一种5G基站用高频高速PCB板及其制作方法

技术领域

本发明涉及PCB领域，尤其涉及一种5G基站用高频高速PCB板及其制作方法。

背景技术

PCB板又称为印制电路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，电子元器件电气相互连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。现有的PCB板主要采用单层结构，但是单层的PCB板频率较低，无法满足现如今5G基站高频高速的要求，因此为了实现使PCB板到达高频高速的功能的目的，现有技术通常采用将原本单层的PCB板组合成多层，进而提高PCB板的功能，但是提高PCB板功能的同时也使得多层结构的PCB板散热能力较差，导致PCB板工作时温度较高，容易损伤PCB板上的元件并降低PCB板的使用寿命。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种5G基站用高频高速PCB板，用于解决现有的多层PCB板散热效果差，导致PCB板上的元件易损坏以及PCB板的使用寿命较短的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种5G基站用高频高速PCB板，包括：

组合型PCB主体，所述组合型PCB主体包括若干相互堆叠的内层芯板，以及设置于所述内层板芯之间用于提高所述内层芯板散热性能的散热层；

功耗元件，所述功耗元件设置于所述组合型PCB主体表面，且所述功耗元件与所述组合型PCB主体电性连接，所述功耗元件所处位置的所述组合型PCB主体上开设有导热孔，所述导热孔贯通所述组合型PCB主体；

导热部，所述导热部嵌入设置于所述导热孔内，所述导热部用于将所述功耗元件产生的热量进行快速导通散发。

在一个实施例中，所述组合型PCB主体上靠近所述功耗元件的位置上设置有若干散热孔，所述散热孔贯通所述组合型PCB主体，所述散热孔用于提高所述组合型PCB主体内部的散热层的散热能力。

在一个实施例中，所述导热部包括：

导热块，所述导热块嵌设于所述导热孔内；

若干热压往复运动结构，所述热压循环往复结构设置于所述导热块内部，且所述热压往复运动结构的运动方向相同，所述热压往复运动结构在所述导热块的内部热量作用下自发往复运动；

散热活塞部，所述散热活塞部设置于所述导热块内，且所述散热活塞部的一端与所述功耗元件相接触，所述散热活塞部通过连杆与所述热压往复运动结构相连接，使得在所述热压往复运动结构的驱动下，所述散热活塞部同样做往复运动，进而提高所述功耗元件与所述散热活塞部接触面上的气流流通速度。

在一个实施例中，所述导热块包括大端以及小端，所述导热块的小端与所述功耗元件接触，所述大端用于传导并散发所述小端吸收的所述功耗元件上的热量；

所述热压往复运动结构设置于所述导热块的小端内。

在一个实施例中，所述热压往复运动结构包括：

第一活塞腔室，所述第一活塞腔室设置于所述导热块内部；

第一活塞，所述第一活塞滑动配合于所述第一活塞腔室内，所述第一活塞将所述第一活塞腔室分隔成两个相互独立的腔室，远离所述功耗元件的腔室的侧面设置有与外界连通的第一卸压孔；

第一弹性件，所述第一弹性件的一端与靠近所述功耗元件的第一活塞腔室内壁相连，所述第一弹性件的另一端与所述第一活塞端部相连接；

第一活塞杆，所述第一活塞杆的一端与所述第一活塞相连接，所述第一活塞杆的另一端贯通所述第一活塞腔室上远离所述功耗元件的一端，且所述第一活塞杆通过连杆与所述散热活塞部相连接。

在一个实施例中，所述第一活塞包括：

第一主活塞，所述第一主活塞的侧面滑动配合于所述第一活塞腔室的内壁上，所述第一主活塞的一端与所述第一活塞杆相连接，所述第一主活塞上远离所述第一活塞杆的一侧设置有凹槽，且所述第一主活塞上设置有第二卸压孔，所述第二卸压孔贯通所述第一主活塞；

第一副活塞，所述第一副活塞设置于所述第一主活塞远离所述第一活塞杆的一侧，所述第一副活塞的一侧与所述第一弹性件相连接，所述第一副活塞的另一侧覆盖于所述第二卸压孔上，所述第一主活塞与所述第一副活塞之间通过第二弹性件相连接。

在一个实施例中，所述散热活塞部包括：

第二活塞腔室，所述第二活塞腔室设置于所述导热块内部，且所述第二活塞腔室的一端贯通所述导热块上与所述功耗元件相接触的面；

第二活塞，所述第二活塞滑动配合于所述第二活塞腔室内，所述第二活塞将所述第二活塞腔室分隔成两部分；

第二活塞杆，所述第二活塞杆一端与所述第二活塞相连接，所述第二活塞杆的另一端贯通所述第二活塞腔室并通过连杆与所述热压往复运动结构相连接。

在一个实施例中，所述导热块与所述功耗元件接触面上设置有若干金属导热柱，所述金属导热柱之间存在间隙，使得所述散热活塞部内的第二活塞运动时，外界的空气更易通过所述功耗元件以及所述导热块之间的间隙进入到第二活塞腔室内，进而提高所述功耗元件靠近所述导热块面上的气体流通速度。

在一个实施例中，所述导热块内部设置有连通气道，所述连通气道的一端连通所述第二活塞腔室，所述连通气道的另一端连通所述散热层；

所述散热层内部设置纵横交错的散热通道，所述散热通道与所述连通气道相连通，使得所述第二活塞腔室内的气体通入到所述散热层内部，提高所述散热层的散热性能。

本发明的另一个目的在于提供一种制作PCB板的制作方法，用于制作上述任意一项实施例所述的5G基站用高频高速PCB板，所述制作PCB板的制作方法包括以下步骤：

S1、制作内层芯板、散热层以及导热部；

S2、在内层芯板以及散热层的相应位置上开设导热孔；

S3、将开设好导热孔的内层芯板以及散热层交替堆叠，并且在内层芯板以及散热层的接触面上添加半固化片；

S4、将堆叠好的内层芯板以及散热层进行压合，制成组合型PCB主体；

S5、将导热部组装至导热孔内；

S6、于导热部周围的组合型PCB主体上安装功耗元件，并使得功耗元件与导热部相接触；

S7、对组装完成的PCB板进行功能以及散热性能的检测。

本发明实施例中上述的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的5G基站用高频高速PCB板包括组合型PCB主体、功耗元件、导热部，其中组合型PCB主体包括若干相互堆叠的内层芯板，以及设置于内层板芯之间用于提高内层芯板散热性能的散热层。功耗元件设置于组合型PCB主体表面，且功耗元件与组合型PCB主体电性连接，功耗元件所处位置的组合型PCB主体上开设有导热孔，导热孔贯通组合型PCB主体。导热部嵌入设置于导热孔内，导热部用于将功耗元件产生的热量进行快速导通散发。通过将单层的内层板芯以及散热层压合成多层的PCB板，提高PCB板的频率，并且采用夹层的散热层对内层板芯进行散热，同时在功耗元件下方的组合型PCB主体上开设导热孔并嵌入导热部，通过导热部将功耗元件工作时散发的热量进行传导散发，提高PCB板的散热性能，进而在满足PCB板的功能(高频率高反应速度)的同时又可以使得PCB板的散热性能较好，避免PCB板在长时间工作时，由于散热问题而导致PCB板受损，进而提高PCB板的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的5G基站用高频高速PCB板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供热压往复运动结构内的活塞运动至离功耗元件最远处时的5G基站用高频高速PCB板的结构示意图；

图3为图1中A处的局部放大视图；

图4为图1中B处的局部放大视图；

图5为第一弹性件拉动第一活塞回缩时第一活塞的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的散热层的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1、组合型PCB主体；2、功耗元件；3、导热部；11、内层板芯；12、散热层；13、散热孔；31、导热块；32、热压往复运动结构；33、散热活塞部；34、连杆；35、金属导热柱；121、泡沫金属层；122、散热通道；123、导热铜片；311、连通气道；321、第一活塞腔室；322、第一活塞；323、第一弹性件；324、第一活塞杆；331、第二活塞腔室；332、第二活塞；333、第二活塞杆；3211、第一卸压孔；3221、第一主活塞；3222、第一副活塞；3223、第二弹性件；32211、第二卸压孔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅1图至图2，本申请实施例提供了一种5G基站用高频高速PCB板包括组合型PCB主体1、功耗元件2、导热部3，其中组合型PCB主体1包括若干相互堆叠的内层芯板，以及设置于内层板芯11之间用于提高内层芯板散热性能的散热层12。功耗元件2设置于组合型PCB主体1表面，且功耗元件2与组合型PCB主体1电性连接，功耗元件2所处位置的组合型PCB主体1上开设有导热孔，导热孔贯通组合型PCB主体1。导热部3嵌入设置于导热孔内，导热部3用于将功耗元件2产生的热量进行快速导通散发。通过将单层的内层板芯11以及散热层12压合成多层的PCB板，提高PCB板的频率，并且采用夹层的散热层12对内层板芯11进行散热，同时在功耗元件2下方的组合型PCB主体1上开设导热孔并嵌入导热部3，通过导热部3将功耗元件2工作时散发的热量进行传导散发，提高PCB板的散热性能，进而在满足PCB板的功能(高频率高反应速度)的同时又可以使得PCB板的散热性能较好，避免PCB板在长时间工作时，由于散热问题而导致PCB板受损，进而提高PCB板的使用寿命。

在一个实施例中，组合型PCB主体1上靠近功耗元件2的位置上设置有若干散热孔13，散热孔13贯通组合型PCB主体1，散热孔13用于提高组合型PCB主体1内部的散热层12的散热能力。散热孔13的内壁上涂覆有散热涂层，使得散热层12内的热量可以更好的传导至散热孔13内，并通过散热孔13将热量传导散发至周围的环境中，提高散热层12的散热能力，进而提高PCB板的散热能力。

在一个实施例中，导热部3包括导热块31、若干热压往复运动结构32、散热活塞部33。其中，导热块31嵌设于导热孔内，导热块31用于将功耗元件2工作时产出的热量进行传导并发散，避免功耗元件2聚集热量。热压循环往复结构设置于导热块31内部，且热压往复运动结构32的运动方向相同，热压往复运动结构32在导热块31的内部热量作用下自发往复运动，热压循环往复结构采用功耗元件2工作时产生的热量，使热压循环往复结构内部的空气膨胀，进而使得散热活塞部33发生运动。散热活塞部33设置于导热块31内，且散热活塞部33的一端与功耗元件2相接触，散热活塞部33通过连杆34与热压往复运动结构32相连接，使得在热压往复运动结构32的驱动下，散热活塞部33同样做往复运动，散热活塞部33运动，使得散热活塞部33内部的气体透过高功耗元件2与散热活塞部33接触面进出，进而提高功耗元件2与散热活塞部33接触面上的气流流通速度，提高气体的流动速度即可提高对流换热的能力，进而使得功耗元件2的散热能力更强。

进一步地，导热部3还包括设置在远离功耗元件2一端的散热层12，散热层12采用泡沫金属材料制成(如泡沫铝泡沫镁等)，提高散热层12与外界空气的接触面积，进而提高散热层12的散热能力，进而使得导热块31可以更快的将功耗元件2上的热量进行吸收，提高PCB板的散热能力。

在一个实施例中，导热块31包括大端以及小端，导热块31的小端与功耗元件2接触，大端用于传导并散发小端吸收的功耗元件2上的热量。小端的大小接近功耗元件2的大小，同通过将导热块31设置成一端大一端小的结构，使得当导热块31的小端从功耗元件2上吸收热量后，导热块31的大端的面积以及体积均大于导热块31的小端，使得导热块31内的热量可以快速的由导热块31的大端进行传导并散发，保障导热块31的导热效果。热压往复运动结构32设置于导热块31的小端内。由于导热块31的小端靠近功耗元件2，导热块31的小端的温度较导热块31的大端更高，而更高的温度有利于使热压往复运动结构32内部的气体膨胀的更加块，进而提高热压往复运动结构32的运动速度，进而提高散热活塞部33的运动速度(热压往复运动结构32与散热活塞部33相连接)，进而提高散热活塞部33的散热降温能力。

请参阅图1或图2，在一个实施例中，热压往复运动结构32包括第一活塞腔室321、第一活塞322、第一弹性件323、第一活塞杆324。其中，第一活塞腔室321设置于导热块31内部。优选地第一活塞腔室321靠近功耗元件2，使得第一活塞腔室321处于更高的温度(导热块31内的热量主要来源于功耗元件2)，进而使得第一活塞腔室321内的气体膨胀的速度更加快。第一活塞322滑动配合于第一活塞腔室321内，第一活塞322将第一活塞腔室321分隔成两个相互独立的腔室，其中，靠近功耗元件2的腔室为密封腔室。远离功耗元件2的第一活塞腔室321的侧面设置有与外界连通的第一卸压孔3211，第一卸压孔3211一端连通第一活塞腔室321，另一端与外界空气相连通。第一弹性件323的一端与靠近功耗元件2的第一活塞腔室321内壁相连，第一弹性件323的另一端与第一活塞322端部相连接，其中第一弹性件323可以采用弹簧、弹片等具有弹性的结构。第一活塞杆324的一端与第一活塞322相连接，第一活塞杆324的另一端贯通第一活塞腔室321上远离功耗元件2的一端，且第一活塞杆324通过连杆34与散热活塞部33相连接。

当PCB板进行工作时，功耗元件2开始发热，热量传递至导热块31上，进而使得第一活塞腔室321内的气体温度上升，使得第一活塞腔室321内气体发生膨胀，进而导致第一活塞腔室321内的气压变大，并大于外界气压，使得第一活塞322在压差的作用下克服第一弹性件323朝着远离功耗元件2的方向滑动，第一活塞322运动并带动第一活塞杆324运动，而第一活塞杆324通过连杆34与散热活塞部33相连接，进而使得散热活塞部33伴随着第一活塞杆324运动而运动。当第一活塞腔室321内的气体持续膨胀导致第一活塞322运动至第一卸压孔3211位置时(如图2所示位置)，第一卸压孔3211与第一活塞腔室321内的高压端相连通，使得第一活塞腔室321内的高压气体通过第一卸压孔3211向外排出，使得第一活塞腔室321内的气体下降至常压，进而在第一弹性件323的弹力作用下，第一活塞322朝着靠近功耗元件2方向运动，直至第一弹性件323给予第一活塞322的弹力逐渐变小后停止运动，并完成一次往复运动，而后在导热块31给予的热量的作用下，第一活塞腔室321内的气体再次发生膨胀并重复上述运动，使得第一活塞杆324驱动散热活塞部33做往复直线运动。

请参阅图4或图5，在一个实施例中，第一活塞322包括第一主活塞3221、第一副活塞3222。第一主活塞3221的侧面滑动配合于第一活塞腔室321的内壁上，第一主活塞3221的一端与第一活塞杆324相连接，第一主活塞3221上远离第一活塞杆324的一侧设置有凹槽，且第一主活塞3221上设置有第二卸压孔32211，第二卸压孔32211贯通第一主活塞3221。第一副活塞3222设置于第一主活塞3221远离第一活塞杆324的一侧，第一副活塞3222的一侧与第一弹性件323相连接，第一副活塞3222的另一侧覆盖于第二卸压孔32211上，第一主活塞3221与第一副活塞3222之间通过第二弹性件3223相连接。

当第一活塞322处于在高压气体的推动下朝着远离功耗元件2方向运动时，第一活塞322处于如图4所示状态，高压气体的压力主要作用于第一副活塞3222上，再由第一副活塞3222将压力传递至第一主活塞3221，此时第二弹性件3223(弹簧或弹片等具有弹性的部件)处于被拉伸状态，使得在第二弹性件3223的弹力作用以及第一活塞腔室321内高压气体的压力作用下，第一副活塞3222与第一主活塞3221紧密接触，导致第二卸压孔32211处于密闭状态，使得第一活塞322至功耗元件2之间的第一活塞腔室321处于密闭状态，使得该段腔室内的气压压力可以保持高压不会泄露，进而确保第一活塞322可在气压压力的作用下朝着远离功耗元件2方向运动。

当第一活塞322运动至第一卸压孔3211并完成卸压，在第一弹性件323的弹力作用下朝着靠近功耗元件2方向运动时，第一活塞322处于如图5所示状态。由于此时第一活塞腔室321内的气压压力较低，在第一弹性件323的弹力作用下，第一弹性件323拉着第一副活塞3222，第一副活塞3222通过第二弹性件3223将弹力传递给第一主活塞3221，由于此时的第一活塞腔室321(第一活塞322至功耗元件2之间的那段腔室)内还存在气体，导致第一活塞322运动时受气压阻碍，而此时第一副活塞3222与第一主活塞3221之间存在间隙，使得第一活塞腔室321内的气体可以通过第二卸压孔32211相外排出，避免气压阻碍第一活塞322做朝着靠近功耗元件2方向运动，进而使得第一活塞322的运动幅度更大，进而提高散热活塞部33的运动幅度，使得散热活塞部33的散热性能更好，进而提高PCB板的散热性能。

请参阅图1或图2，在一个实施例中，散热活塞部33包括第二活塞腔室331、第二活塞332、第二活塞杆333。第二活塞腔室331设置于导热块31内部，且第二活塞腔室331的一端贯通导热块31上与功耗元件2相接触的面。第二活塞332滑动配合于第二活塞腔室331内，第二活塞332将第二活塞腔室331分隔成两部分。第二活塞杆333一端与第二活塞332相连接，第二活塞杆333的另一端贯通第二活塞腔室331并通过连杆34与热压往复运动结构32相连接。在热压往复运动结构32的驱动下，第二活塞杆333带动第二活塞332往复运动，同时第二活塞332运动使得第二活塞腔室331内的气体由于腔室空间的变化而沿着功耗元件2以及导热块31之间的间隙出入第二活塞腔室331，进而提高功耗元件2表面的气体流速，使得功耗元件2上的热量可以更快的被气体带走，进而提高PCB板的散热能力。

在一个实施例中，导热块31与功耗元件2接触面上设置有若干金属导热柱35，金属导热柱35之间存在间隙，使得散热活塞部33内的第二活塞332运动时，外界的空气更易通过功耗元件2以及导热块31之间的间隙进入到第二活塞腔室331内，进而提高功耗元件2靠近导热块31面上的气体流通速度。金属导热柱35金属(铜、铝等金属)导热柱可以将功耗元件2上的热量传递至导热块31上，降低功耗元件2上的热量。

在一个实施例中，导热块31内部设置有连通气道311，连通气道311的一端连通第二活塞腔室331，连通气道311的另一端连通散热层12。散热层12内部包括泡沫金属层121，散热层12表面覆盖导热铜片123，散热层12内部还设置有纵横交错的散热通道122，散热通道122与连通气道311相连通，使得第二活塞腔室331内的气体通入到散热层12内部，提高散热层12的散热性能。当热压往复运动结构32驱动散热活塞部33时，第二活塞332腔内的气体还可以通过连通气道311将气体排入散热层12内，提高散热层12内部的散热通道122内的气体流速，进而提高散热层12的散热效果，进而提高PCB板的散热能力。

本申请实施例还提供了一种制作PCB板的制作方法，用于制作上述任意一项实施例中的5G基站用高频高速PCB板，制作PCB板的制作方法包括以下步骤：

S1、制作内层芯板、散热层12以及导热部3；

S2、在内层芯板以及散热层12的相应位置上开设导热孔；

S3、将开设好导热孔的内层芯板以及散热层12交替堆叠，并且在内层芯板以及散热层12的接触面上添加半固化片；

S4、将堆叠好的内层芯板以及散热层12进行压合，制成组合型PCB主体1；

S5、将导热部3组装至导热孔内；

S6、于导热部3周围的组合型PCB主体1上安装功耗元件2，并使得功耗元件2与导热部3相接触；

S7、对组装完成的PCB板进行功能以及散热性能的检测。

通过采用本方法制作的PCB板不仅能够满足5G基站的高频高速需求，同时还可以确保PCB板的散热性能，避免5G基站用高频高速PCB板在长时间工作后发热而受损，进而提高PCB板的使用寿命。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。