CN105580501A - 印制电路板和制造印制电路板的方法 - Google Patents

Abstract

一种印制电路板和制造印制电路板的方法，该印制电路板包括：第一平面，该第一平面设置有槽，槽内填充有锡；和与第一平面所对的第二平面，该第二平面安装有电子元器件。通过在印制电路板上设置槽并在槽内填充锡，制造工艺简单，不需在厚度方向占用额外的空间，使得印制电路板具有更好的散热效果，可以降低电子元器件的温度和电子设备的功耗。

Description

印制电路板和制造印制电路板的方法 技术领域

本发明涉及电子设备领域， 尤其涉及电子设备领域中的一种印制电路板 和制造印制电路板的方法。 背景技术

随着电子设备的广泛普及和快速发展， 电子设备中的电子元器件， 例如 芯片的运算速度也越来越快， 制造工艺水平不断提升。 印制电路板上的电子 元器件在工作时产生的热量不能得到及时扩散，使得电子元器件温度不断升 高， 温度的升高导致漏电流不断增加， 功耗也随之增加， 从而进一步推升电 子元器件的温度， 形成恶性循环。 温度过高可能会导致芯片或其他电子元器 件功能失效， 带来安全隐患， 功耗高导致能源的浪费。

使用现有的印制电路板设计， 例如在芯片顶部添加导热垫， 制造工艺复 杂， 并且会在印制电路板厚度方向占用较大空间， 而且散热效果并不理想， 电子设备工作时功耗和温度仍然能达到较高水平。 发明内容

本发明实施例提供一种印制电路板和制造印制电路板的方法， 制造工艺 筒单， 不需在厚度方向占用额外的空间， 并且能够提高散热效果。

本发明实施例的第一方面， 提供一种印制电路板， 包括：

第一方面， 本发明实施例提供了一种印制电路板， 该印制电路板包括： 第一平面， 该第一平面设置有槽， 槽内填充有锡； 和与第一平面所对的第二 平面， 该第二平面安装有电子元器件。

在第一方面的第一种可能的实现方式中， 电子元器件整体或部分与槽的 位置相对。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二 种可能的实现方式中， 槽的深度为该印制电路板厚度的 30%~70%。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实 现方式中， 槽的深度为该印制电路板厚度的 50%。

结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一 种可能的实现方式， 在第一方面的第四种可能的实现方式中， 槽的形状为一 字形、 十字形、 方形或圓形。

结合第一方面或第一方面的第一种至第四种可能的实现方式中的任一 种可能的实现方式， 在第一方面的第五种可能的实现方式中， 该印制电路板 还设置有与槽连通的散热孔， 散热孔内填充有锡， 其中， 散热孔的第一端与 槽连接， 与第一端相对的第二端位于第二平面内。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实 现方式中， 散热孔的直径小于 1毫米。

结合第一方面的第一种至第六种可能的实现方式中的任一种可能的实 现方式， 在第一方面的第七种可能的实现方式中， 该印制电路板的第二平面 还设置有填充有锡的槽， 第一平面还安装有整体或部分与第二平面的槽的位 置相对的电子元器件。

第二方面， 本发明实施例提供了一种制造第一方面或第一方面的第一种 至第八种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式中的印制电路板的方 法， 该方法包括： 提供一种具有第一平面和与第一平面所对的第二平面的印 制电路板， 其中， 第一平面设置有槽， 第二平面用于安装电子元器件； 对印 制电路板安装电子元器件和刷锡膏， 并对印制电路板按照焊接工艺进行处 理， 以获得在第一平面设置有槽， 槽内填充有锡， 在第二平面上安装有电子 元器件的印制电路板。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，提供一种具有第一平面和与第 一平面所对的第二平面的印制电路板，包括：提供一种具有通孔的第一单板， 通孔的大小、 位置和横截面形状与槽的大小、 位置和横截面形状相对应； 提 供一种第二单板， 该第二单板在槽的相应位置不具有通孔； 将至少一层第一 单板在第一平面到第二平面方向上同心连续排列， 至少一层第二单板在第二 平面到第一平面方向上连续排列， 以形成在第一平面设置有槽的所述印制电 路板。

在第二方面的第二种可能的实现方式中，提供一种具有第一平面和与第 一平面所对的第二平面的印制电路板， 包括： 在印制电路板的第一平面铣出 槽。

结合第二方面或第二方面的第一种至第二种可能的实现方式中的任一 种可能的实现方式， 在第二方面的第三种可能的实现方式中， 在对印制电路 板安装电子元器件和刷锡膏， 并对印制电路板按照焊接工艺进行处理之前， 该方法还包括： 在具有第一平面和第二平面的印制电路板上， 加工散热孔， 其中， 散热孔的第一端与槽连接， 与第一端相对的第二端位于第二平面， 该 散热孔与槽连通。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的印制电路板和制造印制电路板 的方法， 通过在印制电路板上设置槽并在槽内填充锡， 制造工艺筒单， 不需 在厚度方向占用额外的空间， 使得印制电路板具有更好的散热效果， 可以降 低电子元器件的温度和电子设备的功耗。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对本发明实施例或 现有技术描述中所需要使用的附图作筒单地介绍， 显而易见地， 下面所描述 的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付 出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1A是根据本发明一个实施例的印制电路板的正视图。

图 1B是根据本发明一个实施例的印制电路板的俯视图。

图 2是根据本发明另一实施例的印制电路板的结构示意图。

图 3是根据本发明另一实施例的印制电路板的结构示意图。

图 4是根据本发明另一实施例的印制电路板的结构示意图。

图 5是根据本发明另一实施例的印制电路板的结构示意图。

图 6是根据本发明另一实施例的印制电路板的结构示意图。

图 7是根据本发明实施例的制造印制电路板的方法的示意性流程图。 图 8 是根据本发明另一实施例的制造印制电路板的方法的示意性流程 图。 具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明的一部分实施例， 而不 是全部实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创 造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例， 都应属于本发明保护的范围。

图 1A和图 1B示出了根据本发明一个实施例的印制电路板 100的结构 示意图。 如图 1A和图 1B所示， 本发明实施例的印制电路板包括： 第一平面 110, 该第一平面 110设置有槽 130, 槽 130内填充有锡； 和 与第一平面 110所对的第二平面 120, 该第二平面 120安装有电子元器 件 140。

因此， 本发明实施例的印制电路板， 通过在印制电路板上设置槽并在槽 内填充锡， 制造工艺筒单， 不需在厚度方向占用额外的空间， 使得印制电路 板具有更好的散热效果， 可以降低电子元器件的温度和电子设备的功耗。

印制电路板的常用基材 FR-4的导热系数约为 0.35W/(m.K),而锡的导热 系数约为 67W/(m.K), 远远大于基材的导热系数。 合理设置槽的形状、 大小 量沿着槽所在的平面迅速扩散。

具体而言， 在不影响印制电路板布线的前提下， 槽 130可以设计位于第 一平面 110的任何位置。 为了获得更好的散热效果， 可以使第二平面 120上 的电子元器件 140整体或部分与槽 130的位置相对。 如图 1A和图 1B所示， 电子元器件 140 (例如芯片）部分与槽的位置相对。 图 1A为本发明实施例 的印制电路板 100的正视图； 图 1B为本发明实施例的印制电路板 100的俯 视图。 电子元器件 140工作时产生的热量， 通过印制电路板传递到槽 130内 填充的锡上，由于锡的导热系数大，有利于热量沿着槽所在的平面迅速扩散， 由此可以降低电子元器件 140的温度， 进而降低电子设备的功耗。

本发明实施例的印制电路板， 从散热角度考虑， 槽的深度越大散热效果 越好。 结合散热要求和开槽位置印制电路板的结构强度要求， 槽的深度可以 为印制电路板厚度的 30%~70%, 例如， 槽的深度可以为印制电路板厚度的 30%、 40%、 50%、 60%或 70%。 优选地， 槽的深度可以为印制电路板厚度 的 50%。在本发明实施例中，槽的深度也可以小于印制电路板厚度的 30%或 大于印制电路板厚度的 70%, 本发明实施例对此不作限定。

应理解， 在本发明实施例中， 术语" X%~Y% "表示大于或等于 Χ%, 且 小于或等于 Υ%。 还应理解， 在本发明实施例中， 不同仪器或不同方法测量 得到的物理量的具体数值可能稍有不同， 或存在一定的转换关系， 本发明实 施例对此不作限定。 要求确定。 可选地， 槽的形状可以有多种， 例如图 1B示出一字形、 图 2示 出的十字形、 图 3示出的方形或图 4示出的圓形。 根据散热要求， 槽的形状 还可以为不规则形状， 本发明实施例对此不作限定。

在本发明实施例中，槽的大小也可以根据印制电路板上电子元器件的散 热要求确定。 例如， 芯片尺寸为 14mmxl4mm, 位于芯片下方的方形槽的尺 寸可以设计为 40mmx40mm, 本发明实施例对此不作限定。

应理解， 在本发明实施例中， 第一平面内可以有一个或多个槽， 本发明 实施例对此不作限定。

还应理解， 在本发明实施例中， 印制电路板可以是单层印制电路板， 也 可以是多层印制电路板；可以是单面印制电路板，也可以是双面印制电路板。 如果印制电路板为多层印制电路板， 该多层印制电路板可以包括： 至少一层 第一单板， 该第一单板上设置有通孔， 通孔的大小、 位置和横截面形状与印 制电路板的槽的大小、 位置和横截面形状相对应； 和至少一层第二单板， 该 第二单板在槽的相应位置不具有通孔； 至少一层第一单板在第一平面到第二 平面方向上同心连续排列， 至少一层第二单板在第二平面到第一平面方向上 连续排列，形成在第一平面设置有槽的印制电路板，其中，该槽内填充有锡。

具体而言， 图 5示出了根据本发明另一实施例的印制电路板 100的结构 示意图。 如图 5所示， 在第一平面 110到第二平面 120方向上， 有四层具有 通孔的第一单板 111 , 在第二平面 120到第一平面 110方向上， 有四层在槽 的相应位置不具有通孔的第二单板 121。 四层第一单板 111的通孔的大小位 置和横截面形状相对应， 并且同心连续排列， 与四层第二单板 121形成了第 一平面 110的槽 130, 并且在槽 130内填充锡。 电子元器件 140位于第二平 面 120, 与槽 130的位置相对。 在图 5的例子中， 槽的深度为印制电路板厚 度的 50% , 但本发明实施例并不限于此。 通过控制第一单板 111的层数和第 二单板 121的层数， 可以控制槽 130的深度。

在本发明实施例中， 可选地， 可以采用散热孔和槽相结合并在散热孔和 槽内填充锡的结构， 进一步提高印制电路板的散热效果。 图 6示出了根据本 发明另一实施例的印制电路板 100的结构示意图。 如图 6所示， 印制电路板 还设置有与槽 130连通的散热孔 150,该散热孔 150内填充有锡，散热孔 150 的第一端与槽 130连接， 与第一端相对的第二端位于第二平面 120内。

因此，本发明实施例的散热孔和槽相结合并在散热孔和槽内填充锡的结 构， 使得电子元器件产生的热量， 经由填充有锡的散热孔更容易传导到槽内 填充的锡上， 由此进一步提高印制电路板的散热效果。

应理解，为了不影响电子元器件的安装，散热孔的尺寸通常较小，例如， 散热孔的直径小于 1毫米， 但本发明实施例并不限于此。 此外， 散热孔可以 为通孔， 也可以为盲孔； 散热孔可以有一个或多个； 散热孔的位置也可以根 据散热需求相应调整， 本发明实施例对此不作限定。

在本发明实施例中， 可选地， 如果印制电路板为双面印制电路板， 在印 制电路板的第二平面还可以设置有填充有锡的槽， 第一平面还安装有整体或 部分与第二平面的槽的位置相对的电子元器件。 此外， 在本发明实施例中， 第二平面内也可以有一个或多个槽， 本发明实施例对此不作限定。

上文中结合图 1A、图 1B和图 2至图 6详细描述了根据本发明实施例的 印制电路板， 下面描述根据本发明实施例的制造印制电路板的方法。 程图。 其中， 该印制电路板为根据本发明实施例的任意一种印制电路板， 该 印制电路板包括： 第一平面， 该第一平面设置有槽， 槽内填充有锡； 和与第 一平面所对的第二平面， 该第二平面安装有电子元器件。 如图 7所示， 该方 法 200包括：

S210,提供一种具有第一平面和与第一平面所对的第二平面的印制电路 板， 其中， 第一平面设置有槽， 第二平面用于安装电子元器件；

S220, 对该印制电路板安装电子元器件和刷锡膏， 并对该印制电路板按 照焊接工艺进行处理， 以获得在第一平面设置有槽， 槽内填充有锡， 在第二 平面上安装有电子元器件的印制电路板。

因此， 本发明实施例的制造印制电路板的方法， 通过在印制电路板上设 置槽并在槽内填充锡， 制造工艺筒单， 不需在厚度方向占用额外的空间， 使 得印制电路板具有更好的散热效果，可以降低电子元器件的温度和电子设备 的功耗。

具体而言， 在 S210中， 获得具有设置有槽的第一平面和与第一平面所 对的用于安装电子元器件的第二平面的印制电路板的方法可以有多种。可选 地， 如图 8所示， 在印制电路板为多层印制电路板时， 提供一种具有第一平 面和与第一平面所对的第二平面的印制电路板， 可以包括：

S211 , 提供一种具有通孔的第一单板， 通孔的大小、 位置和横截面形状 与槽的大小、 位置和横截面形状相对应； 5212, 提供一种第二单板， 该第二单板在槽的相应位置不具有通孔；

5213 , 将至少一层第一单板在第一平面到第二平面方向上同心连续排 歹 ij , 至少一层第二单板在第二平面到第一平面方向上连续排列， 以形成在第 一平面设置有槽的印制电路板。

在本发明实施例中， 可选地， 提供一种具有第一平面和与第一平面所对 的第二平面的印制电路板， 还可以通过在印制电路板的第一平面铣出槽。 该 印制电路板可以是单层印制电路板， 也可以是多层印制电路板； 可以是单面 印制电路板， 也可以是双面印制电路板。 此外， 还可以通过其它方法获得该 具有第一平面和与第一平面所对的第二平面的印制电路板， 本发明实施例对 此不作限定。

在 S220之前， 方法 200还可以包括：

在具有第一平面和与第一平面所对的第二平面的印制电路板上加工散 热孔， 其中， 散热孔的第一端与槽连接， 与第一端相对的第二端位于第二平 面内， 该散热孔与槽连通。 这种散热孔和槽相结合的结构， 使得电子元器件 产生的热量， 经由填充有锡的散热孔更容易传导到槽内填充的锡上， 由此进 一步提高印制电路板的散热效果。

应理解，为了不影响电子元器件的安装，散热孔的尺寸通常较小，例如， 散热孔的直径小于 1毫米， 但本发明实施例不限于此。 此外， 可以根据需要 加工一个或多个散热孔； 散热孔可以为通孔， 也可以为盲孔。 散热孔的位置 也可以根据散热需求相应调整， 本发明实施例对此不作限定。

在 S220中， 对第一平面和第二平面刷锡并进行焊接工艺处理， 使得印 制电路板上的锡膏经历一系列温度变化过程后固化为锡。该过程可以有多种 实现方式。

可选地， 由于在焊接过程中同时焊接两个平面容易出现第二平面器件掉 落的情况，可以将两个平面焊接分开进行。例如，在第一平面的槽内刷锡膏， 按照焊接工艺进行处理。 然后在第二平面刷锡膏， 安装电子元器件， 然后按 照焊接工艺进行处理。

应理解，对上述第一平面和第二平面刷锡并进行焊接工艺的处理的先后 顺序可以互换， 本发明实施例对此不作限定。 还应理解， 焊接工艺可以采用 诸如回流焊等各种焊接工艺， 本发明实施例对此不作限定。

在本发明实施例中， 可选地， 在制造双面印制电路板时， 还可以在印制 电路板的第二平面设置填充有锡的槽， 第一平面还可以安装整体或部分与第 二平面的槽的位置相对的电子元器件， 本发明实施例对此不作限定。

应理解， 对于双面印制电路板而言， 传统的制造方法也需要在双面印制 电路板安装电子元器件的两个平面上刷锡膏， 而后按照焊接工艺进行处理。 因此， 本发明实施例的制造印制电路板的方法不需要额外引入复杂的工艺， 制造工艺筒单。

本领域普通技术人员可以意识到， 结合本文中所公开的实施例描述的各 示例的单元及算法步骤， 能够以电子硬件、 计算机软件或者二者的结合来实 现， 为了清楚地说明硬件和软件的可互换性， 在上述说明中已经按照功能一 般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执 行， 取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。 专业技术人员可以对每个 特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超 出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到， 为了描述的方便和筒洁， 上述 描述的系统、 装置和单元的具体工作过程， 可以参考前述方法实施例中的对 应过程， 在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中， 应该理解到， 所揭露的系统、 装置和 方法， 可以通过其它的方式实现。 例如， 以上所描述的装置实施例仅仅是示 意性的， 例如， 所述单元的划分， 仅仅为一种逻辑功能划分， 实际实现时可 以有另外的划分方式， 例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个 系统， 或一些特征可以忽略， 或不执行。 另外， 所显示或讨论的相互之间的 耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或 通信连接， 也可以是电的， 机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作 为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元， 即可以位于一个地方， 或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或 者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元 中， 也可以是各个单元单独物理存在， 也可以是两个或两个以上单元集成在 一个单元中。 上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现， 也可以采用软件 功能单元的形式实现。 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销 售或使用时， 可以存储在一个计算机可读取存储介质中。 基于这样的理解， 本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分， 或者该技术方 案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在 一个存储介质中， 包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算 机， 服务器， 或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部 分步骤。 而前述的存储介质包括： U盘、 移动硬盘、 只读存储器（ROM, Read-Only Memory )、 随机存取存储器 ( RAM, Random Access Memory )、 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限 于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易 想到各种等效的修改或替换， 这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围 之内。 因此， 本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1. 权利要求

   1. 一种印制电路板， 其特征在于， 包括：

   第一平面， 所述第一平面设置有槽， 所述槽内填充有锡； 和

   与第一平面所对的第二平面， 所述第二平面安装有电子元器件。
2. 2. 根据权利要求 1所述的印制电路板，其特征在于，所述电子元器件整 体或部分与所述槽的位置相对。
3. 3. 根据权利要求 1或 2所述的印制电路板，其特征在于，所述槽的深度 为所述印制电路板厚度的 30%~70%。
4. 4. 根据权利要求 3所述的印制电路板，其特征在于，所述槽的深度为所 述印制电路板厚度的 50%。
5. 5. 根据权利要求 1至 4中任一项所述的印制电路板，其特征在于，所述 槽的形状为一字形、 十字形、 方形或圓形。
6. 6. 根据权利要求 1至 5中任一项所述的印制电路板，其特征在于，所述 印制电路板还设置有与所述槽连通的散热孔，所述散热孔内填充有锡，其中， 所述散热孔的第一端与所述槽连接， 与所述第一端相对的第二端位于所述第 二平面内。
7. 7. 根据权利要求 6所述的印制电路板，其特征在于，所述散热孔的直径 小于 1毫米。
8. 8. 根据权利要求 2至 7中任一项所述的印制电路板，其特征在于，所述 印制电路板的所述第二平面还设置有填充有锡的槽， 所述第一平面还安装有 整体或部分与所述第二平面的槽的位置相对的电子元器件。
9. 9. 一种制造权利要求 1至 8中任一项所述的印制电路板的方法，其特征 在于， 包括：

   提供一种具有第一平面和与第一平面所对的第二平面的印制电路板， 其 中， 所述第一平面设置有槽， 所述第二平面用于安装电子元器件；

   对所述印制电路板安装电子元器件和刷锡膏， 并对所述印制电路板按照 焊接工艺进行处理， 以获得在所述第一平面设置有所述槽， 所述槽内填充有 锡， 在所述第二平面上安装有电子元器件的所述印制电路板。
10. 10. 根据权利要求 9所述的方法， 其特征在于， 所述提供一种具有第一 平面和与第一平面所对的第二平面的印制电路板， 包括：

    提供一种具有通孔的第一单板， 所述通孔的大小、 位置和横截面形状与 所述槽的大小、 位置和横截面形状相对应；

    提供一种第二单板， 所述第二单板在所述槽的相应位置不具有通孔； 将至少一层所述第一单板在所述第一平面到所述第二平面方向上同心 连续排列， 至少一层所述第二单板在所述第二平面到所述第一平面方向上连 续排列， 以形成在所述第一平面设置有槽的所述印制电路板。
11. 11.根据权利要求 9所述的方法， 其特征在于， 所述提供一种具有第一 平面和与第一平面所对的第二平面的印制电路板， 包括：

    在所述印制电路板的所述第一平面铣出所述槽。
12. 12. 根据权利要求 9至 11中任一项所述的方法，其特征在于，在所述对 所述印制电路板安装电子元器件和刷锡膏， 并对所述印制电路板按照焊接工 艺进行处理之前， 所述方法还包括：

    在具有所述第一平面和所述第二平面的印制电路板上， 加工散热孔， 其 中， 所述散热孔的第一端与所述槽连接， 与所述第一端相对的第二端位于所 述第二平面， 所述散热孔与所述槽连通。