[发明专利]金属背印刷电路板组件

说明书

本发明涉及一种金属背印刷电路板组件，它具有一个在它的印刷电路板与金属背板之间的经改进的导电互连层。

在许多应用中，例如在蜂窝式系统，个人通信系统和陆基通信系统中，都把印刷电路板连接于金属背板，以提供一个金属背印刷电路板组件。可以把金属背板接合到一个薄的柔性印刷电路板的表面上，使该板具有刚性，从而使该组件容易处理。金属背板还可起到一个用于消散热量的散热器的作用，从而防止损伤电路系统；当把附加部件焊接到印刷电路板的相对的电路化表面上时，会产生热量。在一些应用中，金属板也可作为电接地面。

已用一些方法把金属背板连接到印刷电路板上。其中一种方法需要把印刷电路板焊接到金属背板上。这种方法在印刷电路板与金属背板的完整接合表面之间提供一个导电互连层。可惜焊接过程能使焊剂截留于金属背板与印刷电路板之间。因为焊剂是腐蚀性的，故最终会使导电互连层受剥蚀。热熔焊接难以使导电互连层中不截留空气和不产生孔洞。孔洞的存在可破坏局部接地，并且在某些情况下可使系统的电性能退化。热熔焊接还容易使印刷电路板发生明显的热应力，而热应力可使该板中关键结构增加疲劳，且降低产品的使用寿命。热熔焊接还具有高的制作过程成本。加之，相对来说，焊接接合是不可塑的。此外，该组件在随后的处理或使用期间由于CTE失配而容易产生缺陷，从而使印刷电路板与金属背板之间的机械和电连接变成不可靠，且容易产生故障。

还可以使用象螺钉或铆钉之类的简单机械互连方法把印刷电路板连接到金属背板上。然而，与局部热应力有关的在印刷电路板与金属背板之间的不完善的共面性，容易使印刷电路板与金属背板之间产生一些不接触的局部区域。因此，在印刷电路板与金属背板之间未全部互连，并且事实上可随时间而显著地改变。此外，在印刷电路板与金属背板之间的界面两侧的电阻容易随时间而增加，从而可导致组件故障。

另一种方法是使用一种载有大量导电颗粒，尤其是银颗粒的导电粘合剂，借此建立一些使电流从印刷电路板流向金属背板的导电路径。用一些这类粘合剂制作的印刷电路板组件最初是具有低的体电阻。然而不巧，这样粘合接合的组件的金属背板在高湿度和高温度条件下倾向于容易腐蚀。当用铝制成金属背板并且导电粘合剂含有象银之类的非贵金属时，这一问题是很麻烦的。在导电粘合剂与金属背板之间的界面处形成的腐蚀产生，最终能导致电的和机械的不稳定性，以及印刷电路板与金属背板之间接合的失效。

因此，希望有一种把印刷电路板导电地接合到金属背板上的经改进的方法。特别希望有一种制作印刷电路板组件的方法，它甚至在延长时期使组件经受湿环境时，也可使印刷电路板与金属背板之间的机械和电连接保持稳定。

根据本发明，提供一种用于把印刷电路板导电地接合到金属背板上的方法。该方法包括：提供一种介质基片，在基片的两个面敷以金属；提供一个金属背板；和用一种导电粘合剂把金属背板粘合到基片的金属化表面之一上，该粘合剂包含一种聚合物粘合剂和至少一种其电动势(EMF)小于1伏的导电金属。最好是，粘合剂基本上不含其EMF等于或大于1．0伏的导电金属。

本发明还涉及一种这样的印刷电路板组件，它包括；一个印刷电路板，该板包含一个介质基片，在基片的一个相对表面上配置一个第一电路化金属层，且在所述基片的另一相对表面上配置第二金属层；一个金属背板；和一个在金属背板与印刷电路板第二金属层之间配置的导电接合层。该导电接合层包含一种聚合物粘合剂和一种其EMF小于1伏的导电金属。导电接合层基本上不含银。

根据本发明，业已发现，使用一种包含一些其EMF小于1伏的导电金属颗粒的导电粘合剂，去把印刷电路板接合到金属背板上，能够减小甚至消除电阻的增加；当印刷电路板组件经受温度波动和／或潮湿条件时，在粘合剂与金属板之间的界面上可发生电阻的增加。

根据本发明，提供一种制作印刷电路板组件的方法，该组件包含一个被导电地和机械地接合于一个金属背板的印刷电路板。该方法使用一种导电的粘合剂；该粘合剂包含一种热固性的或热塑性的聚合物，和一些至少由一种导电金属制成的颗粒；该金属的EMF小于1伏，最好是小于零伏。这些导电金属颗粒被弥散于整个聚合物中，以便在印刷电路板与金属背板之间提供一些导电路径。可取的是，导电粘合剂基本上不含银颗粒。更可取的是，粘合剂基本上不含其EMF大于1伏的金属。在此所用的导电粘合剂基本上不含金属；相关金属的含量按重量计小于粘合剂总重量的10％，最好是小于2％。