CN113709970B - 电子设备、pcb板及其芯片封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子设备、PCB板及其芯片封装结构，PCB板的芯片封装结构包括：板体；板体设置有焊盘区，焊盘区包括内置连接区和外置连接区，外置连接区围绕内置连接区设置；内置连接区开设有多个沟道，每一沟道内设置有金属焊接片，外置连接区设置有多个焊盘，每一焊盘与一沟道对齐设置，每一焊盘与一沟道内的金属焊接片连接。在内置连接区内设置沟道，在外置连接区设置焊盘，尺寸较小的芯片的管脚的内侧可通过焊锡与沟道内的金属焊接片连接，管脚的外侧可与外置连接区的焊盘焊接；尺寸较大的芯片的管脚则可直接与外置连接区的焊盘焊接，实现了对不同尺寸的芯片的管脚的连接，使得PCB板能够兼容不同尺寸的芯片，有效降低生产成本。

Description

电子设备、PCB板及其芯片封装结构

技术领域

本发明涉及电路板技术领域，特别是涉及一种电子设备、PCB板及其芯片封装结构。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)板广泛应用于各种电子设备。然而不同的电子设备，可能需要用到不同规格的电子器件，对于不同规格的电子器件，其焊盘规格、焊盘间距也不同。因此，为了匹配不同规格的电子器件，需要专门为不同规格的电子器件设计不同的PCB板的封装结构，并且配置对应的生产线，导致生产成本较高。

发明内容

基于此，有必要提供一种电子设备、PCB板及其芯片封装结构。

一种PCB板的芯片封装结构，包括：板体和设置于所述板体上的连接电路；

所述板体设置有焊盘区，所述焊盘区包括内置连接区和外置连接区，所述外置连接区围绕所述内置连接区设置，且所述内置连接区与所述外置连接区连接；

所述内置连接区开设有多个沟道，每一所述沟道内设置有金属焊接片，所述外置连接区设置有多个焊盘，各所述焊盘间隔设置，且每一所述焊盘与一所述沟道对齐设置，每一所述焊盘与一所述沟道内的所述金属焊接片连接；

所述连接电路与各所述焊盘电连接。

在其中一个实施例中，各所述焊盘沿所述内置连接区的边缘排布设置。

在其中一个实施例中，各所述焊盘的长度方向垂直于对应的所述内置连接区的边缘。

在其中一个实施例中，各所述沟道的横截面的形状为半圆形。

在其中一个实施例中，各所述沟道的横截面的形状为方形。

在其中一个实施例中，所述内置连接区的形状为矩形。

在其中一个实施例中，所述外置连接区的形状为矩形框状。

在其中一个实施例中，所述沟道靠近所述焊盘的一端的侧壁设置有金属连接片，每一所述焊盘通过一所述金属连接片与一所述金属焊接片连接。

一种PCB板，包括上述任一实施例中所述的PCB板的芯片封装结构。

一种电子设备，包括上述实施例中所述的PCB板。

本发明的有益效果是：通过在板体上的焊盘区设置内置连接区和外置连接区，并在内置连接区内设置沟道，在外置连接区设置焊盘，这样，尺寸较小的芯片的管脚的内侧可通过焊锡与沟道内的金属焊接片连接，并且管脚的外侧可与外置连接区的焊盘焊接；而尺寸较大的芯片的管脚则可直接与外置连接区的焊盘焊接，从而实现了对不同尺寸的芯片的管脚的连接，使得PCB板能够兼容不同尺寸的芯片，而无需为各种规格的芯片设计封装结构，也无需单独设置生产线，有效降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为一实施例的PCB板的芯片封装结构的一方向结构示意图；

图2为一实施例的PCB板的芯片封装结构的焊盘区的结构示意图；

图3为一实施例的PCB板的芯片封装结构的剖面结构示意图；

图4为另一实施例的PCB板的芯片封装结构的剖面结构示意图；

图5为图4中A处局部放大结构示意图；

图6为又一实施例的PCB板的芯片封装结构的局部剖面结构示意图。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，其为本发明一实施例的PCB板的芯片封装结构10，包括：板体100和设置于所述板体100上的连接电路(图未示)；所述板体100设置有焊盘区110，所述焊盘区110包括内置连接区111和外置连接区112，所述外置连接区112围绕所述内置连接区111设置，且所述内置连接区111与所述外置连接区112连接；所述内置连接区111开设有多个沟道101，每一所述沟道101内设置有金属焊接片200，所述外置连接区112设置有多个焊盘300，各所述焊盘300间隔设置，且每一所述焊盘300与一所述沟道101对齐设置，每一所述焊盘300与一所述沟道101内的所述金属焊接片200连接；所述连接电路与各所述焊盘300电连接。

具体地，板体100设置的连接电路，用于连接板体100上不同区域的焊盘300，连接电路设置于板体100上的方式以及连接结构均可采用现有技术实现，本实施例中对此不累赘描述。焊盘300和金属焊接片200用于连接芯片或者电气元件的管脚，该焊盘300和金属焊接片200的材质为金属铜，铜具有良好的导电性，能够很好地与管脚电连接。

本实施例中，板体100的正面用于设置电气元件和芯片，板体100的正面设置有至少一个焊盘区110，每一焊盘区110用于放置并封装一芯片或电气元件。每一焊盘区110包括相互连接的内置连接区111和外置连接区112，外置连接区112设置为方框形或者圆环形，内置连接区111设置于外置连接区112的内侧，外置连接区112围绕内置连接区111设置。内置连接区111的靠近边缘的位置凹陷形成沟道101，每一沟道101内固定设置金属焊接片200，沟道101的深度大于金属焊接片200的厚度，以避免金属焊接片200凸出至沟道101的外侧。

各沟道101相互间隔设置，且沟道101之间的间距与焊盘300之间的间距相等，每一金属焊接片200与焊盘300对齐，且每一金属焊接片200与焊盘300电连接，这样，当焊盘区110内封装较大面积的芯片时，芯片的管脚对齐于焊盘300，而芯片的底部抵接于内置连接区111，由于金属焊接片200位于沟道101内，避免了金属焊接片200与芯片的接触。当焊盘区110内封装面积较小的芯片时，由于芯片的管脚此时无法与外置连接区112的焊盘300完全接触，因此，需要与内置连接区111内的金属焊接片200连接，此时，封装面积较小的芯片时，将芯片的管脚通过焊锡与沟道101内的金属焊接片200连接，实现芯片的管脚与金属焊接片200以及焊盘300的充分连接，使得芯片的安装更为稳固。

本实施例中，通过在板体100上的焊盘区110设置内置连接区111和外置连接区112，并在内置连接区111内设置沟道101，在外置连接区112设置焊盘300，这样，尺寸较小的芯片的管脚的内侧可通过焊锡与沟道101内的金属焊接片200连接，并且管脚的外侧可与外置连接区112的焊盘300焊接；而尺寸较大的芯片的管脚则可直接与外置连接区112的焊盘300焊接，从而实现了对不同尺寸的芯片的管脚的连接，使得PCB板能够兼容不同尺寸的芯片，而无需为各种规格的芯片设计封装结构10，也无需单独设置生产线，有效降低生产成本。

在其中一个实施例中，请结合图1和图2，所述内置连接区111的形状为矩形，本实施例中，矩形的内置连接区111能够更好地适配芯片的形状，本实施例中，所述外置连接区112的形状为矩形框状，外置连接区112的内侧边缘与内置连接区111的外侧边缘连接，从而使得内置连接区111和外置连接区112能够更好地匹配芯片的形状。

为了使得沟道101内的金属焊接片200更好地与焊盘300连接，在其中一个实施例中，如图1和图2所示，各所述焊盘300沿所述内置连接区111的边缘排布设置。本实施中，各焊盘300的一端与各沟道101的一端平齐，这样，能够使得焊盘300能够更好地与沟道101内的金属焊接片200连接。

在一个实施例中，请再次参见图1和图2，内置连接区111的形状为矩形，各所述焊盘300分别位于内置连接区111的相对的两侧边，且各所述焊盘300沿所述内置连接区111的侧边排列设置，同一侧边上的各所述焊盘300等距设置，内置连接区111的两个相对的侧边的内侧开设多个沟道101，

在其中一个实施例中，如图1和图2所示，各所述焊盘300的长度方向垂直于对应的所述内置连接区111的边缘。本实施例中，沟道101垂直于内置连接区的侧边，焊盘300垂直于内置连接区111的侧边，这样，能够更好地适配芯片的管脚，并且使得沟道101与焊盘300能够一一对齐。

为了使得金属焊接片200更为稳固地固定在沟道101内，一个实施例中，金属焊接片200通过卡扣结构固定在沟道101内，在一个实施例中，金属焊接片200通过镀铜的方式设置于沟道101内。

在其中一个实施例中，各所述沟道101的横截面的形状为半圆形。本实施例中，金属焊接片200的横截面形状为弧形，且金属焊接片200的形状与沟道101的形状匹配，金属焊接片200的厚度小于沟道101的深度，这样，通过将金属焊接片200的形状设置为与沟道101匹配的形状，使得金属焊接片200能够更为稳固地固定在沟道101内。

在其中一个实施例中，各所述沟道101的横截面的形状为方形。本实施例中，金属焊接片200连接于沟道101的底部，并且金属焊接片200的两侧还连接于沟道101的两侧的侧壁，这样，使得金属焊接片200能够更为稳固地固定在沟道101内。

在其中一个实施例中，如图3所示，所述沟道101靠近所述焊盘300的一端的侧壁设置有金属连接片410，每一所述焊盘300通过一所述金属连接片410与一所述金属焊接片200连接。

具体地，由于金属焊接片200位于沟道101底部，金属焊接片200与位于板体100表面的焊盘300存在落差，因此，为了实现金属焊接片200与焊盘300的连接，本实施例中，可通过镀铜的方式将金属焊接片200和金属连接片410在沟道101内形成，具体地，金属焊接片200形成于沟道101的底部以及沟道101的两侧的侧壁，金属连接片410形成于沟道101靠近外置连接区112的一端的侧壁，且金属连接片410与金属焊接片200一体成型，金属连接片410远离金属焊接片200的一端与焊盘300连接，从而实现了金属焊接片200与焊盘300的连接。

为了实现金属焊接片200与焊盘300的连接，在一个实施例中，请结合图4和图5，所述外置连接区112靠近内置连接区111的一侧开设有若干第一连接孔102，每一所述沟道101的靠近所述外置连接区112的一端的侧壁开设有第二连接孔103，每一所述第一连接孔102与一所述第二连接孔103连通，且相连通的所述第一连接孔102和第二连接孔103内设置有连接导体420，连接导体420的一端凸出至所述第一连接孔102的外侧与所述焊盘300连接，所述连接导体420的另一端凸出至所述第二连接孔103的外侧与所述金属焊接片200连接。

本实施例中，连接导体420的材质为铜。外置连接区112朝向板体100的背面开设第一连接孔102，沟道101的靠近外置连接区112的一端朝向内置连接区111的外侧开设第二连接孔103，使得第一连接孔102和第二连接孔103连通，通过镀铜的方式，将连接导体420制备在第一连接孔102以及第二连接孔103内，并且还可以使得连接导体420与金属焊接片200一体成型或者连接，这样，使得连接导体420的两端分别与焊盘300以及金属焊接片200连接，从而实现了金属焊接片200与焊盘300的连接，通过将连接导体420内置于第一连接块和第二连接孔103内，有效避免了连接导体420外露，并且有效避免连接导体420受损断裂，保障了金属焊接片200与焊盘300的连接。

在一个实施例中，如图6所示，第一连接孔102的孔径由远离所述第二连接孔103的一端至靠近所述第二连接孔103的一端逐渐减小，第二连接孔103的孔径由靠近所述第一连接孔102的一端至远离所述第二连接孔103的一端逐渐减小。本实施例中，在镀铜的过程中，由第一连接孔102远离第二连接孔103的一端镀入，即从板体100的正面，镀铜入至第一连接孔102，随后由第一连接孔102进入第二连接孔103，由于第一连接孔102的初始的孔径较大，有利于镀铜进入，随后，随着第一连接孔102的孔径减小，有利于镀铜集中进入第二连接孔103内，而由于第二连接孔103靠近第一连接孔102的一段的孔径较大，有利于镀铜进入第二连接孔103内，并且再次沿着第二连接孔103，布满第二连接孔103，从而在第一连接孔102以及第二连接孔103内形成连接导体420。

在一个实施例中，第一连接孔102的最大孔径大于第二连接孔103的最大孔径，且第一连接孔102的最小孔径小于第二连接孔103的最大孔径。本实施例中，由于第二连接孔103的最大孔径大于第一连接孔102的最小孔径，即第二连接孔103靠近第一连接孔102的一端的孔径大于第一连接孔102的末端的孔径，有利于镀铜进入第二连接孔103内，进而使得连接导体420的形成更为高效。

为了使得连接导体420更好地与焊盘300以及所述金属焊接片200连接，在一个实施例中，第一连接孔102靠近焊盘300的一端的侧壁设置第一倾斜部，第一倾斜部由靠近焊盘300的一端向远离焊盘300的一端逐渐朝向第一连接孔102的内侧倾斜，也就是说，第一倾斜部的内径由靠近焊盘300的一端向远离焊盘300的一端逐渐减小，使得第一连接孔102靠近焊盘300的一端的内径较大，有利于镀铜或者漏锡的进入，并且使得连接导体420靠近焊盘300的一端与焊盘的接触面积较大，有利于连接导体420更好地与焊盘300的连接。

此外，本实施例中，第二连接孔103靠近金属焊接片200的一端设置第二倾斜部，第二斜部由靠近金属焊接片200的一端向远离金属焊接片200的一端逐渐朝向第二连接孔103的外侧倾斜，也就是说，第二倾斜部的内径由靠近金属焊接片200的一端向远离金属焊接片200的一端逐渐增大。应该理解的是，在生产过程中，板体100平行于水平方向设置，使得第一连接孔102沿着竖直方向开设，这样，第一倾斜部的内径由靠近焊盘300的一端向远离焊盘300的一端逐渐减小，能够利用重力，使得镀铜或者漏锡堆积，能够有利于连接导体420靠近焊盘300的一端的宽度较大；而由于第二连接孔103则沿着水平方向开设，由于第二倾斜部由靠近金属焊接片200的一端向远离金属焊接片200的一端逐渐向下倾斜，一方面，有效避免镀铜或者漏锡反向溢出至第二连接孔103的外侧，另一方面，使得镀铜或者漏锡更为容易地在第二连接块103内堆积形成连接导体420。

为了更为稳固地安装芯片或者电气元件，在一个实施例中，内置连接区111凹陷形成内置凹陷槽，开设有多个沟道101开设于内置凹陷槽的底部，这样，通过设置内置凹陷槽，使得芯片或者电气元件能够安装在内置凹陷槽内，芯片或者电气元件的管脚能够与沟道101内的金属焊接片200或者外置连接区112的焊盘300焊接，而当芯片或者电气元件的宽度较小时，能够完全容置于内置凹陷槽内，使得芯片或者电气元件安装更为稳固，而当芯片或者电气元件宽度较大时，则可在芯片或者电气元件的管脚焊接前，将硅胶填充于凹陷槽内，用于将芯片或者电气元件于内置凹陷槽的底部连接，并且还能够对芯片或者电气元件起到承托的作用，此外，还利于芯片或者电气元件的导热。一个实施例中，内置凹陷槽的底部设置有硅胶层，硅胶层的表面与外置连接区112的表面平齐。硅胶层用于连接芯片或者电气元件。

在一个实施例中，连接导体420的材质为锡，本实施例中，通过漏锡的方式，将连接导体420制备在第一连接孔102以及第二连接孔103内，并且还可以使得连接导体420与金属焊接片200一体成型或者连接，具体地，通过将焊锡滴入第一连接孔102和第二连接孔103内，从而使得焊锡在第一连接孔102和第二连接孔103内固化后形成连接导体420。这样，使得连接导体420的两端分别与焊盘300以及金属焊接片200连接，从而实现了金属焊接片200与焊盘300的连接。

为了使得第一连接孔102和第二连接孔103内的连接导体420形成更为方便且更为稳定，在一个实施例中，第一连接孔102和第二连接孔103内设置有引导条，连接导体420包覆于所述引导条的外侧。具体地，在进行镀铜或者进行漏锡前，首先将引导条穿入至第一连接孔102和第二连接孔103内，使得引导条位于第一连接孔102和第二连接孔103内，且引导条至少一端外露于第一连接孔102的外侧，随后，向第二连接孔102内镀铜或者漏锡，使得镀铜或者漏锡能够沿着引导条进入第一连接孔102，随后进入第二连接孔103内，此外，还能够从第二连接孔103朝向第一连接孔102内镀铜或者漏锡。这样，通过引导条的引导，能够使得镀铜或者焊锡能够均匀地分布于第一连接孔102和第二连接孔103内，并且包覆于引导条的外侧，此外，还能够完全填充第一连接孔102和第二连接孔103，实现金属焊接片200与焊盘300的连接，相较于直接将引导条与金属焊接片200以及焊盘300，本实施例中，能够使得连接导体420的两端在未完全固化时，能够更好地与金属焊接片200以及焊盘300的连接。

为了使得引导条能够穿入第一连接孔102和第二连接孔103内，在一个实施例中，引导条为柔性条，一个实施例中，引导条为柔性金属条，一个实施例中，引导条的材质为铜，一个实施例中，引导条为铁丝，本实施例中通过将引导条设置为柔性结构，能够使得引导条能弯折，便于穿过两个不同方向的孔，此外，将引导条设置为金属材质，能够使得引导条能够导电，使得位于孔内的连接导体420的导电性能更佳，此外，由于采用了熔点较高的金属，能够有效避免金属在接触焊锡后熔化，使得引导条均有较好的支撑性，更好地引导焊锡或者镀铜。

在一个实施例中，提供一种PCB板的芯片封装结构的制造方法：

步骤一，提供板体。

步骤二，在板体的焊盘区上划分内置连接区和外置连接区。

步骤三，在内置连接区靠近边缘的位置开设有多个沟道。

步骤四，在外置连接区靠近内置连接区的位置，沿着垂直于板体的表面开设第一连接孔，在沟道靠近外置连接区的一端的侧壁开设第二连接孔，使得第一连接孔和第二连接孔连通。

步骤五，将引导条由第一连接孔插入至第二连接孔内。

步骤六，对第一连接孔和第二连接孔进行镀铜，以使得镀铜包覆于引导条的外侧，且填充第一连接孔和第二连接孔，在第一连接孔和第二连接孔内形成连接导体。

步骤七，在沟道内形成金属焊接片，在外置连接区的与沟道对齐的位置制作焊盘，使得金属焊接片通过连接导体与焊盘连接。

在一个实施例中，步骤五中，将引导条由第一连接孔插入至第二连接孔内，使得引导条至少部分凸出至第一连接孔的外侧，在步骤六中，形成连接导体后，将引导条凸出至第一连接孔的部分切除，这样，能够有效避免引导条的凸起而导致焊盘无法平稳地安装。

在一个实施例中，提供一种PCB板，包括上述任一实施例中所述的PCB板的芯片封装结构。

在一个实施例中，提供一种电子设备，包括上述实施例中所述的PCB板。

上述实施例中，通过在板体上的焊盘区110设置内置连接区111和外置连接区112，并在内置连接区111内设置沟道101，在外置连接区112设置焊盘300，这样，尺寸较小的芯片的管脚的内侧可通过焊锡与沟道101内的金属焊接片200连接，并且管脚的外侧可与外置连接区112的焊盘300焊接；而尺寸较大的芯片的管脚则可直接与外置连接区112的焊盘300焊接，从而实现了对不同尺寸的芯片的管脚的连接，使得PCB板能够兼容不同尺寸的芯片，而无需为各种规格的芯片设计封装结构，也无需单独设置生产线，有效降低了PCB板和电子设备的生产成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种PCB板的芯片封装结构，其特征在于，包括：板体和设置于所述板体上的连接电路；

所述板体设置有焊盘区，所述焊盘区包括内置连接区和外置连接区，所述外置连接区围绕所述内置连接区设置，且所述内置连接区与所述外置连接区连接；

所述内置连接区开设有多个沟道，每一所述沟道内设置有金属焊接片，所述沟道的深度大于所述金属焊接片的厚度，所述外置连接区设置有多个焊盘，各所述焊盘间隔设置，且每一所述焊盘与一所述沟道对齐设置，每一所述焊盘与一所述沟道内的所述金属焊接片连接；

所述连接电路与各所述焊盘电连接。

2.根据权利要求1所述的PCB板的芯片封装结构，其特征在于，各所述焊盘沿所述内置连接区的边缘排布设置。

3.根据权利要求2所述的PCB板的芯片封装结构，其特征在于，各所述焊盘的长度方向垂直于对应的所述内置连接区的边缘。

4.根据权利要求1所述的PCB板的芯片封装结构，其特征在于，各所述沟道的横截面的形状为半圆形。

5.根据权利要求1所述的PCB板的芯片封装结构，其特征在于，各所述沟道的横截面的形状为方形。

6.根据权利要求1所述的PCB板的芯片封装结构，其特征在于，所述内置连接区的形状为矩形。

7.根据权利要求6所述的PCB板的芯片封装结构，其特征在于，所述外置连接区的形状为矩形框状。

8.根据权利要求1-7任一项中所述的PCB板的芯片封装结构，其特征在于，所述沟道靠近所述焊盘的一端的侧壁设置有金属连接片，每一所述焊盘通过一所述金属连接片与一所述金属焊接片连接。

9.一种PCB板，其特征在于，包括权利要求1-8任一项中所述的PCB板的芯片封装结构。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求9中所述的PCB板。

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