[发明专利]一种具有散热层的金属印刷电路板

说明书

本发明提供一种具有散热层的金属印刷电路板。所述具有散热层的金属印刷电路板包括金属基板110、散热层120和电路图形层130，所述散热层120位于所述金属基板110和电路图形层130之间，散热层120为复合材料芯板，所述复合材料芯板通过环氧树脂、硅烷和陶瓷填充剂制作而成。本发明提供的具有散热层的金属印刷电路板具有能够减少金属基板与电路图形层或其他零配件之间的热膨胀差异以防止热冲击或疲劳性龟裂、能够满足高功率集成电路使用的金属PCB所需的热力、电气特性的同时实现金属PCB的小型化和轻薄化的优点。

技术领域

本发明涉及印刷电路板技术领域，尤其涉及一种具有散热层的金属印刷电路板。

背景技术

近来汽车、电子电气等领域使用的电子设备越来越呈轻薄化、小型化、多功能化趋势。这样一来，越来越高度集成的电子元件产生的热量越来越多，这样散出的热量不但降低电子元件的性能，而且成为导致四周的电子元件误操作、基板劣化等的元凶，因此对热量控制技术的关注和研究也越来越多。

尤其是LED的情况，投入能源的约85％都转换成了热损耗，由该高温热排放导致结合部位温度持续升高，从而造成LED半导体寿命缩短。众所周知，LED半导体误操作发生的平均时间在电子元件作用温度每上升10℃时寿命就会缩短2倍左右。

为防止上述现象发生，在高功率LED的情况下，目前普遍使用采用导热性好的金属基板制作的金属PCB。金属PCB可利用金属基板的良好导热性能，因此有利于制作电源设备或LDE模块等高电耗、高发热的零配件。

金属PCB中对热排放影响最大的因素是散热层，一般用于散热层的高分子树脂环氧树脂的热传导率约为0.3W/m.K，为提高高分子树脂的热传导率，大多采用与金属、陶瓷、碳等导热性填充剂混合的方式。在金属PCB的情况下，散热层同时需具备高绝缘性，因此必须使用绝缘性能高的陶瓷填充剂，而非具有导电性的金属或碳填充剂。

但在金属PCB的情况下，尽管因使用金属基板和铜电路层等金属材料而比使用环氧树脂等的传统环氧树脂PCB散热性能优秀，但铝基板等金属基板和金属基板上层压的散热层或散热层上形成的铜等电路图形层各自的热膨胀系数都不同，因热膨胀差异产生裂纹或剥离现象，从而导致产品可靠性低下的问题。

此外，迄今为止金属PCB均分别具备散热层和绝缘层，由此导致金属PCB难以轻薄化和小型化。

因此，有必要提供一种新的具有散热层的金属印刷电路板解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种能够减少金属基板与电路图形层或其他零配件之间的热膨胀差异以防止热冲击或疲劳性龟裂、能够满足高功率集成电路使用的金属PCB所需的热力、电气特性的同时实现金属PCB的小型化和轻薄化的具有散热层的金属印刷电路板。

为解决上述技术问题，本发明提供的具有散热层的金属印刷电路板包括：金属基板110、散热层120和电路图形层130，所述散热层 120位于所述金属基板110和电路图形层130之间，散热层120为复合材料芯板，所述复合材料芯板通过环氧树脂、硅烷和陶瓷填充剂制作而成。

优选的，所述陶瓷填充剂为氮化铝或碳化硅或碳化硅与氮化铝的混合物。

优选的，所述散热层120的复合材料芯板由至少一层板组成。

优选的，所述复合材料芯板中的氮化铝粉末的体积填充率为 55～60％。

与相关技术相比较，本发明提供的具有散热层的金属印刷电路板具有如下有益效果：

本发明提供一种具有散热层的金属印刷电路板，本发明具有通过将高散热、绝缘性复合材料芯板的矩阵高分子树脂与经表面处理的陶瓷填充剂混合以形成调节上述复合材料芯板热膨胀率的网络，从而令高散热、绝缘性复合材料芯板减少金属基板与电路图形层或其他零配件之间的热膨胀差异以防止热冲击或疲劳性龟裂的效果。