CN115250565A - 电路板组件及电子设备 - Google Patents

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CN115250565A CN202110457497.XA CN202110457497A CN115250565A CN 115250565 A CN115250565 A CN 115250565A CN 202110457497 A CN202110457497 A CN 202110457497A CN 115250565 A CN115250565 A CN 115250565A
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Abstract

本申请公开一种电路板组件及电子设备。电路板组件应用于电子设备，电路板组件包括搭载大尺寸芯片的电路板以及衬底。衬底设置于电路板背向芯片的一侧、且与电路板连接。本申请通过对电路板组件的变形方式进行设计，有效降低衬底变形产生的应力对电路板自有变形的影响，提升芯片与电路板之间焊点的长期温循疲劳寿命。

Description

电路板组件及电子设备
技术领域
本申请涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种电路板组件及电子设备。
背景技术
搭载大尺寸芯片的电路板背向芯片的一侧设有衬底，以提升电路板的机械强度，从而增强对芯片的防护和固定作用。但是，由于衬底与电路板的热膨胀系数不同，导致当衬底与电路板等结构处温度相对于常温发生变化时，衬底与电路板产生的变形量不同，使得电路板在衬底变形的影响下产生非自有变形，因此，电路板与芯片之间的焊点受到额外的结构变形应力，降低了焊点的温循疲劳寿命，导致电路板组件的使用寿命缩短。
发明内容
本申请公开一种电路板组件及电子设备，电路板组件应用于电子设备，电子设备具有较长的使用寿命。电路板组件包括搭载大尺寸芯片的电路板以及衬底。衬底设置于电路板背向芯片的一侧、且与电路板连接。本申请通过对电路板组件的变形方式进行设计，有效降低衬底变形产生的作用力对电路板自有变形的影响，提升芯片与电路板之间焊点的长期温循疲劳寿命。
第一方面，本申请提供一种电路板组件，其特征在于，包括电路板和固定于电路板一侧的衬底，电路板具有第一热膨胀系数，衬底具有第二热膨胀系数，第二热膨胀系数与第一热膨胀系数的差值小于或等于第一热膨胀系数的30％。
在本申请中，衬底与电路板热膨胀系数接近，使得在电路板、衬底等结构处的温度相对于常温发生变化时，衬底和电路板的变形量接近，避免电路板受衬底变形作用力的影响产生非自有变形，保持电路板处于裸板状态时的变形。同时，焊点不会受到向下的结构变形应力，提高焊点的温循疲劳寿命。
示例性的，电路板一般采用树脂来实现绝缘功能。树脂的热膨胀系数较高，也即电路板的热膨胀系数较高。传统方案中，为了保证衬底对电路板的防护作用，衬底一般采用金属和陶瓷等机械强度较高的材料，例如不锈钢、铝合金等，也即衬底的热膨胀系数较低。可理解地，机械强度高的材料的热膨胀系数一般较低。当电路板和衬底处的温度相对于常温发生变化时，热膨胀系数较高的电路板的变形量大于热膨胀系数较低的衬底的变形量，导致衬底与电路板之间因热膨胀系数失配产生变形量失配。
在本实现方式中的衬底与电路板热膨胀系数接近，虽然牺牲了一部分机械强度，减弱了衬底的防护作用，但降低了衬底与电路板之间因热膨胀系数失配产生的变形量失配。本实施例与现有技术相比，减小了衬底变形对电路板产生的衬底变形作用力，并进一步减小了电路板产生的非自有变形，消除或减小了焊点受到向下的结构变形应力，从而提升焊点的温循疲劳寿命，并增加电路板组件的使用寿命。
一种可能的实现方式中，衬底包括第一背板和第二背板，第二背板位于第一背板背向电路板的一侧，第一背板的热膨胀系数小于第二背板的热膨胀系数，第一背板和第二背板中的至少一者固定连接电路板。
在本实现方式中，第一背板的热膨胀系数小于第二背板的热膨胀系数，使得第一背板的热变形量小于第二背板的热变形量。衬底会向变形量大的第二背板所在的一侧凸起，也即衬底的两端向上翘起，以匹配电路板的变形方式。因此，当电路板、衬底等结构处的温度相对于常温发生变化时，衬底的凸起方向与电路板的凸起方向相同，避免电路板受衬底变形作用力的影响产生非自有变形，保持电路板处于裸板状态时的变形。同时，焊点不会受到向下的结构变形应力，提高焊点的温循疲劳寿命和电路板组件的使用寿命。
在本实现方式中，衬底的热膨胀系数可以与电路板的热膨胀系数接近，也即第二热膨胀系数与第一热膨胀系数之间的差值可以大于第一热膨胀系数的30％，以进一步减小衬底变形作用力的影响。衬底的热膨胀系数为第一背板和第二背板组成的固定结构的总的热膨胀系数。
一种可能的实现方式中，电路板组件还包括中间缓冲件，中间缓冲件的相背两侧分别固定连接电路板和衬底，中间缓冲件能够在外力作用下产生弹性形变。
在本实现方式中，中间缓冲件受力能够发生形变，利用中间缓冲件的变形性能，可以减少电路板和衬底之间的连接作用，抵消电路板和衬底之间的变形量差异，避免电路板的变形受到衬底变形作用力的影响，保持电路板处于裸板状态时的变形，以提高焊点的温循疲劳寿命。
一种可能的实现方式中，电路板组件还包括：
固定件，电路板与衬底堆叠设置且两者之间形成间隙，固定件设于电路板两端，固定件插接电路板、且固定连接衬底，电路板组件受热时，电路板与衬底的相对位置发生变化；
第一缓冲件，第一缓冲件位于电路板背向衬底的一侧且接触电路板，固定件插接第一缓冲件，电路板组件受热时，第一缓冲件发生形变；
和/或第二缓冲件，第二缓冲件位于电路板与衬底之间且接触电路板及衬底，固定件插接第二缓冲件，电路板组件受热时，第二缓冲件发生形变。
在本实现方式中，电路板组件受热时，电路板与衬底的相对位置发生变化，第一缓冲件发生形变，以减小固定件和电路板之间的连接作用，增大电路板在水平方向上的变形空间，避免电路板的变形受到固定件的限制。第二缓冲件发生形变，以减小电路板和衬底之间的连接作用，增大电路板和衬底在水平方向上的变形空间，避免电路板的变形受到衬底变形作用力的影响。
第一缓冲件和第二缓冲件可以减小固定件对电路板和衬底的连接作用，在保证固定件的紧固作用的同时、增加电路板和衬底在水平方向上的变形空间，避免电路板产生非自有变形，保持电路板处于裸板状态时的变形，同时能够进一步避免焊点受到结构变形应力，提高焊点的温循疲劳寿命和电路板组件的使用寿命。
示例性的，缓冲件也可以设于电路板的上侧或下侧，减小电路板及其相关组件的体积，使得电路板组件的结构更加紧凑，本申请对此不作限定。
一种可能的实现方式中，电路板组件还包括托架，托架位于电路板背向衬底的一侧、且托架的两端与电路板的两端固定连接，托架的中部与电路板的中部之间形成间隙，托架的热膨胀系数小于电路板的热膨胀系数。
在本实现方式中，当电路板、衬底、托架等结构处的温度相对于常温发生变化时，托架的变形量小于电路板的变形量，从而能够对电路板的两端施加向上的作用力，抵消衬底变形对电路板产生的斜向下的衬底变形作用力，避免电路板产生非自有变形，并保持电路板处于裸板状态时的变形，同时能够避免焊点受到向下的结构变形应力，提高焊点的温循疲劳寿命和电路板组件的使用寿命。
一种可能的实现方式中，托架包括层叠设置且固定连接的上托架和下托架，上托架位于下托架背向电路板的一侧，上托架和下托架中的至少一者的两端固定连接电路板，下托架的中部与电路板的中部之间形成间隙，上托架的热膨胀系数小于下托架的热膨胀系数。
在本实现方式中，当电路板、衬底、托架等结构处的温度相对于常温发生变化时，托架会对电路板的两端施加向上的作用力，以进一步抵消衬底变形对电路板产生的斜向下的衬底变形作用力，保持电路板处于裸板状态时的变形。同时，焊点不会受到向下的结构变形应力，提高焊点的温循疲劳寿命。
第二方面，本申请还提供一种电路板组件，包括电路板和与电路板固定连接的衬底，衬底包括第一背板和第二背板，第二背板位于第一背板背向电路板的一侧，第一背板的热膨胀系数小于第二背板的热膨胀系数，第一背板和第二背板中的至少一者固定连接电路板。
在本实现方式中，通过衬底的变形匹配对衬底变形作用力的抵消作用，保持电路板处于裸板状态时的变形，提升焊点的温循疲劳寿命。示例性的，第一背板可以是预镀锌钢板，第二背板可以是铝合金钢板。在其他一些实现方式中，第一背板和第二背板也可以采用其他材料，只要保证第一背板的热膨胀系数可以小于第二背板的热膨胀系数即可，本申请对此不作限定。
在其他一些实现方式中，衬底也可以采用双层以上结构，例如，三层等，本申请对此不作限定，只要满足当衬底处的温度相对于常温发生变化时，多层结构的热膨胀系数随与电路板的距离的增大而增大，衬底的凸起方向与电路板的凸起方向相同即可。
一种可能的实现方式中，电路板组件还包括中间缓冲件，中间缓冲件的相背两侧分别固定连接电路板和衬底，中间缓冲件能够在外力作用下产生弹性形变。
一种可能的实现方式中，电路板组件还包括：
固定件，电路板与衬底堆叠设置且两者之间形成间隙，固定件设于电路板两端，插接电路板、且固定连接衬底，电路板组件受热时，电路板与衬底的相对位置发生变化；
第一缓冲件，第一缓冲件位于电路板背向衬底的一侧且接触电路板，固定件插接第一缓冲件，电路板组件受热时，第一缓冲件发生形变；
和/或第二缓冲件，第二缓冲件位于电路板与衬底之间且接触电路板及衬底，固定件插接第二缓冲件，电路板组件受热时，第二缓冲件发生形变。
一种可能的实现方式中，电路板组件还包括托架，托架位于电路板背向衬底的一侧、且托架的两端与电路板的两端固定连接，托架的中部与电路板的中部之间形成间隙，托架的热膨胀系数小于电路板的热膨胀系数。
一种可能的实现方式中，托架包括层叠设置且固定连接的上托架和下托架，上托架位于下托架背向电路板的一侧，上托架和下托架中的至少一者的两端固定连接电路板，下托架的中部与电路板的中部之间形成间隙，上托架的热膨胀系数小于下托架的热膨胀系数。
第三方面，本申请又提供一种电路板组件，包括电路板、衬底及固定件，电路板与衬底堆叠设置且两者之间形成间隙，固定件设于电路板两端，固定件插接电路板、且固定连接衬底，电路板组件受热时，电路板与衬底的相对位置发生变化；
电路板组件还包括：
第一缓冲件，第一缓冲件位于电路板背向衬底的一侧且接触电路板，固定件插接第一缓冲件，电路板组件受热时，第一缓冲件发生形变；
和/或第二缓冲件，第二缓冲件位于电路板与衬底之间且接触电路板及衬底，固定件插接第二缓冲件，电路板组件受热时，第二缓冲件发生形变。
一种可能的实现方式中，第一缓冲件采用泡棉、橡胶或弹簧，和/或第二缓冲件采用泡棉、橡胶、PTFE或弹簧。
在本实现方式中，通过缓冲件对衬底变形作用力的抵消作用，保持电路板处于裸板状态时的变形，提升焊点的温循疲劳寿命。示例性的，缓冲件可以采用橡胶、泡棉、PTFE(poly tetra fluoroethylene，聚四氟乙烯)等弹性材料，也可以采用弹簧等受力可以发生弹性变形的结构。缓冲件可以采用仿生设计结构，以便更好地匹配电路板变形后的形状、并增加固定件对电路板和衬底的紧固效果。
一种可能的实现方式中，固定件包括固定连接的限位件和插接件，限位件相对插接件的周侧向外凸起，第一缓冲件位于限位件和电路板之间且接触限位件及电路板。
一种可能的实现方式中，电路板组件还包括托架，托架位于电路板背向衬底的一侧、且托架的两端与电路板的两端固定连接，托架的中部与电路板的中部之间形成间隙，托架的热膨胀系数小于电路板的热膨胀系数。
一种可能的实现方式中，托架包括层叠设置且固定连接的上托架和下托架，上托架位于下托架背向电路板的一侧，上托架和下托架中的至少一者的两端固定连接电路板，下托架的中部与电路板的中部之间形成间隙，上托架的热膨胀系数小于下托架的热膨胀系数。
示例性的，上托架可以是预镀锌钢板，下托架可以是铝合金钢板。在其他一些实现方式中，上托架和下托架也可以采用其他材料，只要保证上托架的热膨胀系数可以小于下托架的热膨胀系数即可，本申请对此不作限定。
在本实现方式中，托架可以采用双层结构，也即包括层叠设置的上托架和下托架。在其他一些实现方式中，托架也可以采用双层以上结构，例如，三层等，本申请对此不作限定，只要满足当托架处的温度相对于常温发生变化时，多层结构的热膨胀系数随多层结构与电路板的距离的增大而减小，使得托架的凸起方向与电路板的凸起方向相同即可。
第四方面，本申请再提供一种电路板组件，包括电路板、衬底和托架，衬底与电路板固定连接，托架位于电路板背向衬底的一侧、且托架的两端与电路板的两端固定连接，托架的中部与电路板的中部之间形成间隙，托架的热膨胀系数小于电路板的热膨胀系数。
在本实现方式中，通过托架对衬底变形作用力的抵消作用，保持电路板处于裸板状态时的变形，提升焊点的温循疲劳寿命。
一种可能的实现方式中，托架包括层叠设置且固定连接的上托架和下托架，上托架位于下托架背向电路板的一侧，上托架和下托架中的至少一者的两端固定连接电路板，下托架的中部与电路板的中部之间形成间隙，上托架的热膨胀系数小于下托架的热膨胀系数。
第五方面，本申请提供一种电子设备，包括上述电路板组件，电路板组件包括芯片，芯片固定于电路板背向衬底的一侧，电子设备具有较长的使用寿命。
附图说明
图1是本申请提供的电子设备在一些实施例中的部分结构示意图；
图2A是图1所示电路板组件在一些实施例中的结构示意图；
图2B是图1所示电路板组件在其他一些实施例中的结构示意图；
图3A是裸板状态的电路板组件的变形示意图；
图3B是采用传统结构的电路板组件的变形示意图；
图4是图2A所示电路板组件在本申请提供的一些实施例中的变形示意图；
图5是图2A所示电路板组件在本申请提供的又一些实施例中的变形示意图；
图6是图5所示衬底的变形示意图；
图7是图2A所示电路板组件在本申请提供的再一些实施例中的结构示意图；
图8是图7所示电路板组件的变形示意图；
图9是图2A所示电路板组件在本申请提供的还一些实施例中的结构示意图；
图10是图9所示电路板组件的变形示意图；
图11是图2A所示电路板组件在本申请提供的多一些实施例中的变形示意图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。其中，本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。此外，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。“以上”包括本数，例如，两个以上包括两个。
请参阅图1，图1是本申请提供的电子设备100在一些实施例中的部分结构示意图。电子设备100可以是应用于信号的传送、接入、计算，以及无线通讯等领域的电子产品，例如，服务器、路由器、手机、笔记本电脑、电视机、智能家居设备、车载设备等。
示例性的，电子设备100可以包括中空的壳体1和天线2。天线2可以用于接收和发射信号，通过电磁波实现信号的无线传输。天线2可以固定于壳体1的外侧，也可以安装于壳体1的内部。在其他一些实施例中，电子设备100也可以不包括天线2，而采用光纤、线缆等其他信号传输方式，本申请对此不作限定。
示例性的，壳体1可以包括壳体内腔，用于容置电子设备100的内部结构。电子设备100还可以包括安装于壳体内腔的电路板组件3。
示例性的，电子设备100还可以包括与电路板组件3固定连接的散热器(图未示)。散热器可以是由铝合金，黄铜或青铜做成的板状，片状，多片状等结构，用于将电路板组件3的热量散发出去，以降低电路板组件3的温度，保障电路板组件3的运行稳定性并提高其使用寿命。
请参阅图2A，图2A是图1所示电路板组件3在一些实施例中的结构示意图。示例性的，电路板组件3可以包括芯片31、电路板32、衬底33及固定件34。
电路板32与衬底33固定连接、且电路板32的下表面可以贴合衬底33的上表面。可以理解地，在本申请中，两个部件可以通过连接件固定连接。两个部件固定连接也即两个部件的位置关系不变，但允许由于两个部件之间的连接件的形变所导致的位置关系变化。此外，本申请中涉及的“上”、“下”、“内”、“外”等方位用词，是参考附加图式的方位进行的描述，并不是指示或暗指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申请的限制。
示例性的，电路板32和衬底33可以通过固定件34固定连接，固定件34设于电路板32两端。固定件34插接电路板32、且固定连接衬底33。电路板32与衬底33堆叠设置且两者之间形成间隙，当电路板组件3受热时，电路板32与衬底33的相对位置发生变化。固定件34可以是螺钉、铆钉等紧固件。在其他一些实施例中，电路板32也可以通过胶接、焊接等方式与衬底33固定连接。
示例性的，当固定件34为螺钉时，衬底33可以包括开口朝向电路板32的螺孔(图未示)，螺孔内壁设有与螺钉周侧螺纹相配合的内螺纹。螺钉可以伸入螺孔，并通过与螺孔紧固配合，以实现与衬底33固定连接。
示例性的，芯片31固定于电路板32背向衬底33的一侧且与其电连接。芯片31可以用于实现信号的传输，也可以对信号进行处理。
示例性的，芯片31可以是大尺寸ASIC(application specific integratedcircuit，供专门应用的集成电路)芯片，能够根据产品的需求进行特定设计和制造以实现特定功能的强化，具有较高的处理速度和低能耗。芯片31也可以是CPU(centralprocessing unit，中央处理单元)、GPU(graphics processing unit，图像处理单元)等通用型芯片或FPGA(fieldprogrammablegatearray，现场可编程门阵列)等半定制芯片，本申请实施例对此不做限定。
示例性的，芯片31可以通过焊点与电路板32实现固定连接和电连接。例如，芯片31可以采用BGA(ball grid array package，球栅阵列封装)的方式与电路板32连接，也可以采用SMT(surface mounted technology，表面贴装技术)等方式与电路板32连接。在其他一些实施例中，芯片31也可以采用导电胶等方式与电路板32固定连接和电连接，本申请对芯片31与电路板32的连接方式不作限定。
在本申请中，电子设备100采用大尺寸的ASIC芯片，以满足大功率的使用要求，同时也产生较大的热量，使得电路板32和衬底33受热产生热应变。
示例性的，本申请以芯片31采用BGA的方式与电路板32连接为例进行说明。电路板组件3还可以包括多个焊点(图未示)，焊点设置在芯片31与电路板32之间，并与芯片31和电路板32固定连接，以实现芯片31与电路板32的固定连接和电连接。
在本申请中，水平方向X为平行于未变形时的电路板32上表面所在平面的方向。示例性的，水平方向X可以是平行于未变形时的电路板32上表面所在平面的任意方向，本申请实施例对此不作限定。
请参阅图2B，图2B是图1所示电路板组件3在其他一些实施例中的结构示意图。示例性的，电路板组件3也可以包括支撑件35，支撑件35可以固定于衬底33面向电路板32的一侧、且相对衬底33的上表面凸起。此时，电路板32的下表面与衬底33的上表面之间存在间隙，为电路板32的变形留有充足的空间。支撑件35可以接触或抵持在电路板32背向芯片31的下表面，固定件34穿过电路板32与支撑件35固定连接。
示例性的，当固定件34为螺钉时，支撑件35可以是与螺钉配套的螺母，螺钉穿过电路板32与螺母锁紧。螺母可以固定于衬底33面向电路板32的一侧、且接触或抵持在电路板32的下表面。
请参阅图3A，图3A是裸板状态的电路板组件4的变形示意图，其中图3A中的局部放大图展示了焊点41的受力示意图。
在本申请中，裸板状态的电路板组件4包括电路板42、焊接于电路板42的芯片43及电路板42与芯片43之间的焊点41，裸板状态的电路板组件4不在电路板42背向芯片43一侧设置衬底。
示例性的，电路板42一般用于承载电子元件并实现电子元件之间的电连接。当裸板状态的电路板组件4处的温度相对于常温发生变化时，电路板组件4会发生变形。具体地，当芯片43和电路板42处的温度相对于常温升高，也即芯片43和电路板42处于高温时，电路板42和芯片43会产生变形，中间下凹，两端翘起，呈现“笑脸”形。当芯片43和电路板42处的温度相对于常温降低，也即芯片43和电路板42处于低温时，电路板42和芯片43会中间凸起，呈现“哭脸”形。而且，电路板42的变形量大于芯片43的变形量。焊点41的上端和下端分别固定连接芯片43和电路板42，芯片43和电路板42的变形量失配使得焊点41的上端和下端分别受到水平方向X上的、且方向相反的剪切力。
此外，当芯片43和电路板42处的温度回到常温，电路板42会从变形状态恢复至未发生变形的状态；当芯片43和电路板42处的温度相对于常温发生变化时，电路板42会再次发生变形，对焊点41产生剪切力，如此循环进行，使得焊点41产生温循疲劳。
在本申请中，电路板组件4处的温度在20℃至30℃的范围内即可认为是常温，温度在常温至200℃的范围内即可认为是高温，温度在零下100℃至常温的范围内即可认为是低温。
请参阅图3B，图3B是采用传统结构的电路板组件5的变形示意图，其中图3B中的局部放大图展示了焊点51的受力示意图。
在本申请中，采用传统结构的电路板组件5包括芯片53、电路板54、衬底55、固定件52和焊点51。其中，芯片53焊接于电路板54，焊点位于电路板54与芯片53之间。固定件52设于电路板54两端。固定件52插接电路板54、且固定连接衬底55。
与处于裸板状态时的电路板组件5的变形方式不同，当电路板54的两端和衬底55通过固定件52固定连接时，衬底55会通过固定件52的连接作用对电路板54产生斜向下的衬底变形作用力，导致电路板54受热时的变形方式发生变化，产生非自有变形。具体地，电路板54的两端受到衬底变形作用力，向下弯曲，呈现“M”形，使得焊点51在受到水平方向X的剪切力的同时，还受到向下的结构变形应力，导致焊点51出现裂纹的概率增大，显著降低焊点51的温循疲劳寿命。
请参阅图4，图4是图2A所示电路板组件3在本申请提供的一些实施例中的变形示意图。在第一实施例中，电路板32a可以具有第一热膨胀系数(coefficient of thermalepansion，CTE)，衬底33a可以具有第二热膨胀系数。第二热膨胀系数可以与第一热膨胀系数接近，也即，第二热膨胀系数与第一热膨胀系数之间的差值小于或等于第一热膨胀系数的30％。示例性的，第二热膨胀系数可以等于第一热膨胀系数，第二热膨胀系数与第一热膨胀系数之间的差值也可以是第一热膨胀系数的1％、5％或15％等，本实施例对此不作限定。
请一并参阅图3B和图4，在本申请中，衬底33a与电路板32a热膨胀系数接近，使得在电路板32a、衬底33a等结构处的温度相对于常温发生变化时，衬底33a和电路板32a的变形量接近，避免电路板32a受衬底变形作用力的影响产生非自有变形，保持电路板32a处于裸板状态时的变形。同时，焊点36a不会受到向下的结构变形应力，提高焊点36a的温循疲劳寿命。
示例性的，电路板32a一般采用树脂来实现绝缘功能。树脂的热膨胀系数较高，也即电路板32a的热膨胀系数较高。传统方案中，为了保证衬底33a对电路板32a的防护作用，衬底33a一般采用金属和陶瓷等机械强度较高的材料，例如不锈钢、铝合金等，也即衬底33a的热膨胀系数较低。可理解地，机械强度高的材料的热膨胀系数一般较低。当电路板32a和衬底33a处的温度相对于常温发生变化时，热膨胀系数较高的电路板32a的变形量大于热膨胀系数较低的衬底33a的变形量，导致衬底33a与电路板32a之间因热膨胀系数失配产生变形量失配。
本实施例中的衬底33a与电路板32a热膨胀系数接近，虽然牺牲了一部分机械强度，减弱了衬底33a的防护作用，但降低了衬底33a与电路板32a之间因热膨胀系数失配产生的变形量失配。本实施例与现有技术相比，减小了衬底33a变形对电路板32a产生的衬底变形作用力，并进一步减小了电路板32a产生的非自有变形，消除或减小了焊点36a受到向下的结构变形应力，从而提升焊点36a的温循疲劳寿命，并增加电路板组件3a的使用寿命。
请参阅图5，图5是图2A所示电路板组件3在本申请提供的又一些实施例中的变形示意图。在第二实施例中，电路板组件3b的大部分结构与第一实施例中相同，在此不再赘述。
示例性的，衬底33b可以包括层叠设置且固定连接的第一背板331和第二背板332。第二背板332位于第一背板331背向电路板32b的一侧。第一背板331的热膨胀系数可以小于第二背板332的热膨胀系数。例如，第一背板331可以是预镀锌钢板，第二背板332可以是铝合金钢板。在其他一些实施例中，第一背板331和第二背板332也可以采用其他材料，只要保证第一背板331的热膨胀系数可以小于第二背板332的热膨胀系数即可，本申请实施例对此不作限定。
请一并参阅图5和图6，图6是图5所示衬底33b的变形示意图。在本实施例中，衬底33b采用双层结构，也即衬底33b包括层叠设置的第一背板331和第二背板332。第一背板331的热膨胀系数小于第二背板332的热膨胀系数，使得第一背板331的热变形量小于第二背板332的热变形量。衬底33b会向变形量大的第二背板332所在的一侧凸起，也即衬底33b的两端向上翘起，以匹配电路板32b的变形方式。因此，在本实施例中，当电路板32b、衬底33b等结构处的温度相对于常温发生变化时，衬底33b的凸起方向与电路板32b的凸起方向相同，避免电路板32b受衬底变形作用力的影响产生非自有变形，保持电路板32b处于裸板状态时的变形。同时，焊点36b不会受到向下的结构变形应力，提高焊点36b的温循疲劳寿命和电路板组件3b的使用寿命。
在其他一些实施例中，衬底33b也可以采用双层以上结构，例如，三层等，本申请实施例对此不作限定，只要满足当衬底33b处的温度相对于常温发生变化时，多层结构的热膨胀系数随与电路板32b的距离的增大而增大，衬底33b的凸起方向与电路板32b的凸起方向相同即可。
示例性的，在第二实施例中，衬底33b的热膨胀系数可以与电路板32b的热膨胀系数接近，也可以不接近，也即第二热膨胀系数与第一热膨胀系数之间的差值可以大于第一热膨胀系数的30％，以进一步减小衬底变形作用力的影响。在本实施例中，衬底33b的热膨胀系数为第一背板331和第二背板332组成的固定结构的总的热膨胀系数。
请参阅图7，图7是图2A所示电路板组件3在本申请提供的再一些实施例中的结构示意图。
在第三实施例中，电路板组件3c可以包括缓冲件37c，例如第一缓冲件371和第二缓冲件372，用于减小固定件34c对电路板32c和衬底33c的连接作用。其中，第一缓冲件371和第二缓冲件372可以分别设置在电路板32c的下侧和上侧。
示例性的，第一缓冲件371可以位于电路板32c的上侧，也即位于电路板32c背向衬底33c的一侧且接触电路板32c，固定件34c插接第一缓冲件371。固定件34c可以包括限位件341和插接件341，限位件341相对插接件341的周侧向外凸起，第一缓冲件371位于限位件341和电路板32c之间且接触限位件341及电路板32c。
示例性的，第二缓冲件372位于电路板32c的下侧，也即位于电路板32c与衬底33c之间且接触电路板32c及衬底33c，固定件34c插接所述第二缓冲件372。
请一并参阅图7和图8，图8是图7所示电路板组件3c的变形示意图。
在本实施例中，电路板组件3c受热时，电路板32c与衬底33c的相对位置发生变化，第一缓冲件371发生形变，以减小固定件34c和电路板32c之间的连接作用，增大电路板32c在水平方向X上的变形空间，避免电路板32c的变形受到固定件34c的限制。第二缓冲件372发生形变，以减小电路板32c和衬底33c之间的连接作用，增大电路板32c和衬底33c在水平方向X上的变形空间，避免电路板32c的变形受到衬底变形作用力的影响。
在本实施例中，第一缓冲件371和第二缓冲件372可以减小固定件34c对电路板32c和衬底33c的连接作用，在保证固定件34c的紧固作用的同时、增加电路板32c和衬底33c在水平方向X上的变形空间，避免电路板32c产生非自有变形，保持电路板32c处于裸板状态时的变形，同时能够避免焊点36c受到结构变形应力，提高焊点36c的温循疲劳寿命和电路板组件3c的使用寿命。
示例性的，缓冲件37c也可以设于电路板32c的上侧或下侧，减小电路板32c及其相关组件的体积，使得电路板组件3c的结构更加紧凑，本申请对此不作限定。
示例性的，电路板组件3c也可以不设有固定件34c，电路板32c和衬底33c之间通过中间缓冲件(图未示)固定连接，也即电路板32c和衬底33c之间可以设有中间缓冲件，中间缓冲件的两侧分别固定连接电路板32c和衬底33c。中间缓冲件受力能够发生形变，利用中间缓冲件的变形性能，可以减少电路板32c和衬底33c之间的连接作用，抵消电路板32c和衬底33c之间的变形量差异，避免电路板32c的变形受到衬底变形作用力的影响，保持电路板32c处于裸板状态时的变形,以提高焊点36c的温循疲劳寿命。
示例性的，缓冲件37c可以采用橡胶、泡棉、PTFE(poly tetra fluoroethylene，聚四氟乙烯)等弹性材料，也可以采用弹簧等受力可以发生弹性变形的结构。缓冲件37c可以采用仿生设计结构，以便更好地匹配电路板32c变形后的形状、并增加固定件34c对电路板32c和衬底33c的紧固效果。
示例性的，在第三实施例中，衬底33c可以采用单层结构，也可以采用双层或双层以上结构，通过缓冲件37c及衬底33c变形匹配，保持电路板32c处于裸板状态时的变形，提升焊点36c的温循疲劳寿命。多层衬底33c的具体设置方式和结构可以参考第二实施例，在此不再赘述。
示例性的，在第三实施例中，衬底33c的热膨胀系数可以与电路板32c的热膨胀系数接近，以减小衬底33c与电路板32c之间的变形量差异，提高焊点36c的温循疲劳寿命。衬底33c的具体设置方式和结构可以参考第一实施例，在此不再赘述。可以理解地，衬底33c的热膨胀系数也可以与电路板32c的热膨胀系数不接近，本实施例对此不作限定。
请参阅图9，图9是图2A所示电路板组件3在本申请提供的还一些实施例中的结构示意图。在第四实施例中，电路板组件3d的大部分结构与第一实施例中相同，在此不再赘述。
示例性的，电路板组件3d可以包括托架38d，托架38d位于电路板32d背向衬底33d的一侧、且托架38d的两端可以通过固定件34d与电路板32d的两端固定连接。
示例性的，托架38d的中部与电路板32d的中部之间形成间隙。托架38d的热膨胀系数可以小于电路板32d的热膨胀系数，使得托架38d、电路板32d和衬底33d受热时，托架38d的变形量小于电路板32d的变形量。
请参阅图10，图10是图9所示电路板组件3d的变形示意图。当电路板32d、衬底33d、托架38d等结构处的温度相对于常温发生变化时，托架38d的变形量小于电路板32d的变形量，从而能够对电路板32d的两端施加的作用力，抵消衬底33d变形对电路板32d产生的衬底变形作用力，避免电路板32d产生非自有变形，保持电路板32d处于裸板状态时的变形，同时能够避免焊点36d受到向下的结构变形应力，提高焊点36d的温循疲劳寿命和电路板组件3d的使用寿命。
请参阅图11，图11是图2A所示电路板组件3在本申请提供的多一些实施例中的变形示意图。在第五实施例中，电路板组件3e的大部分结构与第四实施例中相同，在此不再赘述。示例性的，托架38e可以包括层叠设置且固定连接的上托架381和下托架382，上托架381位于下托架382背向电路板32e的一侧。上托架381和下托架382中的至少一者的两端固定连接电路板32e，下托架382的中部与电路板32e的中部之间形成间隙。
示例性的，上托架381的热膨胀系数可以小于下托架382的热膨胀系数，使得上托架381的热变形量小于下托架381的热变形量。托架38e会向变形量大的下托架381所在的一侧凸起，也即托架38e的两端向上翘起，以匹配电路板32e的变形方式。因此，在本申请中，当电路板32e、衬底33e、托架38e等结构处的温度相对于常温发生变化时，托架38e会对电路板32e的两端施加向上的作用力，以抵消衬底33e变形对电路板32e产生的斜向下的衬底变形作用力，保持电路板32e处于裸板状态时的变形。同时，焊点36e不会受到向下的结构变形应力，提高焊点36e的温循疲劳寿命。
示例性的，上托架381可以是预镀锌钢板，下托架382可以是铝合金钢板。在其他一些实施例中，上托架381和下托架382也可以采用其他材料，只要保证上托架381的热膨胀系数可以小于下托架382的热膨胀系数即可，本申请实施例对此不作限定。
在本实施例中，托架38e可以采用双层结构，也即包括层叠设置的上托架381和下托架382。在其他一些实施例中，托架38e也可以采用双层以上结构，例如，三层等，本申请实施例对此不作限定，只要满足当托架38e处的温度相对于常温发生变化时，多层结构的热膨胀系数随多层结构与电路板32e的距离的增大而减小，使得托架38e的凸起方向与电路板32e的凸起方向相同即可。
示例性的，在第五实施例中，单层或多层托架38e的总的变形量可以与电路板32e的变形量一致，在抵消衬底变形作用力的前提下，避免对电路板32e施加额外的变形作用力，保持电路板32e处于裸板状态时的变形，进一步提高焊点36e的温循疲劳寿命。
请一并参阅图10和图11，示例性的，在第四实施例和/或第五实施例中，电路板组件(3d，3e)也可以不包括固定件(34d，34e)，托架(38d，38e)的两端也可以通过焊接、胶接等方式与电路板(32d，32e)的两端固定连接，电路板(32d，32e)的中部可以相对托架(38d，38e)的中部运动，本申请对此不作限定。
示例性的，在第四实施例和/或第五实施例中，衬底(33d，33e)的热膨胀系数可以与电路板(32d，32e)的热膨胀系数接近，也可以不接近。
示例性的，在第四实施例和/或第五实施例中，电路板组件(3d，3e)的衬底(33d，33e)也可以采用双层或双层以上结构，通过衬底(33d，33e)的变形匹配以及托架(38d，38e)对衬底变形作用力的抵消作用，使电路板(32d，32e)处于裸板状态时的变形，提升焊点(36d，36e)的温循疲劳寿命。多层衬底(33d，33e)的具体设置方式和结构可以参考第二实施例，在此不再赘述。
示例性的，在第四实施例和/或第五实施例中，电路板组件(3d，3e)还可以包括缓冲件(图未示)，缓冲件可以设置于托架(38d，38e)与电路板(32d，32e)之间和/或电路板(32d，32e)与衬底(33d，33e)之间，通过缓冲件及托架(38d，38e)对衬底变形作用力的抵消作用，使电路板(32d，32e)的处于裸板状态时的变形，提升焊点(36d，36e)的温循疲劳寿命。缓冲件的具体设置方式以及结构可以参考第三实施例，在此不再赘述。
示例性的，在第四实施例和/或第五实施例中，固定件(34d，34e)可以插接托架(38d，38e)的两端，也即托架(38d，38e)的上表面接触或抵持固定件(34d，34e)的限位件(341d，341e)，缓冲件则可以位于托架(38d，38e)与电路板(32d，32e)之间。
示例性的，请一并参阅图2A、图7和图9，在本申请实施例中，电路板组件3的装配步骤如下：
S1：将第一缓冲件371放置在衬底33上表面，之后将电路板32放置在第一缓冲件371上方，
和/或将第二缓冲件372放置在电路板32上方，第二缓冲件372可以和第一缓冲件371相对设置；
和/或将托架38d放置在电路板32或第二缓冲件372的上方。
S2：将固定件插接第一缓冲件371、电路板32和/或托架38d和/或第二缓冲件372、且与衬底33固定连接，将第一缓冲件371、电路板32、衬底33和/或托架38d和/或第二缓冲件372固定在一起。
示例性的，电路板组件3也可以不包括第一缓冲件371，此时电路板组件3的装配步骤如下：
S1：将电路板32放置在衬底33上表面，
和/或将第二缓冲件372放置在电路板32上方，第二缓冲件372可以和第一缓冲件371相对设置；
和/或将托架38d放置在电路板32或第二缓冲件372的上方。
S2：将固定件插接电路板32和/或托架38d和/或第二缓冲件372、并与衬底33固定连接，将电路板32、衬底33和/或托架38d和/或第二缓冲件372固定在一起。
以上描述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内；在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种电路板组件，其特征在于，包括电路板和固定于所述电路板一侧的衬底，所述电路板具有第一热膨胀系数，所述衬底具有第二热膨胀系数，所述第二热膨胀系数与所述第一热膨胀系数的差值小于或等于所述第一热膨胀系数的30％。
2.如权利要求1所述的电路板组件，其特征在于，所述衬底包括第一背板和第二背板，所述第二背板位于所述第一背板背向所述电路板的一侧，所述第一背板的热膨胀系数小于所述第二背板的热膨胀系数，所述第一背板和所述第二背板中的至少一者固定连接所述电路板。
3.如权利要求1或2所述的电路板组件，其特征在于，所述电路板组件还包括中间缓冲件，所述中间缓冲件的相背两侧分别固定连接所述电路板和所述衬底，所述中间缓冲件能够在外力作用下产生弹性形变。
4.如权利要求1或2所述的电路板组件，其特征在于，所述电路板组件还包括：
固定件，所述电路板与所述衬底堆叠设置且两者之间形成间隙，所述固定件设于所述电路板两端，所述固定件插接所述电路板、且固定连接所述衬底，所述电路板组件受热时，所述电路板与所述衬底的相对位置发生变化；
第一缓冲件，所述第一缓冲件位于所述电路板背向所述衬底的一侧且接触所述电路板，所述固定件插接所述第一缓冲件，所述电路板组件受热时，所述第一缓冲件发生形变；
和/或第二缓冲件，所述第二缓冲件位于所述电路板与所述衬底之间且接触所述电路板及所述衬底，所述固定件插接所述第二缓冲件，所述电路板组件受热时，所述第二缓冲件发生形变。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电路板组件，其特征在于，所述电路板组件还包括托架，所述托架位于所述电路板背向所述衬底的一侧、且所述托架的两端与所述电路板的两端固定连接，所述托架的中部与所述电路板的中部之间形成间隙，所述托架的热膨胀系数小于所述电路板的热膨胀系数。
6.如权利要求5所述的电路板组件，其特征在于，所述托架包括层叠设置且固定连接的上托架和下托架，所述上托架位于所述下托架背向所述电路板的一侧，所述上托架和所述下托架中的至少一者的两端固定连接所述电路板，所述下托架的中部与所述电路板的中部之间形成间隙，所述上托架的热膨胀系数小于所述下托架的热膨胀系数。
7.一种电路板组件，其特征在于，包括电路板和与所述电路板固定连接的衬底，所述衬底包括第一背板和第二背板，所述第二背板位于所述第一背板背向所述电路板的一侧，所述第一背板的热膨胀系数小于所述第二背板的热膨胀系数，所述第一背板和所述第二背板中的至少一者固定连接所述电路板。
8.如权利要求7所述的电路板组件，其特征在于，所述电路板组件还包括中间缓冲件，所述中间缓冲件的相背两侧分别固定连接所述电路板和所述衬底，所述中间缓冲件能够在外力作用下产生弹性形变。
9.如权利要求8所述的电路板组件，其特征在于，所述电路板组件还包括：
固定件，所述电路板与所述衬底堆叠设置且两者之间形成间隙，所述固定件设于所述电路板两端，插接所述电路板、且固定连接所述衬底，所述电路板组件受热时，所述电路板与所述衬底的相对位置发生变化；
第一缓冲件，所述第一缓冲件位于所述电路板背向所述衬底的一侧且接触所述电路板，所述固定件插接所述第一缓冲件，所述电路板组件受热时，所述第一缓冲件发生形变；
和/或第二缓冲件，所述第二缓冲件位于所述电路板与所述衬底之间且接触所述电路板及所述衬底，所述固定件插接所述第二缓冲件，所述电路板组件受热时，所述第二缓冲件发生形变。
10.如权利要求7至9中任一项所述的电路板组件，其特征在于，所述电路板组件还包括托架，所述托架位于所述电路板背向所述衬底的一侧、且所述托架的两端与所述电路板的两端固定连接，所述托架的中部与所述电路板的中部之间形成间隙，所述托架的热膨胀系数小于所述电路板的热膨胀系数。
11.如权利要求10所述的电路板组件，其特征在于，所述托架包括层叠设置且固定连接的上托架和下托架，所述上托架位于所述下托架背向所述电路板的一侧，所述上托架和所述下托架中的至少一者的两端固定连接所述电路板，所述下托架的中部与所述电路板的中部之间形成间隙，所述上托架的热膨胀系数小于所述下托架的热膨胀系数。
12.一种电路板组件，其特征在于，包括电路板、衬底及固定件，所述电路板与所述衬底堆叠设置且两者之间形成间隙，所述固定件设于所述电路板两端，所述固定件插接所述电路板、且固定连接所述衬底，所述电路板组件受热时，所述电路板与所述衬底的相对位置发生变化；
所述电路板组件还包括：
第一缓冲件，所述第一缓冲件位于所述电路板背向所述衬底的一侧且接触所述电路板，所述固定件插接所述第一缓冲件，所述电路板组件受热时，所述第一缓冲件发生形变；
和/或第二缓冲件，所述第二缓冲件位于所述电路板与所述衬底之间且接触所述电路板及所述衬底，所述固定件插接所述第二缓冲件，所述电路板组件受热时，所述第二缓冲件发生形变。
13.如权利要求12所述的电路板组件，其特征在于，所述第一缓冲件采用泡棉、橡胶或弹簧，和/或所述第二缓冲件采用泡棉、橡胶、PTFE或弹簧。
14.如权利要求12或13所述的电路板组件，其特征在于，所述固定件包括固定连接的限位件和插接件，所述限位件相对所述插接件的周侧向外凸起，所述第一缓冲件位于所述限位件和所述电路板之间且接触所述限位件及所述电路板。
15.如权利要求12至14中任一项所述的电路板组件，其特征在于，所述电路板组件还包括托架，所述托架位于所述电路板背向所述衬底的一侧、且所述托架的两端与所述电路板的两端固定连接，所述托架的中部与所述电路板的中部之间形成间隙，所述托架的热膨胀系数小于所述电路板的热膨胀系数。
16.如权利要求15所述的电路板组件，其特征在于，所述托架包括层叠设置且固定连接的上托架和下托架，所述上托架位于所述下托架背向所述电路板的一侧，所述上托架和所述下托架中的至少一者的两端固定连接所述电路板，所述下托架的中部与所述电路板的中部之间形成间隙，所述上托架的热膨胀系数小于所述下托架的热膨胀系数。
17.一种电路板组件，其特征在于，包括电路板、衬底和托架，所述衬底与所述电路板固定连接，所述托架位于所述电路板背向所述衬底的一侧、且所述托架的两端与所述电路板的两端固定连接，所述托架的中部与所述电路板的中部之间形成间隙，所述托架的热膨胀系数小于所述电路板的热膨胀系数。
18.如权利要求17所述的电路板组件，其特征在于，所述托架包括层叠设置且固定连接的上托架和下托架，所述上托架位于所述下托架背向所述电路板的一侧，所述上托架和所述下托架中的至少一者的两端固定连接所述电路板，所述下托架的中部与所述电路板的中部之间形成间隙，所述上托架的热膨胀系数小于所述下托架的热膨胀系数。
19.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至18中任一项所述的电路板组件，所述电路板组件包括芯片，所述芯片固定于所述电路板背向所述衬底的一侧。
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