具有散热结构的电路板及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种电路板领域，尤其涉及一种具有散热结构的电路板及其制作方法。

背景技术

随着5G技术的发展，电子产品向高度集成化以及小型化等方向发展，使得电子组件的组装密度也越来越高，功率消耗也越来越大。因此，电子产品中的线路板的散热需求也越来越高。目前线路板的散热性能并不能满足需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有散热结构的电路板，其散热效果好且结构简单。

还提供一种散热效果好且工艺简单具有散热结构的电路板的制作方法。

一种具有散热结构的电路板，包括多层电路基板、电子元件、第一记忆金属导热部以及金属屏蔽罩，自所述多层电路基板的第一侧向内开设一开窗，且所述多层电路基板包括对应所述开窗背离所述第一侧的一端设置且外露的金属部，所述多层电路基板从所述开窗露出的侧壁覆盖金属膜，所述金属屏蔽罩设置于所述多层电路基板的第一侧并覆盖所述开窗，所述电子元件安装于所述开窗内，且所述第一记忆金属导热部设于所述电子元件朝向所述金属膜的表面；其中，当所述第一记忆金属导热部的温度低于第一记忆温度时，所述第一记忆金属导热部与所述电子元件接触且与所述金属膜隔开；当所述第一记忆金属导热部的温度高于所述第一记忆温度时，所述第一记忆金属导热部变形并抵接于所述电子元件与所述金属膜之间。

作为本申请的一种方案，所述具有散热结构的电路板还包括设于所述电子元件背离所述金属部的表面的第二记忆金属导热部；其中，当所述第二记忆金属导热部的温度低于第二记忆温度时，所述第二记忆金属导热部与所述电子元件接触并与所述金属屏蔽罩隔开；当所述第二记忆金属导热部的温度高于所述第二记忆温度时，所述第二记忆金属导热部变形并抵接于所述电子元件与所述金属屏蔽罩之间。

作为本申请的一种方案，所述第一记忆金属导热部的中间区域以及所述第二记忆金属导热部的中间区域分别与所述电子元件固定，所述第一记忆金属导热部的温度高于所述第一记忆温度与所述第二记忆金属导热部的温度高于所述第二记忆温度变形后，所述第一记忆金属导热部的端部与所述金属膜抵持，所述第二记忆金属导热部的端部与所述金属屏蔽罩抵持。

作为本申请的一种方案，所述第一记忆金属导热部通过胶粘、磁吸或焊接的方式与所述电子元件固定，所述第二记忆金属导热部通过胶粘、磁吸或焊接的方式与所述电子元件固定。

作为本申请的一种方案，所述第一记忆金属导热部包括镍-钛合金、铁基合金或铜基合金中的至少一种，所述第二记忆金属导热部包括镍-钛合金、铁基合金或铜基合金中的至少一种。

一种具有散热结构的电路板的制作方法，其包括以下步骤：

提供一多层电路基板，且自所述多层电路基板的第一侧向内开设一开窗，所述多层电路基板包括对应所述开窗背离所述第一侧的一端设置且外露的金属部，所述多层电路基板从所述开窗露出的侧壁覆盖金属膜；

将电子元件安装于所述开窗内，且所述电子元件朝向所述金属膜的表面设有第一记忆金属导热部，其中，当所述第一记忆金属导热部的温度低于第一记忆温度时，所述第一记忆金属导热部与所述电子元件接触且与所述金属膜隔开；当所述第一记忆金属导热部的温度高于所述第一记忆温度时，所述第一记忆金属导热部变形并抵接于所述电子元件与所述金属膜之间；以及

在所述多层电路基板的所述第一侧设置金属屏蔽罩，所述金属屏蔽罩覆盖所述开窗。

作为本申请的一种方案，所述电子元件背离所述金属部的表面还设有第二记忆金属导热部；在所述金属屏蔽罩覆盖所述开窗后，其中，当所述第二记忆金属导热部的温度低于第二记忆温度时，所述第二记忆金属导热部与所述电子元件接触并与所述金属屏蔽罩隔开；当所述第二记忆金属导热部的温度高于所述第二记忆温度时，所述第二记忆金属导热部变形并抵接于所述电子元件与所述金属屏蔽罩之间。

作为本申请的一种方案，所述第一记忆金属导热部的中间区域以及所述第二记忆金属导热部的中间区域分别与所述电子元件固定，所述第一记忆金属导热部的温度高于所述第一记忆温度与所述第二记忆金属导热部的温度高于所述第二记忆温度变形后，所述第一记忆金属导热部的端部与所述金属膜抵持，所述第二记忆金属导热部的端部与所述金属屏蔽罩抵持；所述第一记忆金属导热部通过胶粘、磁吸或焊接的方式与所述电子元件固定，所述第二记忆金属导热部通过胶粘、磁吸或焊接的方式与所述电子元件固定。

作为本申请的一种方案，所述第一记忆金属导热部包括镍-钛合金、铁基合金或铜基合金中的至少一种，所述第二记忆金属导热部包括镍-钛合金、铁基合金或铜基合金中的至少一种。

作为本申请的一种方案，所述多层电路基板的制备包括以下步骤：

提供一双面金属基板，包括依次层叠的第一金属箔、第一介电层以及第二金属箔；

对所述第一金属箔进行线路制作形成第一线路层，其中，所述第一线路层包括一开窗区；

将一设有第一开口的第一单面板压合于所述第一介电层背离所述第二金属箔的一侧，所述开窗区从所述第一开口露出；

对所述第一单面板进行线路制作，使所述第一单面板背离所述第一线路层的一侧对应形成第二线路层；

将一第二单面板压合于所述第二线路层，而后开设第二开口贯穿所述第二单面板以露出所述开窗区，从而获得一中间结构，其中，所述开窗区、所述第一开口以及所述第二开口构成一开窗；

在所述中间结构从所述开窗露出的侧壁上设置金属膜，并对所述中间结构进行线路制作，使所述中间结构对应所述第二金属箔的一侧形成第三线路层，所述中间结构背离所述第二金属箔的一侧形成第四线路层，其中，所述第三线路层包括对应所述开窗设置的金属部；以及

设置覆盖膜覆盖所述第三线路层以及所述第四线路层，其中，所述金属部从所述覆盖膜露出。

本申请的具有散热结构的电路板及其制作方法，内埋于所述多层电路基板中的电子元件的表面设有第一记忆金属导热部。在所述第一记忆金属导热部低于第一记忆温度时即所述电子元件的产热量较低时，所述第一记忆金属导热部仅与所述电子元件接触且与所述金属膜隔开，所述电子元件的热量通过与其电连接的所述金属部向外传导。在所述第一记忆金属导热部高于第一记忆温度时即所述电子元件的产热量较高时，所述第一记忆金属导热部变形使其抵接于所述电子元件与所述金属膜之间，此时，所述电子元件不仅能直接将热量传至与其电连接的所述金属部并向外扩散，还能够通过所述第一记忆金属导热部加快热量的传导，从而提升散热效率。

进一步地，内埋于所述多层电路基板中的电子元件朝向所述金属屏蔽罩的表面设有第二记忆金属导热部，在所述第二记忆金属导热部低于第二记忆温度时即所述电子元件的产热量较低时，所述第二记忆金属导热部仅与所述电子元件接触且与所述金属屏蔽罩隔开，所述电子元件的热量通过与其电连接的所述金属部向外传导或向所述多层电路基板的其他区域扩散。在所述第二记忆金属导热部的温度高于所述第二记忆温度时，所述第二记忆金属导热部变形使其抵接于所述电子元件与所述金属屏蔽罩之间。此时，所述第二记忆金属导热部能够将所述电子元件的热量快速地传递至所述金属屏蔽罩，而后热量通过所述金属屏蔽罩向外扩散，由此加速了对所述电子元件的热量的传导扩散，提升散热效率。

附图说明

图1为本申请一实施方式的设有开窗的多层电路基板的剖面示意图。

图2为在图1所示的开窗内设有带有第一记忆金属导热部的电子元件的剖面示意图。

图3为本申请一实施方式的具有散热结构的电路板的剖面示意图。

图4为图3所示的具有散热结构的电路板另一使用状态的剖面示意图。

图5为本申请一实施方式的双面金属基板的剖面示意图。

图6为图5所示的双面金属基板进行线路制作后的剖面示意图。

图7为在图6所示的线路制作后的双面金属基板上压合带第一开口的第一单面板的剖面示意图。

图8为图7所示的第一单面板进行线路制作后的剖面示意图。

图9为在图8所示的线路制作后的第一单面板上压合第二单面板的剖面示意图。

图10为本申请一实施方式的中间结构的剖面示意图。

图11为图10所示的中间结构上设置金属膜并进行线路制作后的剖面示意图。

图12为图11所示线路制作后的中间结构设置覆盖膜后的剖面示意图。

主要元件符号说明

多层电路基板 10

第一侧 10a

开窗 101

金属部 103

侧壁 104

金属膜 105

连接垫 106

连接部 102

电子元件 30

第一记忆金属导热部 40

第二记忆金属导热部 45

金属屏蔽罩 50

屏蔽空腔 55

双面金属基板 11

第一金属箔 111

第一介电层 113

第二金属箔 115

第一线路层 112

开窗区 110

第一开口 120

第一单面板 12

第三金属箔 121

第二介电层 123

第二线路层 122

第二单面板 13

第二开口 130

中间结构 10A

第四金属箔 131

第三介电层 133

第三线路层 116

第四线路层 132

覆盖膜 17

金属保护层 107

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

其中，记忆金属，是在一定温度范围下发生塑性形变后，在另一温度范围又能恢复原来宏观形状的特殊金属材料。形状记忆金属的高温相具有较高的结构对称性，通常为有序立方结构。在记忆温度(Ms温度,Martensite start温度)以下，单一取向的高温相转变成具有不同取向的马氏体变体。当在Ms温度以下使这种材料变形以制成元件时，材料内与应力方向处于不利地位的马氏体变体不断消减，处于有利地位的则不断生长，最后转变成具有单一取向的有序马氏体的元件。如再度加热到Ms点以上，这种对称性低的、单一取向的马氏体发生逆转变时，又形成先前的单一取向的高温相。对应于这种微观结构的可逆性转变，便恢复了材料在高温时的宏观形状，这就是所谓的单程形状记忆。经过某种工艺处理的记忆元件，冷却到Ms以下时，可恢复到低温时的形状，则称为双程形状记忆效应。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

请参阅图1至图4，本申请一实施方式提供的一种具有散热结构的电路板的制作方法，其包括以下步骤：

步骤S1，请参阅图1，提供一多层电路基板10且自所述多层电路基板10的第一侧10a沿厚度方向向内开设一开窗101，所述多层电路基板10包括对应所述开窗101背离所述第一侧10a的一端设置且外露的金属部103，且所述多层电路基板10从所述开窗101露出的侧壁104覆盖金属膜105。

在一些实施方式中，所述多层电路基板10还可包括设置于所述开窗101内并与所述金属部103电连接的连接垫106。

优选的，位于所述多层电路基板10的所述第一侧10a的线路层靠近所述开窗101的连接部102外露。

步骤S2，请参阅图2，将电子元件30安装于所述开窗101内，且所述电子元件30朝向所述金属膜105的表面设有第一记忆金属导热部40。其中，当所述第一记忆金属导热部40的温度低于第一记忆温度时，所述第一记忆金属导热部40仅与所述电子元件30接触且与所述金属膜105隔开，优选的，所述第一记忆金属导热部40与所述电子元件30的表面贴合；当所述第一记忆金属导热部40的温度高于所述第一记忆温度时，所述第一记忆金属导热部40变形使其抵接于所述电子元件30与所述金属膜105之间，从而通过所述第一记忆金属导热部40将所述电子元件30的热量快速地传递至所述金属膜105，而后热量通过所述多层电路基板10尤其是所述金属部103向外扩散，由此加速了对所述电子元件30的热量的传导扩散，提升散热效率。

在本实施方式中，所述第一记忆金属导热部40的中间区域可与所述电子元件30固定，当所述第一记忆金属导热部40的温度高于所述第一记忆温度时，所述第一记忆金属导热部40变形后所述第一记忆金属导热部40的端部与所述金属膜105抵持。所述第一记忆金属导热部40可通过但不仅限于胶粘、磁吸、焊接等方式与所述电子元件30固定。

优选的，所述第一记忆金属导热部40与所述电子元件30固定的区域对应所述电子元件30的热源区。

在其他一些实施方式中，所述第一记忆金属导热部40也可通过其他部位与所述电子元件30固定，变形后也可通过其他部位与所述金属膜105抵持。

所述第一记忆金属导热部40可包括但不仅限于镍-钛合金、铁基合金以及铜基合金等中的至少一种。

在本实施方式中，所述电子元件30背离所述金属部103的表面还可设有第二记忆金属导热部45。其中，当所述第二记忆金属导热部45的温度低于第二记忆温度时，所述第二记忆金属导热部45仅与所述电子元件30接触，优选的，所述第二记忆金属导热部45与所述电子元件30的表面贴合；当所述第二记忆金属导热部45的温度高于所述第二记忆温度时，所述第二记忆金属导热部45变形使其朝背离所述电子元件30的方向凸伸/翘曲。

在本实施方式中，所述第二记忆金属导热部45的中间区域可与所述电子元件30固定，当所述第二记忆金属导热部45的温度高于所述第二记忆温度时，所述第二记忆金属导热部45变形后所述第二记忆金属导热部45的端部朝背离所述电子元件30的方向翘曲。所述第二记忆金属导热部45可通过但不仅限于胶粘、磁吸、焊接等方式与所述电子元件30固定。

优选的，所述第二记忆金属导热部45与所述电子元件30固定的区域对应所述电子元件30的热源区。

在其他一些实施方式中，所述第二记忆金属导热部45也可通过其他部位与所述电子元件30固定，变形后也可为其他部位朝背离所述电子元件30的方向凸伸。

所述第二记忆金属导热部45可包括但不仅限于镍-钛合金、铁基合金以及铜基合金等中的至少一种。

在本实施方式中，所述电子元件30的连接端(图未标)可通过但不仅限于焊接、导电胶等方式与所述连接垫106电连接。

步骤S3，请参阅图3及图4，在所述多层电路基板10的所述第一侧10a设置金属屏蔽罩50，所述金属屏蔽罩50覆盖所述开窗101。其中，所述金属屏蔽罩50、所述金属膜105以及所述金属部103配合形成一屏蔽空腔55，以对所述电子元件30进行电磁屏蔽。

当所述第二记忆金属导热部45的温度低于所述第二记忆温度时，所述第二记忆金属导热部45与所述金属屏蔽罩50隔开。当所述第二记忆金属导热部45的温度高于所述第二记忆温度时，所述第二记忆金属导热部45变形使其抵接于所述电子元件30与所述金属屏蔽罩50之间，从而通过所述第二记忆金属导热部45将所述电子元件30的热量快速地传递至所述金属屏蔽罩50，而后热量通过所述金属屏蔽罩50向外扩散，由此加速了对所述电子元件30的热量的传导扩散，提升散热效率。

优选的，所述金属屏蔽罩50安装于所述多层电路基板10的所述第一侧10a的线路层靠近所述开窗101的连接部102，有利于提升电磁屏蔽效果。

所述多层电路基板10可为三层线路板、四层线路板、五层线路板等。在本实施方式中，以所述多层电路基板10为四层线路板为例进行说明。

所述多层电路基板10可通过但不仅限于以下方法制得，所述方法包括以下步骤：

步骤S11，请参阅图5，提供一双面金属基板11，包括沿厚度方向依次层叠的第一金属箔111、第一介电层113以及第二金属箔115。

步骤S12，请参阅图6，对所述第一金属箔111进行线路制作形成第一线路层112，其中，所述第一线路层112包括一开窗区110。

在一些实施方式中，所述开窗区110可包括若干个连接垫106。

步骤S13，请参阅图7，将一设有第一开口120的第一单面板12压合于所述第一介电层113背离所述第二金属箔115的一侧，所述开窗区110从所述第一开口120露出。

其中，所述第一单面板12沿所述厚度方向包括依次层叠的第三金属箔121以及第二介电层123。所述第二介电层123背离所述第三金属箔121的一侧与所述第一线路层112结合。

步骤S14，请参阅图8，对所述第一单面板12进行线路制作，使所述第一单面板12背离所述第一线路层112的一侧对应形成第二线路层122。

步骤S15，请参阅图9及图10，将一第二单面板13压合于所述第二线路层122，而后开设第二开口130贯穿所述第二单面板13以露出所述开窗区110，从而获得一中间结构10A。其中，所述开窗区110、所述第一开口120以及所述第二开口130构成一开窗101。

在一些实施方式中，所述第二开口130可通过但不仅限于激光切割、机械切割、钻孔等方式形成。

所述第二单面板13沿所述厚度方向包括依次层叠的第四金属箔131以及第三介电层133。所述第三介电层133背离所述第四金属箔131的一侧与所述第二线路层122结合。

步骤16，请参阅图11，在所述中间结构10A从所述开窗101露出的侧壁104上设置金属膜105，并对所述中间结构10A进行线路制作，使所述中间结构10A对应所述第二金属箔115的一侧形成第三线路层116，所述中间结构10A背离所述第二金属箔115的一侧形成第四线路层132。其中，所述第三线路层116包括对应所述开窗101设置的金属部103。

在一些实施方式中，在形成所述金属膜105的同时还可能在所述开窗101的底部形成金属层(图未示)，而后再去除所述金属层。

所述金属膜105和所述金属层可通过但不仅限于电镀的方式形成，所述金属层可通过但不仅限于激光烧蚀的方式去除。

步骤17，请参阅图12，设置覆盖膜17覆盖所述第三线路层116以及所述第四线路层132，其中，所述金属部103从所述覆盖膜17露出。

在本实施方式中，所述第四线路层132靠近所述开窗101的连接部102从所述覆盖膜17露出。

在一些实施方式中，制得所述多层电路基板10的方法还可包括步骤S18，请参阅图1，对所述金属膜105的表面进行处理形成金属保护层107，例如形成化金层。

还可对从所述覆盖膜17露出的所述金属部103以及从所述覆盖膜17露出的所述第四线路层132靠近所述开窗101的连接部进行处理形成金属保护层，例如形成化金层。

请参阅图3和图4，本申请的一实施方式的具有散热结构的电路板100，包括多层电路基板10、电子元件30、第一记忆金属导热部40以及金属屏蔽罩50。所述多层电路基板10包括自所述多层电路基板10的第一侧10a沿厚度方向向内开设的开窗101以及对应所述开窗101背离所述第一侧10a的一端设置且外露的金属部103。所述多层电路基板10从所述开窗101露出的侧壁104覆盖金属膜105。所述金属屏蔽罩50设置于所述多层电路基板10的第一侧10a并覆盖所述开窗101。所述电子元件30安装于所述开窗101内，且所述第一记忆金属导热部40设于所述电子元件30朝向所述金属膜105的表面。其中，当所述第一记忆金属导热部40的温度低于第一记忆温度时，所述第一记忆金属导热部40仅与所述电子元件30接触且与所述金属膜105隔开，优选的，所述第一记忆金属导热部40与所述电子元件30的表面贴合；当所述第一记忆金属导热部40的温度高于所述第一记忆温度时，所述第一记忆金属导热部40变形使其抵接于所述电子元件30与所述金属膜105之间，从而通过所述第一记忆金属导热部40将所述电子元件30的热量快速地传递至所述金属膜105，而后热量通过所述多层电路基板10尤其是所述金属部103向外扩散，由此加速了对所述电子元件30的热量的传导扩散，提升散热效率。

在本实施方式中，所述第一记忆金属导热部40的中间区域可与所述电子元件30固定，当所述第一记忆金属导热部40的温度高于所述第一记忆温度时，所述第一记忆金属导热部40变形后所述第一记忆金属导热部40的端部与所述金属膜105抵持。所述第一记忆金属导热部40可通过但不仅限于胶粘、磁吸、焊接等方式与所述电子元件30固定。

优选的，所述第一记忆金属导热部40与所述电子元件30固定的区域对应所述电子元件30的热源区。

在其他一些实施方式中，所述第一记忆金属导热部40也可通过其他部位与所述电子元件30固定，变形后也可通过其他部位与所述金属膜105抵持。

所述第一记忆金属导热部40可包括但不仅限于镍-钛合金、铁基合金以及铜基合金等中的至少一种。

在本实施方式中，所述具有散热结构的电路板100还可包括设于所述电子元件30背离所述金属部103的表面的第二记忆金属导热部45。其中，当所述第二记忆金属导热部45的温度低于第二记忆温度时，所述第二记忆金属导热部45仅与所述电子元件30接触并与所述金属屏蔽罩50隔开，优选的，所述第二记忆金属导热部45与所述电子元件30的表面贴合；当所述第二记忆金属导热部45的温度高于所述第二记忆温度时，所述第二记忆金属导热部45变形使其抵接于所述电子元件30与所述金属屏蔽罩50之间，从而通过所述第二记忆金属导热部45将所述电子元件30的热量快速地传递至所述金属屏蔽罩50，而后热量通过所述金属屏蔽罩50向外扩散，由此加速了对所述电子元件30的热量的传导扩散，提升散热效率。

在本实施方式中，所述第二记忆金属导热部45的中间区域可与所述电子元件30固定，当所述第二记忆金属导热部45的温度高于所述第二记忆温度时，所述第二记忆金属导热部45变形后所述第二记忆金属导热部45的端部朝背离所述电子元件30的方向翘曲。所述第二记忆金属导热部45可通过但不仅限于胶粘、磁吸、焊接等方式与所述电子元件30固定。

优选的，所述第二记忆金属导热部45与所述电子元件30固定的区域对应所述电子元件30的热源区。

在其他一些实施方式中，所述第二记忆金属导热部45也可通过其他部位与所述电子元件30固定，变形后也可为其他部位朝背离所述电子元件30的方向凸伸。

所述第二记忆金属导热部45可包括但不仅限于镍-钛合金、铁基合金以及铜基合金等中的至少一种。

在本实施方式中，所述多层电路基板10还可包括设置于所述开窗101内并与所述金属部103电连接的连接垫106。所述电子元件30的连接端(图未标)可通过但不仅限于焊接、导电胶等方式与所述连接垫106电连接。

优选的，位于所述多层电路基板10的所述第一侧10a的线路层靠近所述开窗101的连接部102外露。所述金属屏蔽罩50安装于所述多层电路基板10的所述第一侧10a的线路层靠近所述开窗101的连接部102，有利于提升电磁屏蔽效果。

所述多层电路基板10可为三层线路板、四层线路板、五层线路板等。

本申请的具有散热结构的电路板及其制作方法，内埋于所述多层电路基板10中的电子元件30的表面设有第一记忆金属导热部40。在所述第一记忆金属导热部40低于第一记忆温度时即所述电子元件30的产热量较低时，所述第一记忆金属导热部40仅与所述电子元件30接触且与所述金属膜105隔开，所述电子元件30的热量通过与其电连接的所述金属部103向外传导。在所述第一记忆金属导热部40高于第一记忆温度时即所述电子元件30的产热量较高时，所述第一记忆金属导热部40变形使其抵接于所述电子元件30与所述金属膜105之间，此时，所述电子元件30不仅能直接将热量传至与其电连接的所述金属部103并向外扩散，还能够通过所述第一记忆金属导热部40加快热量的传导，从而提升散热效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明任何形式上的限制，虽然本发明已是较佳实施方式揭露如上，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。