CN103889143B - 印刷布线板、印刷电路板和用于制造印刷电路板的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及印刷布线板、印刷电路板和用于制造印刷电路板的方法。一种印刷布线板在其上安装具有散热器的电子部件的第一表面层上具有面对该电子部件的散热器的传热图案。该印刷布线板具有通孔传导体,该通孔传导体形成在穿透印刷布线板的与传热图案相应的通孔中,并且与传热图案热连接。传热图案具有多个连接焊盘,这些连接焊盘被暴露以便在焊料被阻焊剂划分时可通过焊料与电子部件的散热器连接。多个连接焊盘包括与通孔相邻的焊盘和不与通孔相邻的焊盘。在电子部件被安装时,在提高传热图案与电子部件的散热器的可连接性的同时,提高电子部件的散热性。
Description
技术领域
本发明涉及一种其上安装设有散热器的电子部件的印刷布线板、设有该电子部件的印刷电路板和用于制造印刷电路板的方法。
背景技术
安装在印刷布线板上并且具有引线电极的电子部件具有设置在其与印刷布线板相对的面上的散热器。另外,印刷布线板具有形成在其与该电子部件相对的面上的传热图案。电子部件的散热器和印刷布线板的传热图案通过焊膏等连接。
另一方面,在设有散热器并且根据常规的引线框架的标准(QFP类型、SOP类型等的半导体封装)制造的电子部件的情况下,间隙(接缝(stand-off))形成在电子部件的散热器的底面和引线电极的底面之间。通常,根据JEDEC等封装标准,接缝被设置为100±50μm。
该设有散热器的电子部件通常用于在引线之间具有0.4mm等节距的窄节距部件。因此,为了防止引线之间的桥接,有必要将连接电子部件的散热器和印刷布线板的传热图案的焊膏的厚度减小为尽可能地薄。结果,电子部件的接缝的值因为制造容限而变化。特别是当接缝的值变为等于或厚于焊膏的厚度时,有时在电子部件的散热器与印刷布线板的传热图案之间出现未连接。另外,当焊膏被印刷时,焊膏导致被刮刀刮掉。因此,也在焊膏的印量中出现分散,并且有时在电子部件的散热器与印刷布线板的传热图案之间出现未连接。
于是,在日本专利申请公开No.2006-303392中描述了用阻焊剂划分传热图案的技术。日本专利申请公开No.2006-303392中的技术包括:将焊膏施加到传热图案的整个面上,使用阻焊剂上的一部分中的焊膏移动到传热图案的暴露部分并且当焊膏熔融时由于表面张力而上升的这样的粘结(cohesive)效果,从而抑制不良连接。
另外,日本专利No.3639505描述了通过通孔将热量辐射到传导体的技术,该传导体布置在与其上安装电子部件的表面层相对的一侧的表面层或内层上。为了防止熔融的焊料流到通孔中,日本专利No.3639505中的技术试图在阻焊剂的一部分中提供通孔,并且在避免阻焊剂的该部分的同时仅在其中传热图案暴露的焊料区域上印刷焊膏。
然而,日本专利申请公开No.2006-303392中的技术不具有用于将电子部件的热量释放到印刷布线板的通孔,因此,没有表现出足够的散热效果。
另外,在日本专利No.3639505中,焊膏仅被印刷在焊料区域上,因此,不存在焊料在熔融时由于表面张力而上升的这样的粘结效果。换句话讲,在因为接缝的值分散而具有大的接缝的电子部件中,有可能的是在电子部件的散热器与印刷布线板的传热图案之间出现未连接。
因此,本发明提供一种印刷布线板、印刷电路板以及用于制造印刷电路板的方法,当具有散热器的电子部件安装在该印刷布线板上时,该印刷布线板可以在提高传热图案与电子部件的散热器的可连接性的同时提高电子部件的散热性。
发明内容
根据本发明的一方面,一种印刷布线板包括:第一表面层,在其上将安装电子部件,其中,传热图案形成在第一表面层的其上将安装电子部件的区域中;第二表面层,位于印刷布线板的与第一表面层相对的一侧;以及通孔,在印刷布线板的厚度方向上穿透印刷布线板,其中,通孔形成在其中形成传热图案的区域中,与传热图案和传导图案热连接的通孔传导体形成在通孔内,其中,传热图案被阻焊剂覆盖,并且从阻焊剂暴露以形成多个连接焊盘,并且其中,所述多个连接焊盘包括第一焊盘组和第二焊盘组,第一焊盘组包括多个第一焊盘,第二焊盘组包括多个第二焊盘,第一焊盘中的每个被布置为与通孔相邻,并且第二焊盘中的每个被布置为不与通孔相邻。
从以下参照附图对示例性实施例的描述,本发明的进一步的特征将变得清楚。
附图说明
图1A和1B是示出根据第一实施例的印刷电路板的示意性配置的解释性视图。
图2A和2B是用于描述回流步骤中的焊料的粘结效果的视图。
图3是示出用刮刀将焊膏刮掉的操作的解释性视图。
图4是示出根据第二实施例的印刷布线板的平面图。
图5A、5B和5C是示出通过X射线荧光镜查看的印刷电路板的传热图案的连接状态的视图。
图6是示出根据第三实施例的印刷布线板的平面图。
图7是示出根据第四实施例的印刷布线板的平面图。
图8是示出根据第五实施例的印刷布线板的平面图。
图9是示出根据第六实施例的印刷布线板的平面图。
图10是示出根据第七实施例的印刷布线板的平面图。
图11是示出根据第八实施例的印刷布线板的平面图。
图12是示出根据第九实施例的印刷布线板的平面图。
具体实施方式
现在将根据附图详细描述本发明的优选实施例。
【第一实施例】
图1A和1B是示出根据本发明的第一实施例的印刷电路板的示意性配置的解释性视图。图1A是示出印刷布线板中的其上安装电子部件的一部分的平面图;图1B是沿着图1A中的线A-A截取的印刷电路板的截面图。印刷电路板300包括用作电子部件的半导体封装件200和印刷布线板100。半导体封装件200安装在印刷布线板100上。
半导体封装件200是QFP(四方扁平封装)类型的半导体封装件。半导体封装件200包括四边形(长方体)封装体201、设置在封装体201的后面(底面)上的四边形散热器202、以及从封装体201突出的多个引线(电极)203。封装体201和散热器202具有正方形形状。
印刷布线板100是具有三层结构的印刷布线板,在该三层结构中,表面层101、表面层102、以及表面层101与表面层102之间的内层103通过电介质层104和105堆叠,表面层101为第一表面层,表面层102是位于印刷布线板100的与第一表面层101相对的一侧的第二表面层。表面层101和102以及内层103是其上布置传导图案的传导体层。顺便一提,在第一实施例中,以下将描述传导体层是三层的情况,具体地讲,内层103是一层的情况,但是还可以存在作为内层103的多个层。另外,印刷布线板还可以是其中没有内层103的两层结构。印刷布线板可以在其中具有多个传导体层。
半导体封装件200安装在印刷布线板100的表面层101上。换句话讲,表面层101是其上安装半导体封装件200的表面。
印刷布线板100具有布置在表面层101上的面对半导体封装件200的散热器202的位置上的传热图案111。传热图案111是具有与散热器202的形状基本上相同的形状和与散热器202的面积基本上相同的面积的四边形扁平传导图案。具体地讲,传热图案111是正方形形状的扁平传导图案。
另外,印刷布线板100具有在表面层101上的多个引线连接焊盘(用于电极的焊盘)112,这些引线连接焊盘112在传热图案111的外周被布置为与传热图案111间隔,并且半导体封装件200的引线203被连接到这些引线连接焊盘112上。多个引线连接焊盘112被布置为彼此间隔。在第一实施例中,半导体封装件200是QFP类型,因此,多个引线连接焊盘112沿着传热图案111的四侧布置。因此,传热图案111被多个引线连接焊盘112包围。
半导体封装件200的每个引线203通过焊料与每个引线连接焊盘112连接。此时,半导体封装件200的散热器202和印刷布线板100的传热图案111彼此相对。在半导体封装件200的散热器202与印刷布线板100的传热图案111之间存在接缝(引线203的底面与散热器202的底面之间的距离)d,因此,散热器202和传热图案111彼此不直接接触。因此,在散热器202与传热图案111之间提供用作焊料接合部分的焊料150,以便将散热器202和传热图案111热连接。
另外,散热器202和传热图案111的周边导致被引线203包围,因此,直接将热量辐射到空气的效果低。于是,在印刷布线板100中,在与传热图案111相应的位置处形成在厚度方向X上穿透印刷布线板的通孔121。与传热图案111热连接的通孔传导体122形成在通孔121中。另外,印刷布线板100具有布置在表面层102和内层103中的至少一个层上的传导图案,并且在第一实施例中,具有布置在表面层102和内层103上并且与通孔传导体122热连接的传导图案133和134。
布置在表面层102上的传导图案133和布置在内层103上的传导图案134是平面传导图案,具有比传热图案111的面积大的面积,并且具有比传热图案111的热容大的热容。因此,通过用通孔传导体122与传导图案133和134热连接,传热图案111可以通过通孔传导体122有效地将传送到传热图案111的热量辐射到传导图案133和134。
在第一实施例中,其中布置通孔传导体122的多个通孔121被形成为彼此间隔。另外,多个通孔121成直线地排列在沿着传热图案111的平面的方向上。成直线地排列的多个通孔121形成通孔组131,通孔组131是第一通孔组。由此,形成许多通孔121,从而,提高传热图案111的散热效果。
在第一实施例中,多个(两个)通孔组131被布置为彼此交叉(彼此正交)。此外,每个通孔组131沿着通过传热图案111的中心位置的路线布置。具体地讲,通孔组131布置在链接传热图案111的两个相对侧的中心的相应线上,具体地讲,按+形状布置。
阻焊剂140设置在表面层101上,以便保护未示出的布线图案等。阻焊剂140被形成为暴露用于将被焊料连接的电极的焊盘,并且在第一实施例中,被形成为暴露引线连接焊盘112。
传热图案111具有多个(在图1A和1B中64件)连接焊盘160,并且具有被阻焊剂140覆盖的部分,这些连接焊盘160被暴露以便在焊料150被阻焊剂140划分时可通过焊料150与散热器202连接。每个连接焊盘160被形成为彼此间隔。顺便一提,在传热图案111中,与通孔121的通孔传导体122连接的一部分(通孔121穿透的部分)也在被阻焊剂140划分时被暴露。
多个连接焊盘160包括第一焊盘组和第二焊盘组,第一焊盘组由与通孔121相邻的多个第一焊盘(焊盘161)形成,第二焊盘组由不与通孔121相邻的多个第二焊盘(焊盘162)形成。图1A和1B示出28件焊盘161和36件焊盘162。换句话讲,传热图案111具有多个焊盘161,并且具有多个焊盘162。焊盘161形成在与通孔组131相邻的区域(第一区域)R1中,焊盘162形成在不与通孔组131相邻的区域(第二区域)R2中。多个焊盘161中的每个与多个通孔121中的至少一个相邻,多个焊盘162中的每个不与多个通孔121中的任何一个相邻。
在第一实施例中,多个连接焊盘160和多个通孔121按正方形栅格的形式排列在表面层101上。每个连接焊盘160被形成为具有与其他连接焊盘的面积和形状(圆形形状)相同的面积和形状。换句话讲,连接焊盘160和通孔121被布置为形成线以使得其各自的中心位于正方形栅格的栅格点处。
另外,在图1A和1B的情况下,焊盘161与通孔121直接相邻,但是对于焊盘162,焊盘161存在于焊盘162与通孔121之间。换句话讲,焊盘162布置在焊盘161的与布置通孔121的侧相对的一侧。因此,焊盘161存在于通孔121与焊盘162之间。
当制造印刷电路板300时,将焊膏共同印刷在引线连接焊盘112和传热图案111的整个面上。随后,将半导体封装件200安装在印刷布线板100上。随后,在回流步骤中,将焊膏加热到熔融。从而,引线203和引线连接焊盘112通过焊料彼此连接,并且散热器202和传热图案111也通过焊料150彼此连接。此时,为了抑制散热器202与传热图案111之间的不良连接,当印刷在传热图案111上的焊膏熔融时,还在传热图案111上形成阻焊剂140。
被共同印刷在传热图案111(阻焊剂140)和引线连接焊盘112上的焊膏被熔融以粘结在多个焊盘161和162上,并且冷却凝固。非常有可能是,如图1B所示,被印刷在与通孔组131相邻的区域(第一区域)R1上的焊料流到通孔121中。另一方面,被印刷在不与通孔组131相邻的区域(第二区域)R2上的焊料不流到通孔121中。因此,焊料导致进入至少一个通孔121的内部部分并且在该状态下凝固。
在本实施例中,使得被印刷在第一区域R1上的焊料肯定流到通孔121中,这从而抑制了被印刷在第二区域R2上的焊料流到通孔121中。因此,当半导体封装件200已经被安装在印刷布线板100上并且焊料已经凝固时,状态如下。具体地讲,布置在不与通孔组131相邻的区域(第二区域)R2中的焊盘162通过焊料150与散热器202连接。另一方面,布置在与通孔组131相邻的区域(第一区域)R1中的焊盘161中的至少一个(一部分)因为缺少焊料150而不与散热器202连接。此时,在焊料进入了至少一个通孔121的内部部分的状态下,焊料凝固。
被印刷在第二区域R2上的焊料不流到通孔121中,而是朝向多个焊盘162粘结以在其上凝固。从而,焊料150被形成为连接散热器202与每个焊盘162的多个焊料接合部分。为了指定焊盘162的面积与此时的粘结效果(焊料的高度)之间的关系,进行了以下研究。
(实验例子1)
以下将参照图2A和2B来描述回流步骤中的焊料的粘结效果。图2A是沿着图1A的B-B线截取的印刷布线板的截面图。图2B是示出连接焊盘的面积相对于一个网格的面积的比率(面积比)与粘结效果之间的关系的曲线图。
如图2A所示,焊膏150A通过阻焊剂140被均匀地施加到传热图案111上并且被加热。从而,焊膏150A熔融,并且熔融焊料150B由于表面张力而粘结在连接焊盘160上。由于这个粘结效果,熔融焊料150B的高度与焊膏150A已被施加的状态下的高度相比增大Δx。因此,即使半导体封装件200的散热器202与印刷布线板100的传热图案111之间的高度或者焊膏150A的体积存在分散,也可以获得散热器202与传热图案111之间的连接。
图2B中示出了包括在区域Ra中的连接焊盘160的面积相对于一个栅格(图1A中的正方形区域Ra)的面积的比率(面积比)与粘结效果之间的关系。作为图2B的垂直轴的粘结效果意指当熔融焊料150B由于表面张力而粘结在连接焊盘160上时所形成的熔融焊料150B的高度相对于除了熔化之外的焊膏150A的高度的比率。当将连接焊盘160划分为多个的阻焊剂140的宽度(面积)减小并且连接焊盘160相对于区域Ra的面积比接近于1时,粘结在连接焊盘160上的熔融焊料的量减少,因此,没有获得足够高度的焊料。换句话讲,粘结效果降低。相反,当阻焊剂140的宽度(面积)增大时,粘结效果提高,并且获得足够高度的焊料。为了获得2.89倍或更多倍的粘结效果,连接焊盘160的面积相对于区域Ra的面积的比率可以被设置为30%或更大且63%或更小,但是稍后将描述细节。具体地讲,焊盘162的面积相对于焊盘162设置在其中的栅格的面积的比率可以被设置为30%或更大且63%或更小。即使当在焊膏被印刷时印量减小时,也可以获得传热图案111相对于具有150μm的接缝的半导体封装件200的足够的可连接性。
接着,以下将详细描述连接焊盘160在正方形栅格的每一栅格(区域Ra)的面积比被设置为30%或更大且63%或更小的原因。
图3是示出用刮刀10将焊膏150A刮掉的操作的解释性视图。顺便一提,在图3中,省去了阻焊剂140的图示。如图3所示,金属掩模20布置在印刷布线板100上,并且焊膏150A通过刮刀10被印刷在传热图案111上。此时,焊膏150A同时还被印刷在未示出的引线连接焊盘和用于电子部件的其他焊盘上。
当焊膏150A被印刷时,存在焊膏150A被刮刀10刮掉并且印量减少的情况。通常出现0%至-20%的范围内的印量减少。即使当在这个焊膏150A被印刷时印量减少时,根据通常使用的JEDEC的封装标准(100±50μm的接缝)将散热器与传热图案稳固地连接并且基于此提高接合可靠性也是重要的。
焊盘162被布置为离通孔121具有0.25mm或更大的间隔,因此,可以确保散热器与传热图案之间的、不受通孔121的影响(熔融焊料不流到通孔121中)的稳固连接。换句话讲,连接焊盘160相对于区域Ra的面积比可以被设置为这样的值,在该值,即使当在焊膏150A被印刷时印量减少时,焊料也可以连接具有最大值为150μm的接缝的传热图案和散热器。
那么,首先,以下将描述连接焊盘160的面积相对于区域Ra的面积的比率被设置为63%或更小的原因。假设,焊膏150A的厚度被设置为130μm以便防止由于高封装密度而导致的引线之间的桥接,并且焊膏150A的印量的减少率被设置为-20%(减少率的最大值)。于是,除了熔化之外,焊料在熔融之后的高度为52μm。焊料的这个高度52μm需要增大到150μm或更大。因此,粘结效果需要为2.89倍或更多倍。
具体地讲,根据图2B,使得粘结效果变为2.89倍或更多倍的、连接焊盘160的面积相对于区域Ra的面积的这种比率被确定为63%或更小。为了防止由于高封装密度而导致的引线之间的桥接,存在当焊膏150A被印刷时印量减少并且焊膏150A的厚度减小的情况。即使在这样的情况下,如果该比率被设置为63%或更小,则也可以将其接缝为150μm的传热图案111和半导体封装件200的散热器202彼此稳固地连接。
接着,以下将描述连接焊盘160的面积相对于区域Ra的面积的比率被设置为30%或更大的原因。当接合可靠性表明小于30%的值时,一般来讲,印刷布线板的传热图案与半导体封装件的散热器之间的接合强度变弱。已知的是,因为此,当焊膏熔融时,由于部件的移位和/或外力,在接合部分的界面中出现焊料的剥离。换句话讲,通过将连接焊盘160的面积相对于区域Ra的面积的比率设置为30%或更大来提高接合可靠性。
由于以上原因,连接焊盘160的面积相对于区域Ra的面积的比率被设置为30%或更大且63%或更小。从而,即使当焊膏被印刷时印量减少时,也可以获得相对于具有150μm的接缝的半导体封装件的可连接性和接合可靠性。
此时,半导体封装件用于散热器的平均接合面积为40.1%。顺便一提,当除了通孔之外的第一区域和第二区域全都与半导体封装件的散热器连接时,半导体封装件用于散热器的接合面积为47.1%。另外,当所有焊盘都为与通孔相邻的形式时,大多数焊料导致流到通孔中,并且半导体封装件用于散热器的接合面积导致为20%或更小。
另外,当通孔组131成直线地排列或者为直线排列的组合形式时,可以使不与通孔121相邻的更多的焊盘162稳固。从而,可以获得几乎不受通孔121影响的更多的稳固连接。
另外,在第一实施例中,其中布置多个连接焊盘160的区域R被通孔组131划分为多个(四个)划分区域R11、R12、R13和R14。连接焊盘160的总面积在这四个划分区域R11至R14之间是相等的。在第一实施例中,连接焊盘160的数量在划分区域R11至R14中的每个中是相等的。具体地讲,连接焊盘160的数量在划分区域R11至R14中的每个中为16个。从而,每个连接焊盘160中的焊料150可以以足够的平衡支承半导体封装件200,并且可以有效地抑制半导体封装件200的倾斜。
具体地讲,在第一实施例中,连接焊盘160被布置为形成正方形栅格形式的线,因此,焊料150可以更有效地以足够的平衡支承半导体封装件200。
另外,连接焊盘160和通孔121被布置为形成相对于传热图案111的中心成90°旋转对称的线,这因此可以更有效地抑制半导体封装件200的倾斜。
如上所述,通过具有第一实施例的配置,焊料150可以将散热器202和传热图案111彼此稳固地连接,并且可以有效地将热量传送到传热图案111。另外,被传送到传热图案111的热量通过通孔121中的通孔传导体122被有效地辐射到传导图案133和134。换句话讲,可以同时提高可连接性和散热性。
【第二实施例】
在图1A和1B所示的第一实施例中,焊盘161形成在与通孔121直接相邻的第一区域R1中,焊盘162形成在第二区域R2中,而焊盘161存在于第二区域R2与通孔121之间。然而,关于第二区域R2,焊盘161无需存在于第二区域R2与通孔121之间,但是通孔121与焊盘162之间的空隙可以是等于或大于特定值的值。
以下将描述根据本发明的第二实施例的印刷电路板。图4是示出根据第二实施例的印刷布线板100H的平面图。顺便一提,在第二实施例中,省去了关于安装在印刷布线板上的电子部件和将该电子部件的散热器与印刷布线板的传热图案彼此连接的焊料接合部分的说明。另外,在第二实施例的印刷布线板100H中,与上述第一实施例中的配置类似的配置用相同的标号指定,并且将省去描述。
在第二实施例中,第二区域R2不一定被确定为不与通孔121相邻,而是可以与通孔121相邻,只要第二区域R2在它们之间提供预定空隙即可。例如,布置在第二区域R2中的焊盘160A与通孔121相邻,同时与通孔121分离与一个焊盘相应的间隔。
按顺序进行以下实验来验证通孔与焊盘之间的间隔与焊料是否流到通孔中之间的关系。
(实验例子2)
制备18件印刷布线板,在每个印刷布线板中,通孔和焊盘布置在与图1A中所示的印刷布线板100中的位置类似的位置处,并且焊膏150A被印刷在连接焊盘160和阻焊剂140两者上。印刷布线板100的厚度被设置为1.6mm,并且传热图案111的大小被设置为6.2×6.2mm。通孔121的直径被设置为0.3mm,并且提供17个通孔121。连接焊盘160的直径被设置为0.6mm,并且提供64个连接焊盘160。阻焊剂的宽度被设置为0.1mm。
焊膏150A被印刷为具有130μm的厚度,并且由于焊膏150A被刮刀10刮掉,出现0%至-15.4%的范围内的印量减少。此后,焊膏150A被加热,并且半导体封装件200被安装在印刷布线板100上。半导体封装件200的散热器202具有6.2×6.2mm的大小,该大小与传热图案111的大小相同,并且接缝d为100±50μm。
制备印刷布线板,在这些印刷布线板中,通孔121与连接焊盘160之间的间隔分别为0.2mm、0.25mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm和0.7mm,并且焊膏150A被印刷在连接焊盘160和阻焊剂140两者上。印刷布线板100的厚度被设置为1.6mm,通孔21的直径被设置为0.3mm,并且连接焊盘160的直径被设置为0.6mm。通过X射线荧光镜检查所获得的印刷电路板300中的传热图案111的连接状态。图5A至5C中示出了结果。
图5A是当通孔121与连接焊盘160之间的间隔各被设置为0.2mm和0.25mm时的测量结果。如从图5A所理解的,当通孔121与焊盘161之间的间隔为0.20mm时,焊料流到通孔121中。另外,当通孔121与焊盘161之间的间隔为0.25mm时,焊料不流到通孔121中。
图5B是当通孔121与连接焊盘160之间的间隔各被设置为0.4mm和0.5mm时的测量结果。如从图5B所理解的,当通孔121与焊盘161之间的间隔各为0.4mm和0.5mm时,焊料不流到通孔121中。
图5C是当通孔121与连接焊盘160之间的间隔各被设置为0.6mm和0.7mm时的测量结果。如从图5C所理解的,当通孔121与焊盘161之间的间隔各为0.6mm和0.7mm时,焊料不流到通孔121中。
从以上结果所理解的,当通孔121与焊盘162之间的间隔被设置为0.25mm或更大时,可以确保不受通孔121的影响(熔融焊料不流到通孔121中)的稳固连接。还理解的是,当通孔与焊盘之间的间隔被设置为0.20mm或更小时,可以使焊料流到通孔中。
因此,在其中焊料流到通孔中的第一区域R1中,通孔与焊盘之间的间隔可以被设置为0.20mm或更小。另外,在其中焊料不流到通孔中的第二区域R2中,通孔与焊盘之间的间隔可以被设置为0.25mm或更大。
【第三实施例】
接着,以下将描述根据本发明的第三实施例的印刷电路板。图6是示出根据本发明的第三实施例的印刷布线板100A的平面图。顺便一提,在第三实施例中,省去了关于安装在印刷布线板上的电子部件和将该电子部件的散热器与印刷布线板的传热图案彼此连接的焊料接合部分的说明。另外,在印刷布线板中,与上述第一实施例中的配置类似的配置用相同的标号指定,并且将省去描述。
此外,在第三实施例中,电子部件是具有与上述第一实施例中的半导体封装件200的配置类似的配置的QFP类型的半导体封装件,并且被安装在第二实施例的印刷布线板100A的第一表面层上。
在第三实施例中,通孔121和连接焊盘160的配置类似于上述第一实施例中的通孔和连接焊盘的配置,但是布置不同于上述第一实施例中的布置。
在第三实施例中,多个连接焊盘160和多个通孔121按正方形栅格的形式排列在第一表面层上。每个连接焊盘160被形成为具有与其他连接焊盘的面积和形状(圆形形状)相同的面积和形状。换句话讲,连接焊盘160和通孔121被布置为形成线以使得其各自的中心位于正方形栅格的栅格点处。
多个通孔121中的至少一部分(在第三实施例中,所有通孔)沿着传热图案111的周围部分111a排列,并且构成围绕所述多个连接焊盘160的通孔组132,通孔组132是第二通孔组。具体地讲,包括多个排列的通孔121的通孔组132形成四边形形状,并且通孔121在每侧成直线地排列。换句话讲,多个(四个)直线通孔组被布置为在周围部分111a上彼此交叉,并且形成通孔组132。由此,形成许多通孔121,从而提高传热图案111的散热效果。
在多个连接焊盘160中,多个焊盘162布置在内周侧,并且多个焊盘161布置在多个焊盘162的外周。通孔组132布置在多个连接焊盘160的外周(多个焊盘161的外周)。
焊膏通过阻焊剂140被施加到传热图案111上。即使当焊料在回流步骤中已经熔融时即将溢出时,通孔121也可以使焊料流到其中,这因此可以抑制焊料溢出到传热图案111的外部,具体地讲,可以抑制焊料流出到引线连接焊盘112。
另外,连接焊盘160和通孔121按正方形栅格的形式布置以形成线。因此,每个连接焊盘160中的焊料可以以足够的平衡支承半导体封装件,并且可以有效地抑制半导体封装件的倾斜。
另外,连接焊盘160和通孔121被布置为形成相对于传热图案111的中心成90°旋转对称的线,这因此可以更有效地抑制半导体封装件的倾斜。
【第四实施例】
接着,以下将描述根据本发明的第四实施例的印刷电路板。图7是示出根据本发明的第四实施例的印刷布线板100B的平面图。顺便一提,在第四实施例中,省去了关于安装在印刷布线板上的电子部件和将该电子部件的散热器与印刷布线板的传热图案彼此连接的焊料接合部分的说明。另外,在印刷布线板中,与上述第一实施例中的配置类似的配置用相同的标号指定,并且将省去描述。
此外,在第四实施例中,电子部件是具有与上述第一实施例中的半导体封装件200的配置类似的配置的QFP类型的半导体封装件,并且被安装在第四实施例的印刷布线板100B的第一表面层上。
在第四实施例中,通孔121和连接焊盘160的配置类似于上述第一实施例中的通孔和连接焊盘的配置,但是布置不同于上述第一实施例中的布置。
在第四实施例中,多个连接焊盘160和多个通孔121按正方形栅格的形式排列在第一表面层上。每个连接焊盘160被形成为具有与其他连接焊盘的面积和形状(圆形形状)相同的面积和形状。换句话讲,连接焊盘160和通孔121被布置为形成线以使得其各自的中心位于正方形栅格的栅格点处。
在第四实施例中,多个通孔121成直线地排列在沿着传热图案111的平面的方向上。多个成直线地排列的通孔121形成通孔组131,通孔组131是第一通孔组。由此,形成许多通孔121,从而提高传热图案111的散热效果。
在第四实施例中,多个(两个)通孔组131被布置为彼此交叉(彼此正交)。此外,每个通孔组131沿着通过传热图案111的中心位置的路线布置。具体地讲,通孔组131布置在链接传热图案111的两个相对角的相应线上,具体地讲,按X形状布置。
另外,在第四实施例中,其中布置多个连接焊盘160的区域被通孔组131划分为多个(四个)划分区域R31、R32、R33和R34。连接焊盘160的总面积在这四个划分区域R31至R34之间是相等的。在第四实施例中,连接焊盘160的数量在每个划分区域R31至R34中是相等的。从而,每个连接焊盘160中的焊料可以以足够的平衡支承半导体封装件,并且可以有效地抑制半导体封装件的倾斜。
特别是在第四实施例中,连接焊盘160被布置为形成正方形栅格形式的线,因此焊料可以更有效地以足够的平衡支承半导体封装件。
另外,连接焊盘160和通孔121被布置为形成相对于传热图案111的中心成90°旋转对称的线,这因此可以更有效地抑制半导体封装件的倾斜。
【第五实施例】
接着,以下将描述根据本发明的第五实施例的印刷电路板。图8是示出根据本发明的第五实施例的印刷布线板的平面图。顺便一提,在第五实施例中,省去了关于安装在印刷布线板上的电子部件和将该电子部件的散热器与印刷布线板的传热图案彼此连接的焊料接合部分的说明。另外,在印刷布线板中,与上述第一实施例中的配置类似的配置用相同的标号指定,并且将省去描述。
在第五实施例中,电子部件是SOP(小外形封装)类型的半导体封装件,并且被安装在第五实施例的印刷布线板100C的第一表面层上,但是具有与QFP类型的半导体封装件的引线布置和配置不同的引线布置和配置。因此,在第五实施例中,半导体封装件是SOP类型,因此,多个引线连接焊盘112沿着传热图案111的两个相对侧(长边)布置。顺便一提,SOP类型的半导体封装件的主体在被看作平面时具有矩形形状,因此,散热器在被看作平面时也具有矩形形状,并且与散热器相对的传热图案111在被看作平面时也具有矩形形状。
此外,在第五实施例中,通孔121和连接焊盘160的配置类似于上述第一实施例中的通孔和连接焊盘的配置,但是布置不同于上述第一实施例中的布置。
在第五实施例中,多个连接焊盘160和多个通孔121按正方形栅格的形式排列在第一表面层上。每个连接焊盘160被形成为具有与其他连接焊盘的面积和形状(圆形形状)相同的面积和形状。换句话讲,连接焊盘160和通孔121被布置为形成线以使得其各自的中心位于正方形栅格的栅格点处。
在第五实施例中,多个通孔121成直线地排列在沿着传热图案111的平面的方向上。成直线排列的多个通孔121形成通孔组131,通孔组131是第一通孔组。由此,形成许多通孔121,从而提高传热图案111的散热效果。
在第五实施例中,布置了多个(两个)通孔组131。另外,其中布置多个连接焊盘160的区域被两个通孔组131划分为多个(三个)划分区域R41、R42和R43。连接焊盘160的总面积在这三个划分区域R41至R43之间是相等的。在第五实施例中,连接焊盘160的数量在每个划分区域R41至R43中是相等的。从而,每个连接焊盘160中的焊料可以以足够的平衡支承半导体封装件,并且可以有效地抑制半导体封装件的倾斜。
特别是在第五实施例中,连接焊盘160被布置为形成正方形栅格形式的线,因此,焊料可以以足够的平衡有效地支承半导体封装件。
【第六实施例】
接着,以下将描述根据本发明的第六实施例的印刷电路板。图9是示出根据本发明的第六实施例的印刷布线板的平面图。顺便一提,在第六实施例中,省去了关于安装在印刷布线板上的电子部件和将该电子部件的散热器与印刷布线板的传热图案彼此连接的焊料接合部分的说明。另外,在印刷布线板中,与上述第一实施例中的配置类似的配置用相同的标号指定,并且将省去描述。
此外,在第六实施例中,电子部件是具有与上述第一实施例的半导体封装件200的配置类似的配置的QFP类型的半导体封装件,并且被安装在第六实施例的印刷布线板100D的第一表面层上。在第六实施例中,通孔121和连接焊盘160的配置和布置类似于上述第一实施例中的通孔和连接焊盘的配置和布置。
在第六实施例中,多个焊盘161中的相邻焊盘161通过形成在阻焊剂140中的狭缝141互相连接,狭缝141是第一狭缝。从而,焊料在熔融之后的高度在每个焊盘161之中是一致的,半导体封装件的倾斜可以被有效地抑制,并且由于焊料粘结的分散而导致的接合面积的减小可以被有效地抑制。
此外,在第六实施例中,多个焊盘162中的相邻焊盘162通过形成在阻焊剂140上的狭缝142互相连接,狭缝142是第二狭缝。从而,焊料在熔融之后的高度在每个焊盘162之中是一致的,半导体封装件的倾斜可以被有效地抑制,并且由于焊料粘结的分散而导致的接合面积的减小可以被有效地抑制。
【第七实施例】
接着,以下将描述根据本发明的第七实施例的印刷电路板。图10是示出根据本发明的第七实施例的印刷布线板的平面图。顺便一提,在第七实施例中,省去了关于安装在印刷布线板上的电子部件和将该电子部件的散热器与印刷布线板的传热图案彼此连接的焊料接合部分的说明。另外,在印刷布线板中,与上述第一实施例中的配置类似的配置用相同的标号指定,并且将省去描述。
此外,在第七实施例中,电子部件是具有与上述第一实施例中的半导体封装件200的配置类似的配置的QFP类型的半导体封装件,但是引线数量不同于第一实施例中的引线数量。这个半导体封装件被安装在第七实施例的印刷布线板100E的第一表面层上。
此外,在第七实施例中,通孔121和连接焊盘160的配置类似于上述第一实施例中的通孔和连接焊盘的配置,但是布置不同于上述第一实施例中的布置。
在第七实施例中,多个连接焊盘160和多个通孔121按正方形栅格的形式排列在第一表面层上。每个连接焊盘160被形成为具有与其他连接焊盘的面积和形状(圆形形状)相同的面积和形状。换句话讲,连接焊盘160和通孔121被布置为形成线以使得其各自的中心位于正方形栅格的栅格点处。
在第七实施例中,彼此交叉的两个通孔组131和被排列为围绕多个连接焊盘的通孔组132由多个通孔121形成。由此,形成许多通孔121,从而提高传热图案111的散热效果。
在第七实施例中,多个(两个)通孔组131被布置为彼此交叉(彼此正交)。此外,每个通孔组131沿着通过传热图案111的中心位置的路线布置。具体地讲,通孔组131布置在链接传热图案111的两个相对侧的中心的相应线上,具体地讲,按+形状布置。
另外,通孔组132由按四边形形状排列的多个通孔121形成,并且通孔121在每侧成直线排列。换句话讲,多个(四个)直线通孔组在周围部分111a上被布置为彼此交叉(彼此正交),并且形成通孔组132。由此,形成许多通孔121,从而提高传热图案111的散热效果。
焊膏通过阻焊剂140被施加到传热图案111上。即使当焊料在回流步骤中熔融时即将溢出时,通孔组132的通孔121也可以使焊料流到其中,这因此可以抑制焊料溢出到传热图案111的外部,具体地讲,可以抑制焊料流出到引线连接焊盘112。
另外,在第七实施例中,其中布置多个连接焊盘160的区域被通孔组131和132划分为多个(四个)划分区域R61、R62、R63和R64。连接焊盘160的总面积在这四个划分区域R61至R64之中是相等的。在第七实施例中,连接焊盘160的数量在划分区域R61至R64中的每个中是相等的。从而,每个连接焊盘160中的焊料可以以足够的平衡支承半导体封装件,并且可以有效地抑制半导体封装件的倾斜。
特别是在第七实施例中,连接焊盘160被布置为形成正方形栅格形式的线,因此,焊料可以以足够的平衡更有效地支承半导体封装件。
另外,连接焊盘160和通孔121被布置为形成相对于传热图案111的中心成90°旋转对称的线,这因此可以更有效地抑制半导体封装件的倾斜。
【第八实施例】
接着,以下将描述根据本发明的第八实施例的印刷电路板。图11是示出根据本发明的第八实施例的印刷布线板的平面图。顺便一提,在第八实施例中,省去了关于安装在印刷布线板上的电子部件和将该电子部件的散热器与印刷布线板的传热图案彼此连接的焊料接合部分的说明。另外,在印刷布线板中,与上述第一实施例中的配置类似的配置用相同的标号指定,并且将省去描述。
在第八实施例中,电子部件是SOP类型的半导体封装件,并且被安装在第八实施例的印刷布线板100F的第一表面层上。
在第八实施例中,多个连接焊盘160和多个通孔121按正方形栅格的形式排列在第一表面层上。每个连接焊盘160被形成为具有与其他连接焊盘的面积和形状(圆形形状)相同的面积和形状。换句话讲,连接焊盘160和通孔121被布置为形成线以使得其各自的中心位于正方形栅格的栅格点处。
在第八实施例中,排列其中形成通孔传导体122的多个通孔121,从而形成通孔组131,并且还形成通孔组132。
在第八实施例中,通孔组131沿着通过传热图案111的中心位置的路线布置。具体地讲,通孔组131布置在链接传热图案111的两个相对侧的中心的线上。
另外,通孔组132形成四边形形状,并且通孔121在每侧成直线布置。换句话讲,多个(四个)直线通孔组被布置为在周围部分111a上彼此交叉(彼此正交),并且形成通孔组132。由此,形成许多通孔121,从而提高传热图案111的散热效果。
在第八实施例中,其中布置多个连接焊盘160的区域被通孔组131和132划分为多个(两个)划分区域R71和R72。连接焊盘160的总面积在这两个划分区域R71和R72之间是相等的。在第八实施例中,连接焊盘160的数量在划分区域R71和R72中的每个中是相等的。从而,每个连接焊盘160中的焊料可以以足够的平衡支承半导体封装件,并且可以有效地抑制半导体封装件的倾斜。
特别是在第八实施例中,连接焊盘160被布置为形成正方形栅格形式的线,因此,焊料可以以足够的平衡更有效地支承半导体封装件。
另外,焊膏通过阻焊剂140被施加到传热图案111上。即使当焊料在回流步骤中熔融时即将溢出时,通孔组132的通孔121也可以使焊料流到其中,这因此可以抑制焊料溢出到传热图案111的外部,具体地讲,可以抑制焊料流出到引线连接焊盘112。
【第九实施例】
接着,以下将描述根据本发明的第九实施例的印刷电路板。图12是示出根据本发明的第九实施例的印刷布线板的平面图。顺便一提,在第九实施例中,省去了关于安装在印刷布线板上的电子部件和将该电子部件的散热器与印刷布线板的传热图案彼此连接的焊料接合部分的说明。另外,在印刷布线板中,与上述第一实施例中的配置类似的配置用相同的标号指定,并且将省去描述。
在第九实施例中,电子部件是SOP类型的半导体封装件,并且被安装在第九实施例的印刷布线板100G的第一表面层上。
在第九实施例中,多个连接焊盘160和多个通孔121按三角形栅格的形式排列在第一表面层上。每个连接焊盘160被形成为具有与其他连接焊盘的面积和形状(圆形形状)相同的面积和形状。换句话讲,连接焊盘160和通孔121被布置为形成线以使得其各自的中心位于正方形栅格的栅格点处。具体地讲,连接焊盘160和通孔121被布置为形成交错图案。
通过具有第九实施例的配置,与按正方形栅格形式布置的配置中的连接焊盘相比可以得更加密集地布置连接焊盘160,并且可以分散地布置通孔121。从而,印刷电路板可以更有效地辐射热量。
顺便一提,本发明不限于上述实施例,并且具有本领域的普通知识的人可以在本发明的技术构思内各式各样地修改本发明。
在上述第一实施例至第九实施例中,描述了第一焊盘和第二焊盘在被看作平面时具有圆形形状的情况,但是形状不限于这种形状。例如,第一焊盘可以具有围绕通孔的这样的环形形状,第二焊盘可以具有围绕通孔的这样的环形形状。
另外,在上述第一实施例至第九实施例中,描述了存在多个通孔的情况,但是可以存在至少一个通孔。
另外,上述第六实施例中的印刷电路板具有狭缝141和142被添加到上述第一实施例中的配置的配置,但是在上述第二实施例至第五实施例中或者在上述第七实施例至第九实施例中,类似地,第一焊盘或第二焊盘可以通过狭缝互相连接。
另外,在上述第九实施例中,连接焊盘和通孔按三角形栅格的形状排列在其上安装SOP类型的半导体封装件的印刷布线板中,但是栅格形状不限于这种形状。连接焊盘和通孔还可以按三角形栅格的形状排列在其上安装QFP类型的半导体封装件的印刷布线板中。
当具有散热器的电子部件安装在根据本发明的印刷布线板上时,根据本发明的印刷布线板可以在提高传热图案与电子部件的散热器的可连接性的同时,提高电子部件的散热性。
尽管已参照示例性实施例描述了本发明,但是要理解本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围要被给予最宽泛的解释,以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。
本申请要求于2012年12月21日提交的日本专利申请No.2012-279564和于2013年7月18日提交的日本专利申请No.2013-149064的权益,这些专利申请的全部内容特此通过引用并入本文。
Claims (18)
1.一种印刷电路板,包括:
印刷布线板,其中,所述印刷布线板包括:第一表面层,电子部件被安装在所述第一表面层上,其中,传热图案形成在第一表面层的其上安装电子部件的区域中;第二表面层,所述第二表面层位于印刷布线板的与第一表面层相对的一侧,其中,第一传导图案形成在第二表面层的区域中;以及通孔,所述通孔在印刷布线板的厚度方向上穿透印刷布线板,其中,所述通孔形成在其中形成传热图案的区域中,通孔传导体形成在所述通孔内,并且通孔传导体与传热图案和第一传导图案热连接;
电子部件,所述电子部件具有安装在所述印刷布线板的第一表面层上的散热器;以及
焊料接合部分,所述焊料接合部分布置在所述电子部件的散热器与所述印刷布线板的传热图案之间,其中
所述传热图案被阻焊剂覆盖,并且从阻焊剂暴露以形成多个连接焊盘,以及其中
所述多个连接焊盘包括第一焊盘组和第二焊盘组,所述第一焊盘组包括多个第一焊盘,所述第二焊盘组包括多个第二焊盘,并且所述第一焊盘中的每个被布置为与所述通孔相邻,并且所述第二焊盘中的每个不被布置为与所述通孔相邻。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板,其中
提供多个通孔,在所述多个通孔中的每个通孔中布置通孔传导体,
所述第一焊盘中的每个与所述多个通孔中的至少一个相邻,以及
所述第二焊盘全部都不与所述多个通孔中的任何一个相邻。
3.一种印刷电路板,包括:
印刷布线板,其中,所述印刷布线板包括:第一表面层,电子部件被安装在所述第一表面层上,其中,传热图案形成在第一表面层的其上安装电子部件的区域中;第二表面层,所述第二表面层位于印刷布线板的与第一表面层相对的一侧,其中,第一传导图案形成在第二表面层的区域中;以及通孔,所述通孔在印刷布线板的厚度方向上穿透印刷布线板,其中,所述通孔形成在其中形成传热图案的区域中,通孔传导体形成在所述通孔内,并且通孔传导体与传热图案和第一传导图案热连接;
电子部件,所述电子部件具有安装在所述印刷布线板的第一表面层上的散热器;以及
焊料接合部分,所述焊料接合部分布置在所述电子部件的散热器与所述印刷布线板的传热图案之间,其中
所述传热图案被阻焊剂覆盖,并且从阻焊剂暴露以形成多个连接焊盘,以及其中
所述多个连接焊盘包括第一焊盘组和第二焊盘组,所述第一焊盘组包括多个第一焊盘,所述第二焊盘组包括多个第二焊盘,所述第一焊盘中的每个被布置为与所述通孔相邻,并且所述第二焊盘中的每个被布置为比所述第一焊盘远离所述通孔。
4.根据权利要求3所述的印刷电路板,其中
从第一焊盘到与第一焊盘相邻的通孔的距离等于或小于0.20mm,并且从与第一焊盘相邻的通孔到第二焊盘的距离等于或大于0.25mm。
5.根据权利要求3所述的印刷电路板,其中
提供多个通孔,在所述多个通孔中的每个通孔中布置通孔传导体,
所述第一焊盘中的每个与所述多个通孔中的至少一个相邻,以及
所述第二焊盘中的每个被布置为比所述第一焊盘远离通孔。
6.根据权利要求2或5所述的印刷电路板,其中
所述多个通孔中的至少一部分被布置为围绕所述多个连接焊盘。
7.根据权利要求2或5所述的印刷电路板,其中
所述多个通孔沿着通过所述传热图案的中心位置的路线布置。
8.根据权利要求2或5所述的印刷电路板,其中
所述多个通孔被布置为形成彼此交叉的至少两条路线。
9.根据权利要求1或3所述的印刷电路板,其中
第二焊盘的面积与其中布置第二焊盘的栅格的面积的比率被设置为30%或更大且63%或更小。
10.根据权利要求1或3所述的印刷电路板,其中
所述多个第二焊盘中的相邻焊盘在第一表面层处通过狭缝互相连接,在所述狭缝处所述传热图案从阻焊剂暴露。
11.根据权利要求1或3所述的印刷电路板,其中
所述多个连接焊盘和所述通孔在第一表面层处按方形栅格布置。
12.根据权利要求1或3所述的印刷电路板,其中
所述多个连接焊盘和所述通孔在第一表面层处按三角形栅格布置。
13.根据权利要求1或3所述的印刷电路板,其中
所述印刷布线板具有至少一个内层,所述至少一个内层包括布置在第一表面层与第二表面层之间的、与所述通孔连接的传导图案。
14.一种印刷电路板,包括:
印刷布线板,其中,所述印刷布线板包括:第一表面层,电子部件被安装在所述第一表面层上,其中,传热图案形成在第一表面层的其上安装电子部件的区域中;第二表面层,所述第二表面层位于印刷布线板的与第一表面层相对的一侧,其中,第一传导图案形成在第二表面层的区域中;以及通孔,所述通孔在印刷布线板的厚度方向上穿透印刷布线板,其中,所述通孔形成在其中形成所述传热图案的区域中,通孔传导体形成在所述通孔内,并且通孔传导体与传热图案和第一传导图案热连接;
电子部件,所述电子部件具有安装在所述印刷布线板的第一表面层上的散热器;以及
焊料接合部分,所述焊料接合部分布置在所述电子部件的散热器与所述印刷布线板的传热图案之间,其中
所述传热图案被阻焊剂覆盖,并且从阻焊剂暴露以形成多个连接焊盘,其中
所述多个连接焊盘包括第一焊盘组和第二焊盘组,所述第一焊盘组包括多个第一焊盘,所述第二焊盘组包括多个第二焊盘,所述第一焊盘中的每个被布置为与所述通孔相邻,并且所述第二焊盘中的每个不被布置为与所述通孔相邻,以及其中
所述第一焊盘中的至少一个不通过焊料接合部分与散热器连接,所述第二焊盘通过焊料接合部分与散热器连接,所述焊料在所述通孔中的至少一个内凝固。
15.根据权利要求14所述的印刷电路板,其中
所述印刷布线板具有至少一个内层,所述至少一个内层包括布置在第一表面层与第二表面层之间的、与所述通孔连接的传导图案。
16.根据权利要求14所述的印刷电路板,其中
所述电子部件是QFP类型的半导体封装件。
17.根据权利要求14所述的印刷电路板,其中
所述电子部件是SOP类型的半导体封装件。
18.一种印刷电路板的制造方法,所述印刷电路板包括根据权利要求1所述的印刷电路板,所述印刷电路板具有其上安装具有散热器的电子部件的第一表面层,其中,所述方法包括:
将焊膏共同印刷在印刷电路板上的传热图案中;
将焊膏加热以被熔融,使得印刷在第一焊盘上的焊料的一部分流到通孔中的至少一个中;以及
使焊膏凝固,以便将所述电子部件安装在印刷布线板上。
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