CN114698243A - 一种计算电路板以及包括该计算电路板的计算设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种计算电路板以及包括该计算电路板的计算设备，计算电路板包括铜箔层、焊接层、工作芯片以及铜片，工作芯片以及铜片分别通过焊接层贴附于铜箔层上，铜片设置于相邻工作芯片之间，其中，焊接层包括焊接层主体以及设置于焊接主体层上的排气间隙。本发明的计算电路板以及包括该计算电路板的计算设备通过在焊接层上设置排气间隙，不仅可以排出锡膏中的气体，使焊接饱满无气泡，还可以避免多余焊锡渗出工作芯片以及铜片之外，保证了连接的可靠性。
Description
本申请是申请日为2018年11月14日、申请号为201811354624.8、发明名称为“一种计算电路板以及包括该计算电路板的计算设备”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种电路板，具体地说，是涉及一种锡焊连接紧密无气泡的计算电路板。本发明还涉及一种包括上述的计算电路板的计算设备。
背景技术
PCB板即印制电路板，是常用电路板的统称，按材质分为纸板、半玻纤板、玻纤板、金属基板等。其中，金属基板形式的PCB板具有良好的散热功能，一般单面PCB板由三层结构所组成，分别是铜箔层、绝缘导热层和金属基层。单面PCB板的表面贴装(SMT)步骤分为：预涂焊膏→贴片→回流焊→检查及电测试。回流焊分四个区：升温区、保温区、焊接区和冷却区。PCB板进入升温区时，焊膏中的溶剂、气体蒸发掉，同时焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚，焊膏软化、塌落并覆盖焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离。PCB板进入保温区时，PCB板和元器件得到充分的预热。PCB板进入焊接区时温度迅速上升使焊膏达到熔化状态，液态焊锡对PCB板的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点。PCB板进入冷却区时焊点凝固，此时完成了回流焊。但是，PCB板在升温区时会出现锡膏中的气体无法及时排出而导致PCB板在焊接后存在气泡，影响散热以及导电性能的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种计算电路板以及包括该计算电路板的计算设备，电路板表面贴装工艺时能够避免产生气泡，保证产品散热以及导电性能良好。
为了实现上述目的，本发明的计算电路板，包括铜箔层、焊接层、工作芯片以及铜片，所述工作芯片以及铜片分别通过所述焊接层贴附于所述铜箔层上，所述铜片设置于相邻所述工作芯片之间，其中，所述焊接层包括焊接层主体以及设置于所述焊接主体层上的排气间隙。
上述的计算电路板的一实施方式中，所述排气间隙包括开放端，于所述开放端所述焊接层主体包括相互分离的第一主体端和第二主体端。
上述的计算电路板的一实施方式中，所述排气间隙呈长条矩形或呈扇形。
上述的计算电路板的一实施方式中，所述焊接层主体包括相对的第一侧边和第二侧边，所述排气间隙设置于所述第一侧边和/或第二侧边。
上述的计算电路板的一实施方式中，还包括金属基板，所述铜箔层包括第一面和第二面，所述第一面贴附所述工作芯片以及铜片，所述金属基板贴附于所述第二面。
上述的计算电路板的一实施方式中，所述工作芯片为沿第一方向排列的多个。
上述的计算电路板的一实施方式中，沿所述第一方向，相邻所述工作芯片之间的距离递增/递减。
上述的计算电路板的一实施方式中，所述工作芯片为沿第二方向排列的多排。
上述的计算电路板的一实施方式中，所述第一方向与所述第二方向垂直。
本发明的计算设备包括电源单元、与所述电源单元相连接的控制单元以及与所述控制单元和电源单元相连接的计算单元，所述计算单元集成在一个或多个计算板上，其中，所述计算板为上述的计算电路板。
本发明的有益功效在于，本发明的计算电路板以及包括该计算电路板的计算设备通过在焊接层上设置排气间隙，不仅可以排出锡膏中的气体，使焊接饱满无气泡，还可以避免多余焊锡渗出工作芯片以及铜片之外，保证了连接的可靠性。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的计算电路板未贴附工作芯片以及铜片时的俯视示意图；
图2为图1的A-A剖视示意图(贴附工作芯片以及铜片之后)；
图3为本发明的计算电路板的焊接层的一实施例的结构示意图；
图4为本发明的计算电路板的焊接层的一实施例的结构示意图；
图5为本发明的计算设备的一实施例的模块图。
其中，附图标记
20：计算电路板
100：铜箔层
200：焊接层
210：焊接层主体
211：第一主体端
212：第二主体端
210a：第一侧边
210b：第二侧边
210c：第三侧边
210d：第四侧边
220：排气间隙
220a：开放端
200’：焊接层
210’：焊接层主体
210a’：边缘
220’：排气间隙
300：工作芯片
400：铜片
500：金属基板
600：绝缘导热层
10：计算设备
11：电源单元
12：控制单元
13：计算单元
13A：计算板
14：散热单元
X：第一方向
Y：第二方向
S1：第一面
S2：第二面
p1、p2、p3：间距
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
说明书中针对“实施例”、“另一实施例”、“本实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是不是每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这样的表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，不管有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。
在说明书及后续的权利要求书中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，本领域普通技术的员应可理解，技术使用者或制造商可以不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求项中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此包含任何直接及间接的连接手段。
需要说明的是，在本发明的描述中，如出现术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。为便于清楚说明，本文述及的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等次序用语是用于将元件、区域、部分与另一个相同或相似的元件、区域、部分区分开来，而非用以限定特定的元件、区域、部分。
如图1和图2所示，本发明的计算电路板20包括铜箔层100、焊接层200、工作芯片300以及铜片400，工作芯片300以及铜片400分别通过焊接层200贴附于铜箔层100上。详细来说，工作芯片300以及铜片400分别为多个，工作芯片300例如是各种计算以及控制芯片，随着工作芯片300的工作效率越来越高，工作芯片300的发热量也越来越大。铜片400具有很好的散热作用，在PCB板上焊接铜片400是有效的散热方式，一般来说将铜片400设置于相邻工作芯片300之间，另外铜片400也可以降低线路功率损耗。
如图1所示，焊接层200包括焊接层主体210以及排气间隙220，排气间隙210设置于焊接主体层210上。
本发明将工作芯片300以及铜片400通过具有排气间隙220的焊接层200与铜箔层100相贴附，不仅可以排出焊接层200中的锡膏在升温区产生的气体，保证焊接后饱满无气泡，还可以避免多余焊锡渗出工作芯片300以及铜片400之外。
尤其是现在计算电路板20的发热量越来越大，为了使散热效果更好，一般将铜片400的尺寸设置为更大，则在升温区焊接层200产生的气体量会更多，且更不易排出。本发明的焊接层200的设计能够使气体及时排出，不影响后续阶段的焊接质量，提高了产品的可靠性。
如图3和图4所示，焊接层200的排气间隙220包括开放端220a，于开放端220a处，焊接层主体210包括相互分离的第一主体端211和第二主体端212。计算电路板20进入升温区时，焊接层200的焊膏中的由于温度升高而产生大量气体，该大量气体通过排气间隙220的引导排出。更详细来说，该大量气体顺着排气间隙220，并通过位于排气间隙220尾部的开放端220a排出，也就是通过焊接层主体210的第一主体端211和第二主体端212之间的空隙排放至外界大气中。
需要说明的是，焊接层可以至少设定一个排气间隙，也可以根据焊接层的形状以及大小设定多个排气间隙。多个排气间隙可以是统一的形状以及尺寸，也可以是各不相同的形状以及尺寸，或者是部分的排气间隙具有相同的形状以及尺寸，这都是根据实际需要进行调整的，本发明没有限定。
另，焊接层200的每个焊接层主体210的形状以及数量本身是根据所焊接的工作芯片300以及铜片400的形状以及数量而设定的，以下仅以图3和图4所示的实施例举例说明。
如图3所示，焊接层200的焊接层主体210为矩形，包括第一侧边210a以及第二侧边210b，第一侧边210a与第二侧边210b相对设置，排气间隙220设置于第一侧边210a以及第二侧边210b。详细来说，排气间隙220于第一侧边210a和第二侧边210b分别为依次设置的三个，整体呈鱼骨状。本实施例中，排气间隙220设置于相对较长的第一侧边210a以及第二侧边210b，有利于及时排气。当然，根据布局布线需要，排气间隙220也可以设置于相对较短的第三侧边210c以及第四侧边210d，或者排气间隙220同时设置于第一侧边210a以及第二侧边210b、第三侧边210c以及第四侧边210d。
本实施例中，排气间隙220呈长条矩形，不仅排气通畅，且易于制作，但本发明不以此为限，只要排气间隙220具有让气体排出通过的开放端即可。
如图4所示，焊接层200’的焊接层主体210’为圆形，包括边缘210a’，其中，排气间隙220’从焊接层主体210’的中部一直延伸至边缘210a’。详细来说，排气间隙220’为沿焊接层主体210’的外圆周依次设置的四个，且排气间隙220’的形状呈扇形。
本实施例中，排气间隙220’的形状还可呈矩形、梯形等形状，数量也可根据需要进行调整。
结合图1和图2，本发明的计算电路板20还包括金属基板500，铜箔层100包括第一面S1和第二面S2，其中，第一面S1贴附工作芯片300以及铜片400，金属基板500贴附于第二面S2，具体来说，金属基板500通过绝缘导热层600与铜箔层100热压压合连接。当铜箔层100上的各元器件热量通过绝缘导热层600传导到金属基板500上后，金属基板500的金属(比如金属基板采用铝基板)具有很好的散热作用，可以迅速把热量散发出去，从而快速给铜箔层100上的各元器件降温。
从图1的计算电路板20的俯视方向看，计算电路板20包括第一方向X和第二方向Y。第一方向X与第二方向Y垂直。其中，工作芯片300为沿第一方向X顺序排列的多个。另沿第一方向X，相邻工作芯片300之间的距离逐渐增加。如图所示，间距p1小于间距p2，间距p2小于间距p3，以此类推。相应的，设置于相邻工作芯片300之间的铜片400的尺寸逐渐加大，即设置于间距p2的铜片的尺寸大于设置于间距p1的铜片的尺寸，设置于间距p3的铜片的尺寸大于设置于间距p2的铜片的尺寸，以此类推。
在其它实施例中，相邻工作芯片之间的距离可以逐渐减少。相应的，设置于相邻工作芯片之间的铜片的尺寸逐渐减小。具体实施时，将计算电路板20的工作芯片300排布较紧密的一端与散热通道内散热效率相对较高的一端对应，将工作芯片300排布较稀疏的一端设置于散热通道内散热效率相对较低的一端，例如可将排布较紧密的一端设置于入风口，排布较稀疏的一端设置于出风口，从而能够平衡各工作芯片300的散热效果，保证各工作芯片300的工作的稳定性，从而保证整体电路工作稳定。
如图1所示，工作芯片300还可以设置为沿第二方向Y排列的多排，本实施例中，设置工作芯片300为沿第二方向Y排列的两排，其中，排数可以根据需要进行调整。
本发明的计算设备可以是用于虚拟货币挖矿的计算设备，如图5所示，本发明的计算设备10包括电源单元11、控制单元12、计算单元13、散热单元14等等，控制单元12与电源单元11相连接，计算单元13与控制单元12以及电源单元11相连接。电源单元11为控制单元12以及计算单元13提供电力来源，计算单元13用于运行特定演算法以对数据进行计算，控制单元12的作用是接收计算单元13的计算数据，并对计算数据进行分析处理及输出，以与远方服务器通讯后可得到相应虚拟币，散热单元14用于给计算单元13散热以保证其正常工作。其中，计算单元13例如集成在一个计算板13A上，当然，计算单元13也可以包括多个计算板13A，结合图1和图5所示，计算板13A即为上述的计算电路板20。
需要说明的是，上述的计算设备的电源单元、控制单元以及计算单元的连接方式仅为一种具体实施方式的举例，不排除有其它连接方式的可能，本发明对计算设备各单元的连接方式没有限定。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (21)
1.一种电路板，其特征在于，包括：
基板；
金属层，设置于所述基板上；
多个工作芯片，设置于所述金属层远离所述基板的一面上，其中，至少部分工作芯片之间设置有金属件。
2.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述金属件设置于相邻的工作芯片之间。
3.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述多个工作芯片沿所述金属层的第一方向排布成至少一列。
4.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，在所述金属层的第一方向上，至少部分相邻工作芯片之间所设置的金属件的尺寸不同。
5.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，在所述金属层的第一方向上，至少部分相邻工作芯片之间所设置的金属件的尺寸大于至少另一部分相邻工作芯片之间所设置的金属件的尺寸。
6.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，在所述金属层的第一方向上，相邻工作芯片之间的金属件的尺寸逐渐增加。
7.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，对于至少部分金属件，所述金属件的尺寸与所述金属件所连接的工作芯片之间的间距正相关。
8.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，至少部分所述金属件的尺寸相同。
9.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，当所述电路板位于散热通道中时，靠近所述散热通道第一端的金属件的尺寸小于靠近所述散热通道第二端的金属件的尺寸，其中，所述第一端相较于所述第二端距离入风口更近。
10.根据权利要求1至9任一项所述的电路板，其特征在于，所述金属件包括铜片和铝片中的至少一种。
11.根据权利要求1至9任一项所述的电路板，其特征在于，所述金属件用于对所述金属件所连接的工作芯片进行散热。
12.根据权利要求1至9任一项所述的电路板，其特征在于，所述金属件用于降低所述金属件所连接的工作芯片之间的线路功率损耗。
13.根据权利要求1至9任一项所述的电路板，其特征在于，所述金属件通过焊接层焊接在所述电路板上。
14.根据权利要求13所述的电路板，其特征在于，所述焊接层设置有至少一个缺口。
15.根据权利要求14所述的电路板，其特征在于，所述缺口由靠近所述焊接层中部的区域延伸至所述焊接层边缘。
16.根据权利要求14所述的电路板，其特征在于，所述缺口为排气间隙。
17.根据权利要求13所述的电路板，其特征在于，所述焊接层的形状与所述金属件的形状相适配。
18.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述基板为金属基板。
19.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，还包括：
绝缘导热层，设置于所述基板与所述金属层之间，用于使所述基板与所述金属层热压压合连接。
20.一种电子设备，其特征在于，包括散热通道，以及一个或多个计算板，所述计算板设置于所述散热通道中，所述计算板为权利要求1至13任一项所述的电路板。
21.根据权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述散热通道的第一端相较于所述散热通道的第二端距离入风口更近。
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