專利名稱：使用適于插入非表面組件的高導(dǎo)熱性基底材料制造印刷電路板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于使用金屬材料(通常為鋁)作為用于金屬薄層(一般為 銅)的在其一個(gè)面上的物理支撐件而引入技術(shù)改進(jìn)，以便加強(qiáng)使用高導(dǎo)熱性
材料(IMS)制造的印刷電路板的功能性和功效。
此類材料和印刷電路板是為了適應(yīng)電子行業(yè)與由于使用高發(fā)熱功率組件 而使工作溫度成為問題的新應(yīng)用有關(guān)的要求的演變而開發(fā)出來的。
通過本發(fā)明的方法獲得的印刷電路板可方便地用于其中散熱是決定性因
素的廣泛多種應(yīng)用中，例如 一照明工業(yè)(LED電路) 一汽車(點(diǎn)火系統(tǒng)、照明等) 一固態(tài)中繼器
一配電板(轉(zhuǎn)換器、反相器等)。
背景技術(shù)：
由于高發(fā)熱功率組件的使用的增加，已必須基于新技術(shù)開發(fā)印刷電路， 所述新技術(shù)借助于使用新工藝和新材料而準(zhǔn)許在所述組件產(chǎn)生的熱的耗散方 面做出必要的改進(jìn)。因此，已開發(fā)具有高導(dǎo)熱性的新材料，從而帶來新技術(shù) 和新工藝。
作為用于印刷電路的物理支撐件，新材料引入了主要為鋁或銅的金屬基 底，上面提供有一般是銅的金屬薄層，在該處產(chǎn)生通過電路設(shè)計(jì)界定的傳導(dǎo) 跡線，從而產(chǎn)生充分焊接到所述跡線的不同電子組件之間的連接。為了提供 傳導(dǎo)跡線與金屬基底之間的必要電絕緣，在其間引入介電材料，其保證了具 有最小熱阻的所需電絕緣。以此方式，避免了金屬之間的電接觸，同時(shí)提供了將準(zhǔn)許金屬基底吸收 在電路中累積的溫度并有助于其隨后的耗散的必要熱傳遞。
以上描述的結(jié)構(gòu)保證了高散熱，但其引入了在適用于此類印刷電路的電 子組件類型方面的主要限制，其中必須使用表面安裝裝置(S腦)，因?yàn)樾枰?插入的任何種類組件的組裝必然引起絕緣的損失，這歸因于經(jīng)由實(shí)際組件(插 入引腳)在耗散基底的金屬與傳導(dǎo)跡線之間的電連接，或歸因于實(shí)際的焊接 過程。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種印刷電路板，其維持較高的熱耗散容量， 從而準(zhǔn)許安裝用于插入的電子組件，進(jìn)而也使其制造方法成為必要。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)所提出的目的，構(gòu)思出一種印刷電路板，其屮為容納插入組件 的引腳而提供的金屬基底的鉆孔充分絕緣。制造所述印刷電路板、在其中產(chǎn) 生和維持鉆孔的絕緣的程序是本發(fā)明的目的。
為此，從用作印刷電路的耗散器的金屬基底開始，上面在若干區(qū)域中鉆 有孔，稍后必須在所述孔處將電子組件插入完成的印刷電路板。
接著，繼續(xù)借助于施加具有絕緣性質(zhì)的樹脂來填充已加工的鉆孔，使得 孔被完全浸沒且由所述樹脂填滿。此操作是最細(xì)致的一個(gè)操作，因?yàn)榇_保樹 脂不會(huì)溢出穿過鉆孔的下部并粘附到與傳導(dǎo)跡線相對(duì)的金屬基底的表面較重 要。
為了實(shí)現(xiàn)此目的，填充的樹脂以及其絕緣性質(zhì)還必須在其物理性質(zhì)方面 提供某些特性，所述特性又準(zhǔn)許其具有穿透鉆孔內(nèi)部的流動(dòng)性以及將保證鉆 孔內(nèi)部的完全涂覆的觸變性。然而，這不足以實(shí)現(xiàn)所提出的目的，因此必須 針對(duì)用于施加填充樹脂的構(gòu)件采取特定措施。在我們的情況中，抽吸系統(tǒng)己 用于傳導(dǎo)跡線的絲網(wǎng)印刷，其經(jīng)過適當(dāng)修改。
通常，用于制造印刷電路的印刷機(jī)包含作為機(jī)器一部分的抽吸系統(tǒng)。此 系統(tǒng)提供于印刷板上，換句話說，提供于上面將進(jìn)行印刷的放置材料的表面上。目的是保證材料的連接定位、平坦性以及緊固，以便能夠以必要的精度 執(zhí)行絲網(wǎng)印刷。
抽吸系統(tǒng)是借助于泵以及抽吸孔陣列而實(shí)現(xiàn)的，所述抽吸孔以規(guī)則間距 分布在印刷板上且用于容納將印刷的材料。
在我們關(guān)注的尋求用絕緣樹脂完全覆蓋鉆孔的情況下，相同的抽吸系統(tǒng) 可適于保證樹脂"落"到孔內(nèi)。待解決的問題是，如果經(jīng)鉆孔的金屬基底沉 積在平坦表面上，那么在另一端開放的鉆孔變?yōu)楸欢伦?，且由堵塞在其中?空氣施加的壓力大于填充樹脂的注射壓力，因此樹脂無法均勻地穿透進(jìn)入鉆 孔中。所提出的解決方案包括經(jīng)由在金屬基底擱置的表面上提供的小抽吸孔 吸出堵塞的空氣。
然而，印刷機(jī)的板上抽吸點(diǎn)的習(xí)慣分布是規(guī)則的，因?yàn)槠淠康陌ㄊ箾] 有鉆孔的材料板保持固定。因此，必須提供抽吸模板，其布置在機(jī)器的板上 方且與其分離，并具備與我們需要用填充樹脂覆蓋的金屬基底鉆孔對(duì)應(yīng)而定 位的抽吸孔。以此方式，且通過金屬基底與抽吸模板之間的正確相對(duì)定位， 保證了將填滿樹脂的所有鉆孔獲得必要的抽吸，以避免原本將阻止樹脂"下 落"的壓力。
抽吸孔將總是具有顯著小于待填充的鉆孔直徑的直徑，以便防止在金屬 基底與抽吸模板之間引入樹脂。在填充樹脂的注射過程中，抽吸的強(qiáng)度以及 樹脂的注射壓力是獲得所需質(zhì)量的關(guān)鍵因素。兩個(gè)參數(shù)與抽吸孔直徑以及樹 脂物理特性的組合取決于所制造電路的設(shè)計(jì)且必須通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)方法來調(diào) 節(jié)。
一旦在金屬基底上制成的鉆孔已被樹脂填滿，那么就繼續(xù)施加電介質(zhì)， 其準(zhǔn)許正確的粘附金屬薄層，在所述金屬薄層處將完成傳導(dǎo)跡線的稍后設(shè)計(jì)， 其又保證所述兩個(gè)金屬部件之間的電絕緣。
在并入金屬薄層的過程之后，獲得構(gòu)成嚴(yán)格意義上的板的組合件，在所 述板上形成傳導(dǎo)跡線以使得在充分形成跡線后其將稍后準(zhǔn)許在待組合的不同
5電子組件之間建立連接。
接下來可施加焊接掩模、識(shí)別墨水或新的傳導(dǎo)墨水，以便完成所需印刷 電路的設(shè)計(jì)。
最后，對(duì)板進(jìn)行模壓，以便準(zhǔn)許安裝插入組件，應(yīng)牢記，模必須具有小 于先前制成且填滿絕緣樹脂(如所描述)的初始鉆孔的直徑，且模必須在其 上完全位于中心并定位。以此方式，由于覆蓋新的鉆孔的壁的絕緣樹脂，保 證了組合件的金屬部件之間的正確絕緣。


為了補(bǔ)充以上描述，且旨在幫助更好地理解本發(fā)明的特征，將基于伴隨 此說明書的一組平面圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，且其中基于指向和非限 制地呈現(xiàn)以下圖式
圖1展示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所生產(chǎn)的印刷電路板。
圖2展示構(gòu)成耗散元件的金屬基底的橫截面。
圖3展示在鉆孔階段之后金屬基底的橫截面。
圖4展示用絕緣樹脂填充鉆孔的階段中涉及的不同元件的布置的橫截面。
圖5展示具有填滿絕緣樹脂的鉆孔的金屬基底板的橫截面。
圖6展示絕緣電介質(zhì)的布置的橫截面。
圖7展示在施加金屬薄層之后的組合件的橫截面。
圖8展示在施加抗化學(xué)侵蝕的墨水之后的組合件的橫截面。
圖9展示在化學(xué)侵蝕之后的組合件的橫截面。
圖IO展示在印刷焊接掩模之后的組合件的橫截面。
圖11展示用于插入組件的最終模的橫截面。
在以上圖中，參考標(biāo)號(hào)指代以下部件和元件
1. 金屬基底板
2. 鉆孔
63.抽吸模板4.抽吸孔5.注射頭6.注射孔7.絕緣樹脂8.電介質(zhì)9.金屬薄層10.未受保護(hù)區(qū)域11.輔助墨水12.插入模13.抗蝕刻墨水
具體實(shí)施例方式
如圖中可見，程序開始于金屬基底(1)，在其上將實(shí)施模壓操作，從而
獲得鉆孔(2)，其數(shù)量上和位置上足以用于稍后插入電路的電子組件。參見 圖2和3。
接下來，將金屬基底板(1)沉積在抽吸模板(3)上，所述抽吸模板(3) 具備與鉆孔(2)對(duì)應(yīng)地布置的適當(dāng)抽吸孔(4)。具備具有與鉆孔(2)相同 直徑的注射孔(6)的印刷機(jī)的注射頭(5)位于金屬基底(1)上。參見圖4。
接著在某一壓力下將絕緣樹脂(7)施加到組合件，同時(shí)經(jīng)由抽吸孔(4) 從鉆孔(2)抽空空氣，直到鉆孔(2)被填滿，如圖5可見。通過暴露于紫
外光而獲得的丙烯酸酯聚合物有利地用作絕緣樹脂(7)，更特定來說是
ELECTRA公司的Durashield V42 Mono Filter。
以此方式，再次獲得緊湊的區(qū)塊，在其上施加介電層(8)。參看圖6。 將金屬薄層(9)沉積在所形成的組合件上，所述薄層構(gòu)成電路的傳導(dǎo)元
件。參見圖7。
借助于施加抗蝕刻墨水(13)以及通過照相印刷和/或絲網(wǎng)印刷技術(shù)對(duì)其進(jìn)行印刷(所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的)，使金屬薄層(9)的特定區(qū)域 不受保護(hù)。參見圖8。
在化學(xué)侵蝕(所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的)之后，且一旦抗蝕刻墨
水(13)被消除，那么將留下界定的電路，其由金屬薄層(9)所形成的傳導(dǎo) 跡線組成，所述金屬薄層(9)已在未受保護(hù)的區(qū)域(10)中被抗蝕刻墨水(13) 侵蝕。參見圖9。
接下來，繼續(xù)施加輔助墨水(11)，例如可能是焊接掩模、識(shí)別墨水、傳 導(dǎo)墨水等，其構(gòu)成印刷電路板。參見圖IO。
最終，如圖ll所示，對(duì)組合件繼續(xù)進(jìn)行模壓，從而獲得具有小于對(duì)應(yīng)鉆 孔(2)的直徑的插入模(12)，因此其保持涂覆有絕緣樹脂(7)，這保證了 在金屬基底(1)與插入組件的引腳之間無法存在任何電接觸。參見圖ll。
相信沒有必要再進(jìn)行任何更多的描述以使所屬領(lǐng)域的任何技術(shù)人員可了 解本發(fā)明的范圍以及從其得到的優(yōu)點(diǎn)。出于相同原因，未詳細(xì)描述印刷電路 制造中廣泛已知的某些工藝。
權(quán)利要求
1. 一種使用適于插入非表面組件的高導(dǎo)熱性基底材料制造印刷電路板的方法，其特征在于包括以下步驟-模壓金屬板(1)以便獲得數(shù)量上和位置上足以用于插入非表面組件的鉆孔(2)；-將所述金屬基底板(1)布置在抽吸模板(3)上，所述抽吸模板(3)具備與所述鉆孔(2)對(duì)應(yīng)地布置的抽吸孔(4)；-把常規(guī)印刷機(jī)的注射頭(5)下降到所述金屬基底板(1)上并經(jīng)由注射孔(6)注射絕緣樹脂(7)，同時(shí)所述鉆孔(2)中的空氣經(jīng)由所述抽吸孔(4)排空；-將電介質(zhì)層(8)敷用施加在上述步驟獲得的組合件上；-沉積形成金屬薄層(9)；-應(yīng)用抗蝕刻墨水(13)并使用常規(guī)技術(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)印刷所述電路；-化學(xué)侵蝕未受所述抗蝕刻墨水(13)保護(hù)的區(qū)域(10)以便在所述金屬薄層(9)上產(chǎn)生傳導(dǎo)跡線；-以常規(guī)方式敷用施加例如焊接掩模的輔助墨水(11)，-模壓以上述方式獲得的組合件，以便獲得具有小于所述對(duì)應(yīng)鉆孔(2)的直徑的插入模(12)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用適于插入非表面組件的高導(dǎo)熱性基 底材料制造印刷電路板的方法，其特征在于所述絕緣樹脂(7)包括通過暴 露于紫外光而獲得的一種丙烯酸酯聚合物。
全文摘要
本發(fā)明是使用適于插入非表面組件的高導(dǎo)熱性基底材料制造印刷電路板的方法，包括以下基本步驟模壓金屬板(1)以便獲得數(shù)量上和位置上足以用于插入非表面組件的鉆孔(2)，將所述金屬基底板(1)布置在抽吸模板(3)上，所述抽吸模板(3)具備與所述鉆孔(2)對(duì)應(yīng)地布置的抽吸孔(4)，使常規(guī)印刷機(jī)的注射頭(5)下降到所述金屬基底板(1)上并經(jīng)由注射孔(6)注射絕緣樹脂(7)，同時(shí)經(jīng)由所述抽吸孔(4)從所述鉆孔(2)抽空空氣，以及模壓如此獲得的組合件，以便獲得具有小于所述對(duì)應(yīng)初始鉆孔(2)的直徑的插入模(12)。
文檔編號(hào)H05K3/02GK101466202SQ20081019063
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者阿若拉 胡安·龍格拉斯 申請(qǐng)人:歐瑟公司