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)的在其一個面上的物理支撐件而引入技術(shù)改進，以便加強使用高導(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。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)，因為需要 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，進而也使其制造方法成為必要。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(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)致的一個操作，因為確保樹 脂不會溢出穿過鉆孔的下部并粘附到與傳導(dǎo)跡線相對的金屬基底的表面較重 要。
為了實現(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，這不足以實現(xiàn)所提出的目的，因此必須 針對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包含作為機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，印刷機的板上抽吸點的習(xí)慣分布是規(guī)則的，因為其目的包括使沒 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)計且必須通過反復(fù)實驗方法來調(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， 其又保證所述兩個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。
最后，對板進行模壓，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優(yōu)選實施例進行詳細(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.未受保護區(qū)域11.輔助墨水12.插入模13.抗蝕刻墨水
具體實施例方式
如圖中可見，程序開始于金屬基底(1)，在其上將實施模壓操作，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)對其進行印刷(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。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，對組合件繼續(xù)進行模壓，從而獲得具有小于對應(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。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)對應(yīng)地布置的抽吸孔(4)；-把常規(guī)印刷機的注射頭(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)計印刷所述電路；-化學(xué)侵蝕未受所述抗蝕刻墨水(13)保護的區(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)對應(yīng)地布置的抽吸孔(4)，使常規(guī)印刷機的注射頭(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應(yīng)初始鉆孔(2)的直徑的插入模(12)。
文檔編號H05K3/02GK101466202SQ20081019063
公開日2009年6月24日 申請日期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 申請人:歐瑟公司