CN110113874B - Pcb元器件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种PCB元器件及其制作方法，属于印刷线路板领域。该方法包括：根据目标元器件的目标焊盘及目标散热孔，创建目标元器件的原理图元件符号，原理图元件符号包括：与目标焊盘对应的第一引脚、与目标散热孔对应的第二引脚；根据目标焊盘的物理参数及目标散热孔的物理参数，创建目标元器件的物理封装图，物理封装图包括：物理参数与目标焊盘对应的第一引脚、物理参数与目标散热孔对应并设于第一引脚的区域内的第二引脚的区域；根据原理图元件符号和物理封装图制作目标元器件的PCB基板；将目标引脚和目标焊盘焊接于PCB基板上，得到包括目标元器件的PCB。该方法能够统一散热孔的规格，利于PCB元器件散热。

Description

PCB元器件及其制作方法
技术领域
本申请涉及印刷线路板领域，尤其涉及一种PCB元器件及其制作方法。
背景技术
在PCB(Printed Circuit Board，印刷线路板)中，大功率的元器件通过引脚和焊盘焊接于PCB基板上，元器件主要通过PCB基板表层的铜皮或焊盘来进行散热。但是随着对产品集成度的要求越来越高，PCB及元器件的尺寸越来越小，PCB基板表层的铜皮或焊盘面积也相应地减小，这使元器件通过铜皮或焊盘的散热效果差。通过在PCB基板与元器件相对的焊盘上打孔可改善元器件的散热效果，但是不同的设计人员容易漏打孔，少打孔，这不能保证元器件的散热效果。
发明内容
本申请提供了一种统一设计散热孔并保证散热效果的PCB元器件及其制作方法。
本申请的一个方面提供一种PCB元器件的制作方法，所述PCB元器件的制作方法包括：
根据目标元器件的目标焊盘及目标散热孔，创建所述目标元器件的原理图元件符号，所述原理图元件符号包括：与所述目标焊盘对应的第一引脚、与所述目标散热孔对应的第二引脚；
根据所述目标焊盘的物理参数及所述目标散热孔的物理参数，创建所述目标元器件的物理封装图，所述物理封装图包括：物理参数与所述目标焊盘对应的第一引脚的区域、物理参数与所述目标散热孔对应并设于所述第一引脚的区域内的所述第二引脚的区域；
根据所述原理图元件符号和所述物理封装图制作所述目标元器件的PCB基板，所述PCB基板与所述第二引脚的区域对应的焊盘上有散热孔；
将所述目标焊盘焊接于所述PCB基板上，得到包括所述目标元器件的PCB。
可选地，所述根据所述目标焊盘的物理参数及所述目标散热孔的物理参数，创建所述目标元器件的物理封装图，包括：
设计与所述目标焊盘的物理参数对应的所述第一引脚的区域；
在所述第一引脚的区域内设计与所述目标散热孔的物理参数对应的所述第二引脚的区域，得到所述目标元器件的物理封装图。
可选地，所述在所述第一引脚的区域内设计与所述目标散热孔的物理参数对应的所述第二引脚的区域，包括：
针对每个所述第一引脚的区域，
当所述第一引脚的区域内设有一个所述第二引脚的区域时，将所述第二引脚的区域设于所述第一引脚的区域内的中部。
可选地，所述在所述第一引脚的区域内设计与所述目标散热孔的物理参数对应的所述第二引脚的区域，包括：
针对每个所述第一引脚的区域，
当所述第一引脚的区域内设有多个所述第二引脚的区域时，将多个所述第二引脚的区域均匀布设于所述第一引脚的区域内。
可选地，所述将多个所述第二引脚的区域均匀布设于所述第一引脚的区域内，包括：
将多个所述第二引脚的区域以矩阵的形式布设于所述第一引脚的区域内。
可选地，所述根据所述原理图元件符号和所述物理封装图制作所述目标元器件的PCB基板，包括：
根据所述物理封装图中的所述第二引脚的区域，在所述PCB基板与所述第二引脚的区域对应的焊盘上打散热孔。
可选地，所述根据所述原理图元件符号和所述物理封装图制作所述目标元器件的PCB基板，包括：
所述原理图元件符号包括：所述第一引脚、所述第二引脚、所述PCB基板之间的电气连接关系，根据所述电气关系制作所述PCB基板的电路。
本申请的另一个方面提供一种PCB元器件，所述PCB元器件通过上述提及的任一种PCB元器件的制作方法制作得到，所述PCB元器件包括：PCB基板及设于所述PCB基板上的目标元器件，所述目标元器件包括目标焊盘，所述PCB基板与所述目标焊盘相对的焊盘上设有散热孔。
可选地，所述散热孔为多边形孔、方形孔、梯形孔中的至少一种。
可选地，所述散热孔为圆形孔，所述散热孔的直径为6密耳-14密耳。
本申请实施例提供的PCB元器件的制作方法，在目标元器件的原理图元件符号中设计与目标散热孔对应的第二引脚，在物理封装图中设计物理参数与目标散热孔对应的第二引脚的区域，且第二引脚的区域设于与目标焊盘对应的第一引脚的区域内，这利于使设计人员根据原理图元件符号和物理封装图高效、统一地设计PCB元器件的散热孔，不仅利于目标元器件散热，还不会影响目标元器件的性能。
本申请实施例提供的PCB元器件中PCB基板与目标焊盘相对的焊盘上的散热孔的规格统一，不仅使目标元器件具有良好的散热性，还不会影响目标元器件的性能。
附图说明
图1所示为本申请根据一示例性实施例示出的PCB元器件制作方法流程图；
图2所示为本申请根据一示例性实施例示出的目标元器件的物理结构图；
图3所示为本申请根据一示例性实施例示出的目标元器件的原理图元件符号；
图4所示为本申请根据一示例性实施例示出的目标元器件的物理封装图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
在一些实施例中，为了改善大功率的元器件(开关电源、芯片)的散热效果，在与元器件自带焊盘相对的PCB基板的焊盘上打散热孔。设计人员在制作PCB元器件时，直接调用库文件中的原理图元件符号和物理封装图，来制作PCB元器件，但是物理封装图上并没有打散热孔的标记，而且原理图元件符号中也未设计到散热孔的引脚，这使设计人员在制作PCB时，在PCB基板的焊盘上少打散热孔，或者漏打散热孔。不同的设计人员对散热孔的设计方式不同，这不仅影响元器件的散热效果，还可能使元器件存在隐患。为了解决该问题，本申请实施例提供了一种PCB元器件及制作方法。
本申请实施例的PCB元器件的制作方法包括：
根据目标元器件的目标焊盘及目标散热孔，创建目标元器件的原理图元件符号，原理图元件符号包括：与目标焊盘对应的第一引脚、与目标散热孔对应的第二引脚。
根据目标焊盘的物理参数及目标散热孔的物理参数，创建目标元器件的物理封装图，物理封装图包括：物理参数与目标焊盘对应的第一引脚的区域、物理参数与目标散热孔对应并设于第一引脚的区域内的第二引脚的区域。
根据原理图元件符号和物理封装图制作目标元器件的PCB基板。
将目标焊盘焊接于PCB基板上，得到包括目标元器件的PCB。
本申请实施例提供的PCB元器件的制作方法，在目标元器件的原理图元件符号中设计序号与目标散热孔对应的第二引脚，在物理封装图中设计物理参数与目标散热孔对应的第二引脚的区域，且第二引脚的区域设于与目标焊盘对应的第一引脚的区域内。设计人员根据原理图元件符号和物理封装图设计PCB基板时，能够高效、统一地设计散热孔。进一步将目标元器件焊接于PCB基板后，散热孔不仅利于目标元器件散热，也不会影响目标元器件的性能。
本申请实施例的PCB元器件通过上述提及的制作方法制作得到，该PCB元器件包括：PCB基板及设于PCB基板上的目标元器件，目标元器件包括目标焊盘，PCB基板与目标焊盘相对的焊盘上设有散热孔。本申请实施例通过上述提及的PCB元器件制作方法制得的PCB元器件的PCB基板上散热孔的规格统一，不仅使目标元器件具有良好的散热性，还不会影响目标元器件的性能。
图1所示为本申请根据一示例性实施例示出的PCB元器件制作方法流程图；图2所示为本申请根据一示例性实施例示出的目标元器件的物理结构图；图3所示为本申请根据一示例性实施例示出的目标元器件的原理图元件符号；图4所示为本申请根据一示例性实施例示出的目标元器件的物理封装图。
一方面，本申请实施例提供了一种PCB元器件的制作方法，如图1所示，该方法包括：
步骤11、根据目标元器件的目标焊盘及目标散热孔，创建目标元器件的原理图元件符号，该原理图元件符号包括：与目标焊盘对应的第一引脚、与目标散热孔对应的第二引脚。
目标元器件可以为自带目标焊盘的元器件，比如，目标元器件可以为芯片。在一个实施例中，如图2所示，芯片包括设于中间区域的目标焊盘GND33、目标焊盘VIN34、目标焊盘GND35，设于周向的目标引脚SW9、目标引脚SW10、目标引脚SW11、目标引脚SW12、GND17、GND18、GND19等。PCB基板上设有与目标焊盘及目标引脚相对的焊盘，焊盘上设有用于与目标引脚连接的过孔。芯片的目标引脚用于穿过过孔并焊接于PCB基板的焊盘上，芯片的目标焊盘用于与PCB基板上对应的焊盘焊接连接。
通过分析目标元器件的功率、尺寸、电流大小等来确定目标散热孔的数目、孔径大小、位置等物理参数。比如，芯片实际需要通过多少安培的电流，在设计目标散热孔数量时就需要考虑周全，一个目标散热孔可以通过多少安培的电流，并且还需要留有余量，综合考虑需要设计目标散热孔的数量。比如，对于目标散热孔的尺寸选择需要考虑加工难度，如目标散热孔的尺寸较小，目标散热孔的数量较多，则不容易制造，增加生产成本。
需要说明的是，目标元器件的每个目标焊盘也会以一个引脚的形式设于原理图元件符号中，每个目标散热孔也会以一个引脚的形式设于原理图元件符号中。
在本申请实施例中，目标元器件的原理图元件符号可以简称为symbol，如图3所示，symbol包括：名称及序号与目标元器件的目标焊盘对应的第一引脚、名称及序号与目标元器件的目标散热孔对应的第二引脚、名称及序号与目标元器件的目标引脚对应的第三引脚、以及第一引脚、第二引脚、第三引脚、PCB基板之间的电气连接关系。
在一个实施例中，步骤11中，如图2所示，芯片的目标引脚及目标焊盘的数目一共为35个，在设计芯片的symbol时，如图3所示，第一引脚和第三引脚的数目一共为35个，第二引脚31的数目为6个，即芯片在symbol中引脚的总数目比芯片的实际引脚总数目多6个，这6个引脚为目标散热孔所对应的引脚，这避免了在制造PCB元器件时设计散热孔的不统一问题。
步骤12、根据目标焊盘的物理参数及目标散热孔的物理参数，创建目标元器件的物理封装图，物理封装图包括：物理参数与目标焊盘对应的第一引脚的区域、物理参数与目标散热孔对应并设于第一引脚的区域内的第二引脚的区域。
需要说明的是，第一引脚的区域指的是：第一引脚所在的区域，该区域与目标焊盘的形状和大小相同，根据第一引脚的区域可以设计PCB基板上与目标焊盘相对的焊盘。第二引脚的区域指的是：第二引脚所在的区域，该区域与散热孔的形状和大小相同。根据第二引脚的区域可以设计PCB基板上的散热孔。
物理封装图指的是：把元器件的尺寸、焊盘的尺寸、引脚的数量和尺寸等参数用图像方式表现出来，以便在设计PCB时进行调用。在本申请实施例中，物理封装图可以简称为cell，如图4所示，该物理封装图中的第一引脚的区域41(包括三个第一引脚的区域)与图2中目标焊盘的位置、尺寸、大小、数目相同，图4中的第二引脚的区域42与图3中第二引脚31的数目相同，第二引脚的区域42设于第一引脚的区域41内。此外，第三引脚的区域43与图2中目标引脚所在区域的位置、尺寸、大小、数目相同。物理封装图用图像的方式将目标元器件清晰地表示出来，物理封装图也可以表示PCB基板上用于安装目标元器件的表面形貌。
其中，物理参数包括但不限于：尺寸、形状、位置、数量等。
在一个实施例中，步骤12包括但不限于以下子步骤：
步骤121、设计与目标焊盘的物理参数对应的第一引脚的区域。即设计与目标元器件的目标焊盘的尺寸、位置、数目分别对应相同的第一引脚的区域。
步骤122、在第一引脚的区域内设计与目标散热孔的物理参数对应的第二引脚的区域，得到目标元器件的物理封装图。即设计与目标散热孔的尺寸、位置、数目分别对应相同的第二引脚的区域。
在一个实施例中，步骤122包括：
针对每个第一引脚的区域，
当第一引脚的区域内设有一个第二引脚的区域时，将第二引脚的区域设于第一引脚的区域内的中部，以利于对目标元器件充分散热。
当然，第二引脚的区域也可以设于第一引脚的区域的边缘，能够对目标元器件散热即可。
在一个实施例中，步骤122包括：
针对每个第一引脚的区域，
当第一引脚的区域内设有多个第二引脚的区域时，将多个第二引脚的区域均匀布设于第一引脚的区域内，以均匀地对目标元器件进行散热。
多个第二引脚的区域可以以多种形式布设于第一引脚的区域内，本申请实施例对此不作具体限定。在一个实施例中，将多个第二引脚的区域均匀布设于第一引脚的区域内，包括：
将多个第二引脚的区域以矩阵的形式布设于第一引脚的区域内。该方式容易设置及实现，方便PCB元器件的生产制造。
步骤123、设计与目标引脚的物理参数对应的第三引脚的区域。即设计与目标元器件的目标引脚所在区域的尺寸、位置、数目分别对应相同的第三引脚的区域。
步骤13、根据原理图元件符号和物理封装图制作目标元器件的PCB基板，PCB基板与第二引脚的区域对应的焊盘上有散热孔。
在一个实施例中，步骤13包括：
原理图元件符号包括：第一引脚、第二引脚、PCB基板之间的电气连接关系，根据电气连接关系制作PCB基板的电路。
此外，原理图元件符号还包括：第一引脚、第二引脚、第三引脚、PCB基板之间的电气连接关系，根据电气连接关系制作PCB基板的电路。
在一个实施例中，步骤13还包括：
根据物理封装图中第一引脚的区域和第三引脚的区域，在PCB基板上制造与第一引脚的区域对应的焊盘及与第三引脚的区域对应的焊盘，并在焊盘上打过孔，目标元器件的目标引脚穿过过孔。PCB基板上与第一引脚的区域对应的焊盘用于与目标元器件自带的目标焊盘焊接。
在一个实施例中，步骤13还包括：
根据物理封装图中的第二引脚的区域，在PCB基板与第二引脚的区域对应的焊盘上打散热孔，以利于目标元器件散热。需要说明的是，PCB基板的散热孔的尺寸、大小、位置等参数均根据目标散热孔的物理参数来设定。
在本申请实施例中，PCB基板上的散热孔可以打至PCB基板的不同深度，散热孔中可以流通导通PCB基板与目标元器件的电流，也可以不流通电流。对于散热孔在PCB基板上的深度，可以根据目标元器件的性能进行设定。
步骤14、将目标引脚和目标焊盘焊接于PCB基板上，得到包括目标元器件的PCB。
将目标元器件的目标焊盘与PCB基板上的第一引脚的区域的焊盘焊接，将目标元器件的目标引脚穿入PCB基板上与第三引脚的区域相对的焊盘上的过孔并焊接，完成PCB元器件的制造。
本申请实施例提供的PCB元器件的制作方法，在目标元器件的原理图元件符号中设计序号与目标散热孔对应的第二引脚，在物理封装图中设计物理参数与目标散热孔对应的第二引脚的区域，且第二引脚的区域设于与目标焊盘对应的第一引脚的区域内。设计人员根据原理图元件符号和物理封装图设计PCB基板时，能够高效、统一地设计散热孔。进一步将目标元器件焊接于PCB基板后，散热孔不仅利于目标元器件散热，也不会影响目标元器件的性能。
此外，本申请实施例提供的PCB元器件的制作方法基于统一设计PCB元器件，能够避免不同设计人员设计PCB时，导致单板性能存在的隐患问题。
另一方面，本申请实施例提供了一种PCB元器件，该PCB元器件通过上述提及的任一种PCB元器件的制作方法制作得到，该PCB元器件包括：PCB基板及设于PCB基板上的目标元器件，目标元器件包括目标焊盘，PCB基板与目标焊盘相对的焊盘上设有散热孔。
在一个实施例中，散热孔为圆形孔、多边形孔、方形孔、梯形孔中的至少一种，这几种结构的散热孔容易设置。此外，散热孔的结构还可以为其他规则或不规则的结构，本申请实施例对此不作具体限定。
在一个实施例中，散热孔为圆形孔，散热孔的直径为6密耳-14密耳(mil)，例如可以为6mil、7mil、8mil、9mil、10mil、11mil、12mil、13mil、14mil等。该尺寸的散热孔容易制造，不仅利于散热，还不会对目标元器件的性能造成影响。
此外，散热孔可以为半塞孔，半塞孔的散热效果比全塞孔的散热效果好，还可防止杂质进入散热孔内。
本申请实施例通过上述提及的PCB元器件制作方法制得的PCB元器件上与目标焊盘相对的焊盘上的散热孔的规格统一，不仅使目标元器件具有良好的散热性，还不会影响目标元器件的性能。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种PCB元器件的制作方法，其特征在于，所述PCB元器件的制作方法包括：
根据目标元器件的目标焊盘及目标散热孔，创建所述目标元器件的原理图元件符号，所述原理图元件符号包括：与所述目标焊盘对应的第一引脚、与所述目标散热孔对应的第二引脚；
根据所述目标焊盘的物理参数及所述目标散热孔的物理参数，创建所述目标元器件的物理封装图，所述物理封装图包括：物理参数与所述目标焊盘对应的所述第一引脚的区域、物理参数与所述目标散热孔对应并设于所述第一引脚的区域内的所述第二引脚的区域；
根据所述原理图元件符号和所述物理封装图制作所述目标元器件的PCB基板，所述PCB基板与所述第二引脚的区域对应的焊盘上有散热孔；
将所述目标焊盘焊接于所述PCB基板上，得到包括所述目标元器件的PCB。
2.根据权利要求1所述的PCB元器件的制作方法，其特征在于，所述根据所述目标焊盘的物理参数及所述目标散热孔的物理参数，创建所述目标元器件的物理封装图，包括：
设计与所述目标焊盘的物理参数对应的所述第一引脚的区域；
在所述第一引脚的区域内设计与所述目标散热孔的物理参数对应的所述第二引脚的区域，得到所述目标元器件的物理封装图。
3.根据权利要求2所述的PCB元器件的制作方法，其特征在于，所述在所述第一引脚的区域内设计与所述目标散热孔的物理参数对应的所述第二引脚的区域，包括：
针对每个所述第一引脚的区域，
当所述第一引脚的区域内设有一个所述第二引脚的区域时，将所述第二引脚的区域设于所述第一引脚的区域内的中部。
4.根据权利要求2所述的PCB元器件的制作方法，其特征在于，所述在所述第一引脚的区域内设计与所述目标散热孔的物理参数对应的所述第二引脚的区域，包括：
针对每个所述第一引脚的区域，
当所述第一引脚的区域内设有多个所述第二引脚的区域时，将多个所述第二引脚的区域均匀布设于所述第一引脚的区域内。
5.根据权利要求4所述的PCB元器件的制作方法，其特征在于，所述将多个所述第二引脚的区域均匀布设于所述第一引脚的区域内，包括：
将多个所述第二引脚的区域以矩阵的形式布设于所述第一引脚的区域内。
6.根据权利要求1所述的PCB元器件的制作方法，其特征在于，所述根据所述原理图元件符号和所述物理封装图制作所述目标元器件的PCB基板，包括：
根据所述物理封装图中的所述第二引脚的区域，在所述PCB基板与所述第二引脚的区域对应的焊盘上打散热孔。
7.根据权利要求1所述的PCB元器件的制作方法，其特征在于，所述根据所述原理图元件符号和所述物理封装图制作所述目标元器件的PCB基板，包括：
所述原理图元件符号包括：所述第一引脚、所述第二引脚、所述PCB基板之间的电气连接关系，根据所述电气连接关系制作所述PCB基板的电路。
8.一种PCB元器件，其特征在于，所述PCB元器件通过权利要求1-7任一项所述的PCB元器件的制作方法制作得到，所述PCB元器件包括：PCB基板及设于所述PCB基板上的目标元器件，所述目标元器件包括目标焊盘，所述PCB基板与所述目标焊盘相对的焊盘上设有散热孔。
9.根据权利要求8所述的PCB元器件，其特征在于，所述散热孔为方形孔、梯形孔中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的PCB元器件，其特征在于，所述散热孔为圆形孔，所述散热孔的直径为6密耳-14密耳。
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