， 還包括在所述壓合層上制作一層電路；重復(fù)所述設(shè)置壓合層，開設(shè)凹槽，對凹槽進行電鍍的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于所述在上一層電路的表面設(shè)置壓合層包括在上一層電路的表面設(shè)置至少兩個壓合層，其中，每設(shè)置下一個壓合層之前，在上一個壓合層上制作出電路；所述在壓合層上開設(shè)凹槽包括在所述至少兩個壓合層上開始凹槽，所述凹槽的底部抵達所述上一層電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，對所述凹槽進行電鍍，電鍍在所述凹槽中的金屬形成金屬基之后還包括在所述上一層電路的相對面形成粘接層，并在粘接層上粘接導(dǎo)熱金屬層。
9.一種金屬基電路板，其特征在于，包括基板，位于基板表面的電路層，以及設(shè)置在電路層表面的壓合層； 所述壓合層上開設(shè)有抵達所述電路層的凹槽，所述凹槽中設(shè)置有電鍍形成的金屬基。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬基電路板，其特征在于所述壓合層包括設(shè)置在所述上一層電路表面的絕緣介質(zhì)層和設(shè)置在所述絕緣介質(zhì)層表面的金屬導(dǎo)電層；或者，所述壓合層包括設(shè)置在所述上一層電路表面的半固化片和設(shè)置在所述半固化片表面的下一層基板，所述下一層基板的至少接觸所述半固化片的一面已制作好電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬基電路板，其特征在于所述基板上對應(yīng)于所述凹槽的位置開設(shè)有金屬化通孔，所述通孔中填充有導(dǎo)熱材料， 所述導(dǎo)熱材料為固化樹脂或金屬漿料。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬基電路板，其特征在于所述電路層包括位于基板上表面的上電路層和位于基板下表面的下電路層，所述壓合層包括設(shè)置所述上電路層表面的上壓合層和設(shè)置在所述下電路層表面的下壓合層。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬基電路板，其特征在于所述壓合層包括依次設(shè)置的兩個以上子壓合層，所述凹槽以及設(shè)置在所述凹槽中的金屬基貫穿所述兩層以上的子壓合層。
14.根據(jù)權(quán)利要求9或13所述的金屬基電路板，其特征在于該電路板還包括粘接層和金屬導(dǎo)熱層，所述電路層位于所述基板的一表面，該粘接層一表面粘接于該基板的與該電路層相對的表面，該粘接層的另一表面設(shè)置該金屬導(dǎo)熱層。q
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬基電路板及其制造方法，方法包括在上一層電路的表面設(shè)置壓合層，在所述壓合層上開設(shè)凹槽，所述凹槽的底部至少抵達所述上一層電路，對所述凹槽進行電鍍，電鍍在所述凹槽中的金屬形成金屬基。本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，實現(xiàn)了將用于散熱的金屬基嵌入電路板內(nèi)部，從而可通過該金屬基將電路板內(nèi)部的熱量散發(fā)出去，且若該金屬基上方安裝有元器件時，還可以為該元器件散熱。
文檔編號H05K7/20GK102300397SQ20111018115
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者余懷鵬, 孔令文, 彭勤衛(wèi), 谷新 申請人:深南電路有限公司