CN106129014A - 一种pcb芯片结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及芯片技术领域，具体涉及一种PCB芯片结构，包括PCB和安装在所述PCB一面上的芯片，在所述PCB的另一面与所述芯片相对应区域的表面上设有一层散热层；在所述PCB位于所述芯片和所述散热层之间的对应区域中设置有导热孔；该结构可以使芯片区域的PCB所集聚的热量快速的散发出去，并且制造工艺简单、可靠，成本又非常的低，能够在高密度PCB设计中有效降低芯片结温，提升产品可靠性。

Description

一种PCB芯片结构

技术领域

本申请涉及芯片技术领域，具体涉及一种PCB芯片结构。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board)，中文名称为印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件如芯片等的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。

出于可靠性原因，处理大功率的集成电路越来越需要达到热管理要求。所有半导体电子元器件都针对结温规定了安全上限，通常为150℃(有时为175℃)。与最大电源电压一样，最大结温是一种最差情况限制，不得超过此值。在保守设计中，一般留有充分的安全裕量。且半导体的寿命与工作结温成反比，即芯片温度越低，寿命越长。

现有的芯片散热技术主要有以下几种；(1)在芯片所对应的PCB区域的另一面表面露铜沉金散热，即在PCB上把需要用绿油覆盖保护的铜箔区域裸露出来，然后通过化学方法在铜表面镀上Ni/Au(镍/金)，向PCB板提供集可焊、导通、散热功能于一身的镀层；其中，绿油即液态光致阻焊剂，是一种丙烯酸低聚物。作为一种保护层，涂覆在印制电路板不需焊接的线路和基材上，或用作阻焊剂。目的是长期保护所形成的线路图形；(2)加散热片、导热硅胶散热；(3)在芯片与PCB之间插入一层石墨帮助散热，芯片底部一般是没有管脚，管脚从芯片的侧面引出。

上述技术缺陷在于，PCB露铜沉金工艺虽然对芯片(指发热量大的功率器件)区域的PCB的散热有一定帮助，但是对于芯片这种发热量巨大的器件显得有些微不足道，加散热片虽然可以起到一定的散热效果，但是在移动设备中空间狭小，采用散热片没有足够的空间，采用其他工艺在高密线区域表层有走线，散热不太理想，需要增加层，这样成本将大幅度提升。在芯片与PCB之间加石墨的散热方案适于用在芯片底部没有管脚的封装，但是手机使用的芯片一般底部都有管脚，有些BGA芯片甚至有上百个管脚，这显然是无法在芯片与PCB之间插入一层石墨的。

发明内容

本申请的目的在于提供一种PCB芯片结构，解决芯片区域的PCB散热所需的空间、面积问题，加快芯片区域的PCB散热速度，提升产品和芯片的可靠性。

本申请涉及一种PCB芯片结构，包括PCB和安装在所述PCB一面上的芯片，在所述PCB的另一面与所述芯片相对应区域的表面上设有一层散热层；在所述PCB位于所述芯片和所述散热层之间的对应区域中设置有两端分别朝向所述散热层和所述芯片延伸的导热孔。

优选的，所述PCB为叠层结构，包括多层铜箔和每相邻两层铜箔之间的基材层叠构成的复合层以及复合层表面的绿油覆盖层，且铜箔的层数为偶数；所述复合层位于所述芯片所在一侧表面的铜箔的表面包括刻画有信号线路的刻画区和没有刻画信号线路的非刻画区，所述散热层位于所述非刻画区以上的部分延伸通过所述绿油覆盖层并覆盖在所述非刻画区上。

优选的，所述导热孔的一端延伸穿过所述PCB位于所述散热层所在一侧表面的绿油覆盖层，另一端延伸至所述复合层位于所述芯片所在一侧表面的铜箔并穿透所述铜箔。

优选的，所述导热孔的一端延伸穿过所述PCB位于所述散热层所在一侧表面的绿油覆盖层，另一端延伸穿透所述PCB位于所述芯片所在一侧表面的绿油覆盖层。

优选的，所述散热层材料选自石墨、人工石墨片和石墨烯中的至少一种。

优选的，所述散热层为石墨，且所述石墨通过喷涂的方法形成。

优选的，所述喷涂的方法采用carbon工艺。

优选的，所述散热层为石墨，在所述石墨上刻画有信号线。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请方案可以使芯片区域的PCB所集聚的热量快速的散发出去，并且制造工艺简单、可靠，成本又非常的低，能够在高密度PCB设计中有效降低芯片结温，提升产品可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例的PCB结构；

图2为本申请实施例的一种PCB芯片结构；

图3为本申请实施例的另一种PCB芯片结构；

附图标记，

1-PCB；

11-铜箔；

12-基材；

13-绿油覆盖层；

14-铜箔裸露区；

2-芯片；

3-石墨；

4-导热孔；

41-第一导热孔；

42-第二导热孔。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例及附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请提供的技术方案及所给出的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

文中所述“上”、“下”均以附图中的电池的放置状态为参照。

本申请涉及的一种PCB芯片结构，包括PCB1和安装在所述PCB1一面上的芯片2，在所述PCB1的另一面与所述芯片2相对应区域的表面上设有一层散热层；在所述PCB1位于所述芯片2和所述散热层之间的对应区域中设置有两端分别朝向所述散热层和所述芯片2延伸的导热孔4。

散热层的散热效果较好，而且芯片2散发的热量有相当一部分就能够从这些导热孔4快速的传导到散热层，帮助芯片2散热。

作为本申请PCB芯片结构的一种改进，本申请使用的PCB1为叠层结构，包括多层铜箔11和每相邻两层铜箔11之间的基材12层叠构成的复合层以及复合层表面的绿油覆盖层13，且铜箔11的层数为偶数；所述复合层位于所述芯片2所在一侧表面的铜箔11的表面包括刻画有信号线路的刻画区和没有刻画信号线路的非刻画区，所述散热层位于所述非刻画区以上的部分延伸通过所述绿油覆盖层13并覆盖在所述非刻画区上。

作为本申请PCB芯片结构的一种改进，本申请导热孔4的一端延伸穿过所述PCB1位于所述散热层所在一侧表面的绿油覆盖层13，另一端延伸至所述复合层位于所述芯片2所在一侧表面的铜箔11并穿透所述铜箔11。

作为本申请PCB芯片结构的一种改进，本申请导热孔4的一端延伸穿过所述PCB1位于所述散热层所在一侧表面的绿油覆盖层13，另一端延伸穿透所述PCB1位于所述芯片2所在一侧表面的绿油覆盖层13。

也即是说，导热孔4靠近芯片2所在一侧的一端既可以通过PCB1表面的绿油覆盖层13，也可以不通过PCB1表面的绿油覆盖层13。

本申请芯片2在PCB1上的安装方式可以是通过表面处理工艺在PCB1表面形成与芯片2引脚对应的焊盘，对焊盘上锡粘接芯片2的引脚，这样芯片2就安装在PCB11的表面。

作为本申请PCB芯片结构的一种改进，本申请散热层选自石墨3、人工石墨片和石墨烯中的至少一种。

作为本申请PCB芯片结构的一种改进，本申请散热层为石墨3，石墨3通过喷涂的方法形成在PCB1上。

由于石墨3是直接喷涂在PCB1的表面，所以接触热阻基本为零；而且石墨3的散热效果好，芯片2散发的热量有相当一部分就能够从这些导热孔4快速的传导到石墨3，帮助芯片2散热。

较佳的，本申请喷涂的方法优选carbon工艺。

carbon(碳)工艺是一种不可上锡的表面处理，其功能在于保护铜面不被氧化，并维持导电性；carbon工艺具有流程简单、高可靠性(高抗腐蚀性、高耐腐蚀性)和低成本的特点。

作为本申请PCB芯片结构的一种改进，本申请在石墨散热层上刻画信号线路。由于石墨3属于导电体，所以石墨3还可以当作信号线的导通路径，可以把喷涂的一层石墨3作用同于一层铜箔11，由于线路是通过PCB1生产工艺在铜箔11上刻画出来，同样也可以在石墨3上刻画线路，设计出所需要的信号线。

以下通过具体实施例对本申请的PCB芯片结构及其制备过程进行阐述：

实施例1：制作安装具有良好散热功能的PCB芯片

101：制作PCB1：采用4层铜箔11、每相邻两层铜箔11之间的基材12(共3层基材12)叠层层压构成复合层结构，复合层表面的铜箔11上刻画信号线路；在刻画有信号线路的区域上覆盖一层绿油覆盖层13，没有刻画信号线的为铜箔裸露区14，裸露出铜箔11；

102：安装芯片2：通过表面处理工艺在PCB1的一个表面形成与芯片2引脚对应的焊盘，对焊盘上锡粘接芯片2的引脚，这样就把芯片2安装在PCB1的表面上；

103：喷涂石墨3：在PCB1与上述芯片2所在一面相对的另一面的对应区域上喷涂一层石墨3，石墨3形成在PCB1的表面与电芯对应的区域上，且石墨3位于所述铜箔裸露区14以上的部分延伸通过所述绿油覆盖层13并覆盖在所述裸露的铜箔11上；

104：打导热孔4：在PCB1设置有石墨的一面向PCB1内部打第一导热孔41，并使第一导热孔41延伸穿透PCB1位于芯片2所在一侧表面的绿油覆盖层13；最终制得截面结构如图2所示的PCB芯片结构。

实施例2：制作安装具有良好散热功能的PCB芯片

201：制作PCB1：采用4层铜箔11、每相邻两层铜箔11之间的基材12(共3层基材12)叠层层压构成复合层结构，复合层最外侧的铜箔11上刻画信号线路；在刻画有信号线路的区域上覆盖一层绿油覆盖层13，没有刻画信号线的为铜箔裸露区14，裸露出铜箔11；

202：安装芯片2：通过表面处理工艺在PCB1的一个表面形成与芯片2引脚对应的焊盘，对焊盘上锡粘接芯片2的引脚，这样就把芯片2安装在PCB1的表面上；

203：喷涂石墨3：采用carbon工艺，在PCB1与上述芯片2相对的另一面的对应区域上喷涂一层石墨3，石墨3形成在PCB1的表面与电芯对应的区域上，且石墨3位于所述铜箔裸露区14以上的部分延伸通过所述绿油覆盖层13并覆盖在所述裸露的铜箔11上；

204：打导热孔4：在PCB1设置有石墨的一面向PCB1内部打第一导热孔41和第二导热孔42；其中，第一导热孔41延伸穿透PCB1位于所述芯片2所在一侧表面的绿油覆盖层13；第二导热孔42仅延伸至所述复合层位于所述芯片2所在一侧表面的铜箔11并穿透所述铜箔11；最终制得截面结构如图3所示的PCB芯片结构。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种PCB芯片结构，包括PCB和安装在所述PCB一面上的芯片，其特征在于，在所述PCB的另一面与所述芯片相对应区域的表面上设有一层散热层；在所述PCB位于所述芯片和所述散热层之间的对应区域中设置有两端分别朝向所述散热层和所述芯片延伸的导热孔。

2.根据权利要求1所述的PCB芯片结构，其特征在于，所述PCB为叠层结构，包括多层铜箔和每相邻两层铜箔之间的基材层叠构成的复合层以及复合层表面的绿油覆盖层，且铜箔的层数为偶数；所述复合层位于所述芯片所在一侧表面的铜箔的表面包括刻画有信号线路的刻画区和没有刻画信号线路的非刻画区，所述散热层位于所述非刻画区以上的部分延伸通过所述绿油覆盖层并覆盖在所述非刻画区上。

3.根据权利要求2所述的PCB芯片结构，其特征在于，所述导热孔的一端延伸穿过所述PCB位于所述散热层所在一侧表面的绿油覆盖层，另一端延伸至所述复合层位于所述芯片所在一侧表面的铜箔并穿透所述铜箔。

4.根据权利要求2所述的PCB芯片结构，其特征在于，所述导热孔的一端延伸穿过所述PCB位于所述散热层所在一侧表面的绿油覆盖层，另一端延伸穿透所述PCB位于所述芯片所在一侧表面的绿油覆盖层。

5.根据权利要求1所述的PCB芯片结构，其特征在于，所述散热层材料选自石墨、人工石墨片和石墨烯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的PCB芯片结构，其特征在于，所述散热层为石墨，且所述石墨通过喷涂的方法形成。

7.根据权利要求6所述的PCB芯片结构，其特征在于，所述喷涂的方法采用carbon工艺。

8.根据权利要求1所述的PCB芯片结构，其特征在于，所述散热层为石墨，在所述石墨上刻画有信号线。