[发明专利]一种嵌入增强结构微流道的印制电路板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种嵌入增强结构微流道的印制电路板及其制备方法，包括自上而下依次布置的顶部多层布线层、金属芯和底部多层布线层，金属芯内设置有宽截面供液微流道，宽截面供液微流道内设有能提高宽截面供液微流道结构稳定性的增强结构。本发明解决了现有技术存在的宽截面微流道在印制电路板层压过程中容易变形或垮塌、结构稳定性不高等问题。

技术领域

本发明涉及微电子散热技术领域，具体是一种嵌入增强结构微流道的印制电路板及其制备方法。

背景技术

印制电路板是电子系统中常用的互连基板。在印制电路板表面通过贴装封装器件的工艺来实现电子系统的高密度集成是业内常用的方法。普通印制电路板由于有机材料的热导率很低(通常＜1W/m·K)，很难满足大功率器件对高效散热的需求。通过在印制电路板内嵌入微流道可有效提升其散热能力。

为了实现大幅面印制电路板的阵列化、低流阻、均匀、高效散热，印制电路板中嵌入的微流道通常需要包含宽截面供液微流道、中等截面分流微流道和窄截面散热微流道。其中，供液微流道和分流微流道主要用于冷却工质的阵列化、低流阻均匀分流，窄截面散热微流道主要利用冷却工质的微尺度增强换热效应来实现高效散热。

然而，在印制电路板的制备过程中，利用印制电路板层压工艺将粘结膜、多层电路和内嵌微流道的金属芯进行真空压合是必不可少的工艺过程。印制电路板的层压过程中，需要对粘结膜加温，使其变成粘弹性流体；同时，对其进行加压，可以提升多层电路与金属芯的结合强度。对于内嵌微流道的金属芯，层压过程中，粘结膜在高压下的粘弹性溢流可能会导致空心的微流道区域发生变形或垮塌等问题。特别是对于宽截面微流道，该现象更加明显。

中国专利202110552478.5提出了一种内嵌阵列微流道的印制电路板及其制备方法，实现了阵列高热流密度散热。通过控制流道截面宽度，使其小于等于金属芯顶部金属层厚度的6倍，来防止印制电路板层压工艺导致的流道变形、垮塌等问题。然而，在实际应用中，为了实现低流阻、高散热的效果，同时尽可能降低印制电路板的厚度和重量，该方法不适用于所有的阵列散热需求。

如何对印制电路板内微流道结构进行优化设计，提升其稳定性，避免宽截面微流道在印制电路板层压过程中，由于粘结膜树脂材料粘弹性溢流导致的变形问题，尚未见报道。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种嵌入增强结构微流道的印制电路板及其制备方法，解决现有技术存在的宽截面微流道在印制电路板层压过程中容易变形或垮塌、结构稳定性不高等问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种嵌入增强结构微流道的印制电路板，其特征在于，包括自上而下依次布置的顶部多层布线层、金属芯和底部多层布线层，金属芯内设置有宽截面供液微流道，所述宽截面供液微流道内设有能提高宽截面供液微流道结构稳定性的增强结构；所述增强结构包括拱形增强结构、墩形增强结构的一种或多种。所述金属芯的材料优选为铜、铝和钼铜合金等。

作为一种优选的技术方案，所述拱形增强结构为所述宽截面供液微流道内向流道外凸起的增强结构。

作为一种优选的技术方案，所述墩形增强结构为与所述宽截面供液微流道的上内壁和下内壁连接的增强结构。

作为一种优选的技术方案，所述墩形增强结构的形状为圆台状，所述墩形增强结构的上表面直径小于所述墩形增强结构的下表面直径。

作为一种优选的技术方案，所述宽截面供液微流道的深宽比≤1:3。

作为一种优选的技术方案，所述顶部多层布线层和底部多层布线层包含铜布线层、芯板介质层和粘结膜层。

一种嵌入增强结构微流道的印制电路板的制备方法，包括以下步骤：

S1，在平整光滑的金属芯上制备包括拱形增强结构或墩形增强结构的宽截面供液微流道；