CN104010432B - 具有散热功能的印刷电路板结构 - Google Patents

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Abstract

一种具有散热功能的印刷电路板结构，包含封装基板、焊垫、多个接地线、第一贯孔以及多个第二贯孔。所述焊垫形成于封装基板的第一表面的一部分上，焊垫具有长方形外型且具有多个边角；多个接地线形成于封装基板的多个部分上，分别物理连接于焊垫的多个边角中的至少两个边角上；第一贯孔自焊垫的中央处穿透焊垫与封装基板；以及多个第二贯孔大体自邻近焊垫多个边角其中之一处穿透焊垫与封装基板，所述多个第二贯孔分别邻近于多个接地线其中之一。以上所述的具有散热功能的印刷电路板结构可免除散热片的使用，从而节省制造成本及制造时间。

Description

具有散热功能的印刷电路板结构
技术领域
本发明有关于印刷电路板(printed circuit board)，且特别是关于一种具有散热功能的印刷电路板结构。
背景技术
随着计算机技术的发展，电子组件已然需要在高速下运行。然而，电子装置(electronic device)的运行速度越快，则其将产生越多的热能(heat)。倘若所产生的热能无法妥善的逸散，则将严重冲击电子组件的运行稳定性。一般来说，为了确保电子装置的正常运行，可使用散热装置(heat dissipation device)来逸散由电子装置所产生的热能。
一般来说，与印刷电路板上的电子装置接触的散热组件是采用如铜合金的固态金属所形成的散热片(heat sink)，其具有鳍状外型(fin-like configuration)。
然而，散热片的使用增加了包含此印刷电路板与电子装置的电子装置封装物的制造成本与制造时间。因此，需要一种新颖的具散热功能的印刷电路板结构，其可免除散热片的使用。
发明内容
有鉴于此，特提供以下技术方案：
本发明的实施例提供一种具有散热功能的印刷电路板结构，包含封装基板、焊垫、多个接地线、第一贯孔以及多个第二贯孔。所述焊垫形成于封装基板的第一表面的一部分上，且焊垫具有长方形外型且具有多个边角；多个接地线形成于封装基板的多个部分上，分别物理连接于焊垫的多个边角中至少两个边角上；第一贯孔自焊垫的中央处穿透焊垫与封装基板；以及多个第二贯孔大体自邻近焊垫多个边角其中之一处穿透焊垫与封装基板，其中所述多个第二贯孔分别邻近于所述多个接地线其中之一。
以上所述的具有散热功能的印刷电路板结构可免除散热片的使用，从而节省制造成本及制造时间。
附图说明
图1是依据本发明实施例的具有散热功能的印刷电路板结构的俯视示意图。
图2是图1中具有散热功能的印刷电路板结构沿线段2-2的剖面示意图。
图3是图1中具有散热功能的印刷电路板结构的仰视示意图。
图4是依据本发明另一实施例的具有散热功能的印刷电路板结构的俯视示意图。
图5是依据本发明另一实施例的具有散热功能的印刷电路板结构的俯视示意图。
图6是依据本发明另一实施例的具有散热功能的印刷电路板结构的俯视示意图。
图7是依据本发明另一实施例的具有散热功能的印刷电路板结构的俯视示意图。
图8是图7中具有散热功能的印刷电路板结构沿线段8-8的剖面示意图。
图9是图7中具有散热功能的印刷电路板结构的仰视示意图。
具体实施方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属技术领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求项中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。
请参照图1-3，其显示了依据本发明实施例的具有散热功能的一种印刷电路板结构100，其可免除电子装置封装物上的散热片(heat sink)的使用，其中图1显示了印刷电路板结构100的俯视（top view）示意图，而图2显示了图1中印刷电路板结构100沿线段2-2的剖面示意图，以及图3显示了图1中的印刷电路板结构100的仰视（bottom view）示意图。
请参照图1，其显示了用于电子装置封装物(未显示)的具散热功能的印刷电路板结构100的一部分。在此印刷电路板结构100上定义有用于容纳电子装置封装物的区域150，而此电子装置封装物为采用非球栅阵列(non-BGA)形态所封装形成的具特定功能的半导体芯片，例如为小外型封装物(small outline package，SOP)、四列扁平封装物(quad flatpackage，QFP)或四方扁平无引脚封装物(quad flat no-lead package，QFN package)。此外，此印刷电路板结构100还包含焊垫(landing pad)110、多个导线(conductive traces)120以及两条接地线(ground traces)130与140。
如图1所示，焊垫110大体位于区域150的中心处，且具有大体长方形的形状，这些导线120则平行地对准且设置于焊垫110的相对侧处。这些导线120彼此之间以阻焊层104来分隔，其中每一导线120可打线接合(wire bonded)至后续安装于区域150上的电子装置封装物(未显示)的一个引脚(lead)。导线120的设置形态并非以图1所示为限，而是基于电子装置封装物(未显示)的引脚形态的设计状况，这些导线120可形成于焊垫150的两个以上侧边。两条接地线130与140则形成于焊垫110的两个下方边角处，以分别物理连接于焊垫150的两下方边角之一。在一个实施例中，焊垫110可包含铜箔材料。
在一个实施例中，接地线130与140为耦接于形成于印刷电路板结构100上的接地平面或接地组件(皆未显示)的导线。接地线可包含铜箔并可具有线宽W1，此线宽W1大于导线120的线宽W2。在一个实施例中，接地线130的线宽W1约为16-20密耳(mil)，而导线120的线宽W2约为6-8密耳。
请继续参照图1，在焊垫110的多个位置上形成有数个贯穿印刷电路板结构100的、俯视为圆形的贯孔160、170、180。如图1所示，贯孔160形成于焊垫110的中央处，而贯孔170与180分别形成于接近焊垫110的数个下方边角之一的位置处。贯孔160具有直径D1，其大于贯孔170与180直径D2。在一个实施例中，贯孔160的直径D1约为1.8-2.0毫米，而贯孔170与180的直径则约为0.8-1.2毫米。在图1所示印刷电路板结构100中，在安装电子装置封装物(未显示)至区域150上之后，这些贯孔160、170与180以及接地线130与140则可做为散热组件使用，以逸散在运行时由电子装置封装物(未显示)内的半导体芯片产生的热能，如此则不再需要在电子装置封装物上安装传统的散热片。
请参照图2，其显示了图1内具散热功能的印刷电路板结构100沿线段2-2的剖面示意图。印刷电路板结构100包含有封装基板(package substrate)102，其是由如玻璃纤维(glass fibre)、环氧树脂(epoxy)、FR-4材料等绝缘材料所形成。焊垫110与阻焊层(solderresist layer)104则定义且形成于封装基板102上的顶面A上，以安装电子装置封装物(未显示)。此外，在相对于封装基板102的顶面A的底面B上则坦覆地(blanketly)形成有导电层190(参考图3)。在由贯孔160、170与180而露出的封装基板102、焊垫110与导电层190的侧壁上形成有导电层195，以进而连接焊垫110与导电层190。在一个实施例中，导电层195可包含导电材料(例如，铜)。由于焊垫110与接地线130与140以及导电层190的连接状况，安装于焊垫110上的电子装置封装物(未显示)在运行期间所产生的大部分热能可以热传导方式而通过接地线130与140以及导电层190而逸散掉。此外，由于贯孔160、170与180(参见图1、3)的形成，安装于焊垫110上的电子装置封装物(未显示)内的半导体芯片在其运行时所产生的部分热能也可由热扩散方式而通过这些贯孔160、170与180而抵达封装基板102的底面B处而逸散掉。
图3显示了如图1-2所示的印刷电路板结构100的仰视示意图。如图3所示，导电层190坦覆地形成于封装基板102(参见图2)的底面B上。在一个实施例中，导电层190可能并非坦覆地形成于封装基板102的底面B上，而基于印刷电路板结构100的设计状况，在封装基板102的底面B上也可形成有与导电层190相分隔的多个导线(未显示)。
值得注意的是，在其他实施例中，连接于焊垫110的接地线的数量及其位置可因不同实施例而改变，而非以图1-3所示状况为限。
图4为一俯视示意图，其显示了依据本发明另一实施例的具散热功能印刷电路板结构200，其可免除电子装置封装物上的散热片的使用。印刷电路板结构200是由图1-3所示的印刷电路板结构100修正所得到。在此，相似的元件采用相同标号在图4中显示，且为简单起见，在此仅解说此两印刷电路板结构100与200间的差异。
请参照图4，在此接地线140形成于焊垫110的右上方边角处，以物理连接于焊垫110，而贯孔180则形成于接近焊垫110的右上方边角处。在区域150上安装电子装置封装物(未显示)之后，这些贯孔160、170、180以及接地线130与140则可做为散热组件使用，以逸散电子装置封装物内的半导体芯片在运行时所产生的热能，如此则不再需要在电子装置封装物上安装传统的散热片。
图5为一俯视示意图，其显示了依据本发明又一实施例的具散热功能的印刷电路板结构300，其可免除电子装置封装物上的散热片的使用。印刷电路板结构300是由图1-3所示的印刷电路板结构100修正所得到。在此，相似的元件采用相同标号在图5中显示，且为简单起见，在此仅解说印刷电路板结构100与300间的差异。
请参照图5，在焊垫110的右上方边角处更形成有额外的接地线310，且其物理连接于焊垫110。而在接近焊垫110的右上方边角处也形成有相似于贯孔130与140等穿透印刷电路板结构300的额外贯孔320。
在图5所示的印刷电路板结构300中，在区域150上安装电子装置封装物(未显示)之后，这些贯孔160、170、180、与320、以及接地线130、140与310可做为散热组件使用，以逸散电子装置封装物内的半导体芯片在运行时所产生的热能，如此则不再需要在电子装置封装物上安装传统的散热片。
图6为一俯视示意图，其显示了依据本发明另一实施例的具散热功能的印刷电路板结构400，其可免除电子装置封装物上的散热片的使用。印刷电路板结构400是由图5所示的印刷电路板300修正所得到。在此，相似的元件采用相同标号在图5中显示，且为简单起见，在此仅解说印刷电路板结构400与300间的差异。
请参照图6，在焊垫110的左上方边角处更形成有额外的接地线330，而其物理连接于焊垫110的左上角。而在接近焊垫110的左上方边角处也形成有相似于贯孔130与140与320等穿透印刷电路板结构600的额外贯孔340。
在图6所示的印刷电路板结构400中，在区域150上安装电子装置封装物(未显示)之后，这些贯孔160、170、180、320与340、以及接地线130、140、310与330可做为散热组件使用，以逸散电子装置封装物内的半导体芯片在运行时所产生的热能，如此则不再需要在电子装置封装物上安装传统的散热片。
图7为一俯视示意图，其显示了依据本发明又一实施例的具散热功能的印刷电路板结构500，其可免除电子装置封装物上的散热片的使用。印刷电路板结构500是由图1-3所示的印刷电路板结构100修正所得到。在此，相似的元件采用相同标号在图7中显示，且为简单起见，在此仅解说印刷电路板结构100与500间的差异。
请参照图7，邻近于焊垫110左侧的中央部分的多个导线120之一(标示为120’)可进一步朝向焊垫110延伸，并物理连接于焊垫110。相似于贯孔160与170，可在邻近连接于焊垫110的导线120’处形成有穿透焊垫110的贯孔175，其具有介于0.8-1.2毫米的直径D3。在此，导线120’是作为相似于接地线130与140的接地线。在区域150上安装电子装置封装物(未显示)之后，这些贯孔160、170、175、与180、以及接地线120’、130、与140可做为散热组件使用，以逸散电子装置封装物内的半导体芯片在操作时所产生的热能，如此便不再需要在电子装置封装物上安装传统的散热片。
请参照图8，其显示了图7中具散热功能的印刷电路板结构500沿线段8-8的剖面示意图。印刷电路板结构500包含了封装基板102，焊垫110以及阻焊层104定义且形成于用于安装电子装置封装物(未显示)的封装基板102的顶面A上。此外，在相对于封装基板102的顶面A的底面B上则坦覆地形成有导电层190(参考图9)。在由贯孔160与175而露出的封装基板102、焊垫110与导电层190的侧壁上形成有导电层195，以进而连接焊垫110与导电层190。由于焊垫110与接地线120’以及导电层190的连接状况，安装于焊垫110上的特定位置(如焊垫110的左方中间位置处)的电子装置封装物(未显示)在运行期间所产生的大部分热能可以热传导方式而通过接地线120’以及导电层190而逸散掉，进而局部地降低电子装置封装物(未显示)的特定位置处的热能。此外，由于贯孔160、170、175与180(参见图7、9)的形成，安装于焊垫110上的电子装置封装物(未显示)中的半导体芯片在其运行时所产生的部分热能也可以热扩散方式而通过这些贯孔160、170、175与180而抵达封装基板102的底面B处而逸散掉。
图9为一仰视示意图，其显示了图7、8中具散热功能的印刷电路板结构500。如图9所示，在相对于封装基板102的顶面A的底面B上坦覆地形成有导电层190。在一个实施例中，导电层190可能并非坦覆地形成于封装基板102的底面B之上，而基于印刷电路板结构100的设计状况，在封装基板102的底面B上也可形成有与导电层190相分隔的多个导线(未显示)。
值得注意的是，在其他实施例中，连接于焊垫110的接地线120’的数量及其设置位置可因不同实施例而改变，以局部地降低电子装置封装物(未显示)的特定位置处所产生的热能，并非以图7-9所示状况为限。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (19)

1.一种具有散热功能的印刷电路板结构，包含：
封装基板；
焊垫，形成于该封装基板的第一表面的一部分上，其中该焊垫具有长方形外型且具有多个边角；
多个接地线，形成于该封装基板的多个部分上，分别物理连接于该焊垫的该多个边角中的至少两个边角上；
第一贯孔，自该焊垫的中央处穿透该焊垫与该封装基板；以及
多个第二贯孔，大体自邻近该焊垫的该多个边角之一处穿透该焊垫与该封装基板，其中该多个第二贯孔分别邻近于该多个接地线之一；
其中，该封装基板上定义有用于设置电子装置封装物的区域，且该焊垫位于该区域内，且该电子装置封装物为非球栅阵列封装物。
2.如权利要求1所述的具有散热功能的印刷电路板结构，更包含多个导线，自该焊垫的一侧而形成于该封装基板上。
3.如权利要求2所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：该多个导线具有约6-8密耳的线宽。
4.如权利要求2所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：更包含：
另一接地线，自该焊垫的该侧而形成于该封装基板之上，并位于该多个导线之间；以及
第三贯孔，自邻近于该另一接地线的该焊垫的一部分处穿透该焊垫与该封装基板。
5.如权利要求4所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：形成于该多个导线之间的该接地线物理连接于该焊垫。
6.如权利要求1所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：在该封装基板的两个不同部分上形成有两个接地线，而该两个接地线分别自该焊垫的两相邻边角而物理连接于该焊垫。
7.如权利要求1所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：在该封装基板的两个不同部分上形成有两个接地线，而该两个接地线分别自该焊垫的两相对边角而物理连接于该焊垫。
8.如权利要求1所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：在该封装基板的多个不同部分上形成有三个接地线，该三个接地线分别自该焊垫的三个相邻边角而物理连接于该焊垫。
9.如权利要求1所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：该封装基板的多个不同部分上形成有四个接地线，该四个接地线分别自该焊垫的四个边角而物理连接于该焊垫。
10.如权利要求1所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：更包含导电层，形成于该基板的第二表面的一部分上，其中该第二表面与该第一表面相对，而该导电层邻近于该多个第二贯孔之一。
11.如权利要求10所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：更包含导电层，形成于由该第一贯孔与该多个第二贯孔所露出的该焊垫、该封装基板与该导电层的数个侧壁之上。
12.如权利要求1所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：该封装基板包含玻璃纤维、环氧树脂或FR-4材料。
13.如权利要求1所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：该焊垫与该多个接地线包含铜箔。
14.如权利要求1所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：该第一贯孔具有约1.8-2.0毫米的直径。
15.如权利要求1所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：该多个第二贯孔具有约0.8-1.2毫米的直径。
16.如权利要求1所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：该多个接地线具有约16-20密耳的线宽。
17.如权利要求1所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：该区域包含了该多个接地线中的至少一部分。
18.如权利要求17所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：该第一贯孔的孔径大于该第二贯孔的孔径。
19.如权利要求1所述的具有散热功能的印刷电路板结构，其特征在于：该电子装置封装物为小外型封装物、四方扁平封装物或四方扁平无引脚封装物。
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