CN110708866B - 一种陶瓷导热式电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷导热式电路板，由电路元器件中发热明显的芯片元器件（3）入手，引入陶瓷散热底座装置设计，构建陶瓷平板（4）与对应各陶瓷导热片（5）的组合结构，由陶瓷平板（4）与对应芯片元器件（3）直接接触，通过彼此最大的接触面积，获取芯片元器件（3）的工作热量，并传导至与之相连接的各个陶瓷导热片（5），应用导热片原理，结合陶瓷的绝缘导热特性，将来自芯片元器件（3）上的热量迅速扩散出去，如此针对各个芯片元器件（3）一对一进行设计散热结构，能够有针对性的进行散热处理，提高电路板的散热效率，保证了电路板的工作效率。

Description

一种陶瓷导热式电路板
技术领域
本发明涉及一种陶瓷导热式电路板，属于半导体电路板技术领域。
背景技术
电路板可称为印刷线路板或印刷电路板，是电子设备最为常见的装置，电路板上的各个电子元件分别执行工作，获得电子产品的功能，在各电路元器件工作的过程中，最为直接感受到的就是其工作发热，这热量来自于各个电路元器件的工作产生，电路元器件工作所产生的热量主要由其运算量、工作时长直接导致的，热量过高甚至会导致电路元器件的死机，甚至烧毁，因此电路元器件工作过程的中的散热就显得尤为重要，现有技术关于此方面的散热，多是考虑针对CPU或机箱进行散热，往往会忽略最为普通的电路板，而电路板却是整个电子产品中的最基础、且应用最广泛的结构，其散热问题同样不容忽视。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种陶瓷导热式电路板，针对芯片元器件，引入基座加散热片的组合结构，能够针对热量实现高效散热，保证电路板工作的稳定性。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种陶瓷导热式电路板，包括基板、电路布线层、以及各个电路元器件和各个陶瓷散热底座装置；
其中，电路布线层设置于基板的下表面，各个电路元器件分别设于基板上表面的对应位置，各电路元器件的引脚分别依次穿过基板、电路布线层，并应用焊锡实现引脚与电路布线层下表面电路布线焊接端的固定；
陶瓷散热底座装置的数量与所有电路元器件中芯片元器件的数量相等；且各陶瓷散热底座装置分别与各芯片元器件一一对应；各陶瓷散热底座装置分别均包括陶瓷平板、以及数个陶瓷导热片，陶瓷平板的形状、尺寸与对应芯片元器件表面的形状、尺寸相适应，各个陶瓷导热片以竖直姿态、彼此平行的置于陶瓷平板的下方，且各陶瓷导热片上表面面向陶瓷平板下表面的边缘、分别固定对接陶瓷平板的下表面；
电路布线层中各电路布线均不经过各芯片元器件正下方的区域，各陶瓷散热底座装置分别设置于对应芯片元器件正下方，其中，各陶瓷散热底座装置的设置结构中，陶瓷导热片的形状角度与对应芯片元器件的形状角度相对应，陶瓷导热片的上表面与对应芯片元器件的下表面相对接，陶瓷导热片下表面分别依次穿过基板、电路布线层，且各陶瓷导热片分别与基板、电路布线层相固定；各陶瓷导热片上表面与基板上表面之间存在着间隙，基于各陶瓷导热片与基板、电路布线层之间的固定，使得相应芯片元器件悬于基板上方。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括陶瓷板，陶瓷板表面的形状尺寸与所述电路布线层的形状尺寸相同，陶瓷板以其各边分别与电路布线层相应边一一对应的关系，对接于电路布线层的下表面；电路布线层下表面各电路布线的焊接端分别通过导线引伸至陶瓷板下表面，并在陶瓷板下表面设置焊接端与相应导线对接，且电路布线层下表面各电路布线的焊接端位置、与其经导线所对接位于陶瓷板下表面的焊接端位置，在垂直于陶瓷板表面的方向上彼此相对应；
各电路元器件的引脚分别依次穿过基板、电路布线层、陶瓷板，至陶瓷板下表面相应的焊接端，并应用焊锡实现引脚与陶瓷板下表面相应焊接端的固定；所述各陶瓷导热片下表面分别依次穿过基板、电路布线层、陶瓷板，且各陶瓷导热片分别与基板、电路布线层、陶瓷板相固定。
作为本发明的一种优选技术方案：所述各陶瓷散热底座装置的结构中，沿垂直于陶瓷板表面的投影方向上，各陶瓷导热片投影所占整体区域与对应陶瓷导热片投影区域相适应。
本发明所述一种陶瓷导热式电路板，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明所设计陶瓷导热式电路板，由电路元器件中发热明显的芯片元器件入手，引入陶瓷散热底座装置设计，构建陶瓷平板与对应各陶瓷导热片的组合结构，由陶瓷平板与对应芯片元器件直接接触，通过彼此最大的接触面积，获取芯片元器件的工作热量，并传导至与之相连接的各个陶瓷导热片，应用导热片原理，结合陶瓷的绝缘导热特性，将来自芯片元器件上的热量迅速扩散出去，如此针对各个芯片元器件一对一进行设计散热结构，能够有针对性的进行散热处理，提高电路板的散热效率，保证了电路板的工作效率；
（2）本发明所设计陶瓷导热式电路板中，进一步引入陶瓷板，并贴设于电路布线层的下表面，在完成各电路布线焊接端到陶瓷板下表面相应位置转换的操作后，能够针对电路布线层下表面的各电路布线实现最好的遮蔽，保证了整个电路中数据在传输过程中的安全性，同时在与各陶瓷导热片相接触的结构中，再次应用陶瓷的绝缘导热特性，针对陶瓷导热片所散发的热量实现在陶瓷板表面的进一步扩大，提高散热效率；而且陶瓷板与电路布线层下表面的各电路布线直接接触，同样能针对电路布线工作所产生的热量实现散热，针对电路板上的各个热源均实现的了针对性的散热，进一步保证了电路板的工作效率。
附图说明
图1是本发明设计陶瓷导热式电路板的结构示意图。
其中，1. 基板，2. 电路布线层，3. 芯片元器件，4. 陶瓷平板，5. 陶瓷导热片，6.陶瓷板。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种陶瓷导热式电路板，在具体实际应用当中，如图1所示，具体包括基板1、电路布线层2、陶瓷板6、以及各个电路元器件和各个陶瓷散热底座装置。
其中，电路布线层2设置于基板1的下表面，陶瓷板6表面的形状尺寸与所述电路布线层2的形状尺寸相同，陶瓷板6以其各边分别与电路布线层2相应边一一对应的关系，对接于电路布线层2的下表面；电路布线层2下表面各电路布线的焊接端分别通过导线引伸至陶瓷板6下表面，并在陶瓷板6下表面设置焊接端与相应导线对接，且电路布线层2下表面各电路布线的焊接端位置、与其经导线所对接位于陶瓷板6下表面的焊接端位置，在垂直于陶瓷板6表面的方向上彼此相对应。
各电路元器件的引脚分别依次穿过基板1、电路布线层2、陶瓷板6，至陶瓷板6下表面相应的焊接端，并应用焊锡实现引脚与陶瓷板6下表面相应焊接端的固定；所述各陶瓷导热片5下表面分别依次穿过基板1、电路布线层2、陶瓷板6，且各陶瓷导热片5分别与基板1、电路布线层2、陶瓷板6相固定。
陶瓷散热底座装置的数量与所有电路元器件中芯片元器件3的数量相等；且各陶瓷散热底座装置分别与各芯片元器件3一一对应；各陶瓷散热底座装置分别均包括陶瓷平板4、以及数个陶瓷导热片5，陶瓷平板4的形状、尺寸与对应芯片元器件3表面的形状、尺寸相适应，各个陶瓷导热片5以竖直姿态、彼此平行的置于陶瓷平板4的下方，且各陶瓷导热片5上表面面向陶瓷平板4下表面的边缘、分别固定对接陶瓷平板4的下表面。
电路布线层2中各电路布线均不经过各芯片元器件3正下方的区域，各陶瓷散热底座装置分别设置于对应芯片元器件3正下方，其中，各陶瓷散热底座装置的设置结构中，陶瓷导热片5的形状角度与对应芯片元器件3的形状角度相对应，陶瓷导热片5的上表面与对应芯片元器件3的下表面相对接，陶瓷导热片5下表面分别依次穿过基板1、电路布线层2，且各陶瓷导热片5分别与基板1、电路布线层2相固定；各陶瓷导热片5上表面与基板1上表面之间存在着间隙，基于各陶瓷导热片5与基板1、电路布线层2之间的固定，使得相应芯片元器件3悬于基板1上方。
上述方案中，对于陶瓷板6的引入设计来讲，在完成各电路布线焊接端到陶瓷板6下表面相应位置转换的操作后，能够针对电路布线层2下表面的各电路布线实现最好的遮蔽，保证了整个电路中数据在传输过程中的安全性，同时在与各陶瓷导热片5相接触的结构中，再次应用陶瓷的绝缘导热特性，针对陶瓷导热片5所散发的热量实现在陶瓷板6表面的进一步扩大，提高散热效率；而且陶瓷板6与电路布线层2下表面的各电路布线直接接触，同样能针对电路布线工作所产生的热量实现散热，针对电路板上的各个热源均实现的了针对性的散热，进一步保证了电路板的工作效率
实际应用中，具体针对各陶瓷散热底座装置的结构中，设计沿垂直于陶瓷板6表面的投影方向上，各陶瓷导热片5投影所占整体区域与对应陶瓷导热片5投影区域相适应，如此针对陶瓷散热底座装置中陶瓷导热片5的应用，尽可能采用最大尺寸的散热片结构，能够进一步提高针对各芯片元器件3散热效果。
上述技术方案所设计陶瓷导热式电路板，由电路元器件中发热明显的芯片元器件3入手，引入陶瓷散热底座装置设计，构建陶瓷平板4与对应各陶瓷导热片5的组合结构，由陶瓷平板4与对应芯片元器件3直接接触，通过彼此最大的接触面积，获取芯片元器件3的工作热量，并传导至与之相连接的各个陶瓷导热片5，应用导热片原理，结合陶瓷的绝缘导热特性，将来自芯片元器件3上的热量迅速扩散出去，如此针对各个芯片元器件3一对一进行设计散热结构，能够有针对性的进行散热处理，提高电路板的散热效率，保证了电路板的工作效率。
将上述所设计陶瓷导热式电路板应用于实际工作当中，各芯片元器件3在全部电路元器件中来说，工作发热量相对较高，因此本专利设计方案也是针对各芯片元器件3一对一设计陶瓷散热底座装置，芯片元器件3工作热量被与之面面相接触的陶瓷平板4吸收，接着陶瓷平板4将热量传导至与之相连的各个陶瓷导热片5上，应用散热片原理，针对热量进一步传导散热，即完成针对各芯片元器件3一对一散热操作，与此同时，所设陶瓷板6与各陶瓷散热底座装置中的各陶瓷导热片5相接触，也可将各陶瓷导热片5上的热量扩展到陶瓷板6表面，进一步扩大散热面，提高散热效果，同时陶瓷板6能够针对电路布线层2下表面各电路布线工作所产生的热量进行传导散热，并能对电路布线实现遮蔽保护，保证数据传输的安全性。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.一种陶瓷导热式电路板，其特征在于：包括基板（1）、电路布线层（2）、以及各个电路元器件和各个陶瓷散热底座装置；
其中，电路布线层（2）设置于基板（1）的下表面，各个电路元器件分别设于基板（1）上表面的对应位置，各电路元器件的引脚分别依次穿过基板（1）、电路布线层（2），并应用焊锡实现引脚与电路布线层（2）下表面电路布线焊接端的固定；
陶瓷散热底座装置的数量与所有电路元器件中芯片元器件（3）的数量相等；且各陶瓷散热底座装置分别与各芯片元器件（3）一一对应；各陶瓷散热底座装置分别均包括陶瓷平板（4）、以及数个陶瓷导热片（5），陶瓷平板（4）的形状、尺寸与对应芯片元器件（3）表面的形状、尺寸相适应，各个陶瓷导热片（5）以竖直姿态、彼此平行的置于陶瓷平板（4）的下方，且各陶瓷导热片（5）上表面面向陶瓷平板（4）下表面的边缘、分别固定对接陶瓷平板（4）的下表面；
电路布线层（2）中各电路布线均不经过各芯片元器件（3）正下方的区域，各陶瓷散热底座装置分别设置于对应芯片元器件（3）正下方，其中，各陶瓷散热底座装置的设置结构中，陶瓷导热片（5）的形状角度与对应芯片元器件（3）的形状角度相对应，陶瓷导热片（5）的上表面与对应芯片元器件（3）的下表面相对接，陶瓷导热片（5）下表面分别依次穿过基板（1）、电路布线层（2），且各陶瓷导热片（5）分别与基板（1）、电路布线层（2）相固定；各陶瓷导热片（5）上表面与基板（1）上表面之间存在着间隙，基于各陶瓷导热片（5）与基板（1）、电路布线层（2）之间的固定，使得相应芯片元器件（3）悬于基板（1）上方。
2.根据权利要求1所述一种陶瓷导热式电路板，其特征在于：还包括陶瓷板（6），陶瓷板（6）表面的形状尺寸与所述电路布线层（2）的形状尺寸相同，陶瓷板（6）以其各边分别与电路布线层（2）相应边一一对应的关系，对接于电路布线层（2）的下表面；电路布线层（2）下表面各电路布线的焊接端分别通过导线引伸至陶瓷板（6）下表面，并在陶瓷板（6）下表面设置焊接端与相应导线对接，且电路布线层（2）下表面各电路布线的焊接端位置、与其经导线所对接位于陶瓷板（6）下表面的焊接端位置，在垂直于陶瓷板（6）表面的方向上彼此相对应；
各电路元器件的引脚分别依次穿过基板（1）、电路布线层（2）、陶瓷板（6），至陶瓷板（6）下表面相应的焊接端，并应用焊锡实现引脚与陶瓷板（6）下表面相应焊接端的固定；所述各陶瓷导热片（5）下表面分别依次穿过基板（1）、电路布线层（2）、陶瓷板（6），且各陶瓷导热片（5）分别与基板（1）、电路布线层（2）、陶瓷板（6）相固定。
3.根据权利要求2所述一种陶瓷导热式电路板，其特征在于：所述各陶瓷散热底座装置的结构中，沿垂直于陶瓷板（6）表面的投影方向上，各陶瓷导热片（5）投影所占整体区域与对应陶瓷导热片（5）投影区域相适应。
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