CN116782506B - 电路板组件及其加工方法、电路板堆叠结构和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电路板组件及其加工方法、电路板堆叠结构和电子设备,涉及电路板技术领域,能兼顾电路板组件的散热性能和小型化设计。其中,电路板组件包括第一电路板和埋入器件,第一电路板包括基板和布线层,布线层设置于基板的至少一侧表面;埋入器件埋设于基板内,埋入器件包括第一电子元器件和第一导热件,第一电子元器件与第一导热件热传导连接,且第一电子元器件与布线层电连接。
Description
技术领域
本申请实施例涉及电路板技术领域,尤其涉及一种电路板组件及其加工方法、电路板堆叠结构和电子设备。
背景技术
目前,智能手表、手机、笔记本电脑等电子设备日渐成为现代人生活的必须品之一。为了实现电子设备的功能,电子设备中通常设置有电路板组件。然而,相关技术中的电路板组件无法兼顾电路板组件的散热性能和小型化设计,使得电子设备的发展受限。
发明内容
本申请提供一种电路板组件及其加工方法、电路板堆叠结构和电子设备,能兼顾电路板组件的散热性能和小型化设计。
为达到上述目的,本申请采用如下技术方案:
第一方面,本申请提供一种电路板组件,包括第一电路板和埋入器件,第一电路板包括基板和布线层,布线层设置于基板的至少一侧表面;埋入器件埋设于基板内,埋入器件包括第一电子元器件和第一导热件,第一电子元器件与第一导热件热传导连接,且第一电子元器件与布线层电连接。
本申请中电路板组件,通过将第一电子元器件和第一导热件埋设于电路板组件的基板内,第一电子元器件产生的热量可以传递至第一导热件,并通过第一导热件散发至基板外部,能有效地降低电子元器件的温度,提高第一电子元器件的可靠性。并且,由于第一导热件与第一电子元器件一起被埋设于基板内,能够充分利用基板的内部空间,能减小第一电子元器件、第一导热件与基板在厚度方向上的叠加尺寸,有利于减小电路板组件的整体厚度,从而能够在保证电路板散热性能的基础上,实现电路板组件的小型化设计。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一电子元器件固定连接于第一导热件。这样一来,一方面,第一电子元器件和第一导热件的热膨胀系数能够得到中和,有利于提高埋入器件的整体热膨胀系数,能减小埋入器件的热膨胀系数与基板的热膨胀系数之间的差距,从而有利于减小第一电子元器件在装配过程中受到的热应力,降低第一电子元器件失效的风险。另一方面,将第一电子元器件固定连接于第一导热件,可以将埋入器件作为一个整体埋入基板内,有利于降低电路板组件的加工难度。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一电路板上设有第一应力释放通道,第一应力释放通道包括相对的第一端口和第二端口,第一端口贯穿第一电路板的外表面,第二端口延伸至埋入器件的外表面,第二端口的一部分被埋入器件的外表面封堵,且第二端口被埋入器件的外表面所封堵的面积小于第二端口的面积。这样一来,当电路板组件受热膨胀时,埋入器件受热膨胀产生的应力以及基板受热膨胀产生的应力能在第一应力释放通道中得到释放,能减小基板与埋入器件之间的作用力,从而能减小第一电子元器件受到的作用力,降低第一电子元器件失效的风险。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第二端口的面积为第一面积,第二端口被埋入器件的外表面所封堵的部分的面积为第二面积,第二面积与第一面积的比值大于或等于0.3且小于或等于0.7。这样一来,能保证电路板组件受热过程中,埋入器件和基板受热膨胀产生的应力能够得到有效释放,且可以减小第一应力释放通道的开孔大小,有利于提高第一电路板的整体结构强度。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第二端口延伸至第一导热件的外表面。这样一来,在加工第一应力释放通道的过程中,能有效地避免第一电子元器件受到损坏,从而能在降低第一应力释放通道加工难度的同时,提高第一电子元器件的可靠性。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一端口位于第一导热件的背离第一电子元器件的一侧。这样,能进一步降低第一应力释放通道加工难度。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一应力释放通道为多个,多个第一应力释放通道在第一导热件的周向上间隔设置。这样,能提高埋入器件的整体受力均匀性,且能避免电路板组件受热膨胀时,基板内部出现应力集中点,从而能进一步提高第一电子元器件的可靠性。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一电路板上还设有第二应力释放通道,第二应力释放通道位于埋入器件的周向外侧且与第二端口连通,埋入器件的部分外表面形成为第二应力释放通道的内壁面。这样一来,当电路板组件受热膨胀时,埋入器件受热膨胀产生的应力以及基板受热膨胀产生的应力不仅能在第一应力释放通道中得到释放,还能在第二应力释放通道中得到释放,能进一步减小基板与埋入器件之间的作用力,从而能进一步减小第一电子元器件受到的作用力,降低第一电子元器件失效的风险。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一导热件包括第一导热面和第二外周面,第一电子元器件固定连接于第一导热面,第二外周面环绕在第一导热面的外周;第一电路板上设有第三应力释放通道,第三应力释放通道的一端贯穿第一电路板的外表面,第三应力释放通道位于第二外周面的周向外侧,且部分第二外周面形成为第三应力释放通道的内壁面。这样一来,当电路板组件受热膨胀时,埋入器件受热膨胀产生的应力以及基板受热膨胀产生的应力能在第三应力释放通道中得到释放,能减小基板与埋入器件之间的作用力,从而能减小第一电子元器件受到的作用力,降低第一电子元器件失效的风险。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第二导热面的周长为第一长度L1,第二导热面在上述参考平面上的正投影为第三投影。第三投影与所有第一投影均无交叠的部分的长度为第二长度L2,第二长度L2与第一长度L1的比值大于或等于0.2且小于或等于0.8。这样,可以使得第一应力释放通道的开孔的面积适中,能在保证基板的结构强度同时,保证电路板组受热过程时,埋入器件和基板受热膨胀产生的应力能够得到有效释放。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第三应力释放通道包括第三端口,第三端口贯穿第一电路板的外表面,且第三端口位于第一导热件的背离第一电子元器件的一侧。这样,能降低第三应力释放通道加工难度。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一导热件包括支撑部和多个凸起部,第一电子元器件固定连接于支撑部;多个凸起部间隔开地设置于支撑部的背离第一电子元器件的一侧表面。这样,通过设置凸起部,能增大第一导热件与基板之间的接触面积,从而能提高第一导热件与基板之间的热传导面积,能进一步提高电路板的散热性能。
在第一方面的一种可能的实现方式中,第一导热件为一体成型件。这样,可以简化第一导热件的结构,且可以提高支撑部和凸起部之间的连接可靠性和热传导效率。
在第一方面的一种可能的实现方式中,电路板组件还包括散热孔,散热孔的一端延伸至第一导热件的外表面、另一端延伸至第一电路板的外表面。这样,第一导热件上热量能经散热孔向外散发,能提高散热效率,进而能提高电路板组件的散热性能。
在第一方面的一种可能的实现方式中,电路板组件还包括第二导热件,第二导热件设置于散热孔内。这样一来,第一电子元器件产生的热量传递至第一导热件后,可以经第二导热件传递至电路板组件的外部,能有效地提高电路板组件的散热性能。
在第一方面的一种可能的实现方式中,埋入器件还包括第二电子元器件,第一电子元器件和第二电子元器件分别固定连接于第一导热件的相对两侧。这样,能提高电路板组件中电子元器件的布局密度,有利于实现电路板组件的轻薄化设计。
在第一方面的一种可能的实现方式中,电路板组件还包括第一散热片,第一散热片设置于第一电路板的表面且与第一导热件热传导连接。这样,第一导热件上的热量可以经第二导热件传递至第一散热片,并经第一散热片向外散发,能提高电路板组件的散热性能。
在第一方面的一种可能的实现方式中,电路板组件还包括第四应力释放通道,第四应力释放通道的一端贯穿第一电路板的外表面,第四应力释放通道位于第一电子元器件的周向外侧,且第一电子元器件的部分外周面形成为第四应力释放通道的内壁面。这样一来,当电路板组件受热膨胀时,埋入器件受热膨胀产生的应力以及基板受热膨胀产生的应力能在第四应力释放通道中得到释放,能减小基板与埋入器件之间的作用力,从而能减小第一电子元器件受到的作用力,降低第一电子元器件失效的风险。
第二方面,本申请提供一种电路板组件的加工方法,包括:提供埋入器件,埋入器件包括第一导热件和第一电子元器件,第一电子元器件固定连接于第一导热件;提供基板坯件,基板坯件具有安装腔;将埋入器件装配至安装腔;提供第一层压板,第一层压板包括第一半固化片和第一铜箔层,将第一层压板压合在基板坯件的至少一侧表面,得到基板;在基板的至少一侧表面上形成布线层,得到电路板坯件。
在第二方面的一种可能的实现方式中,在基板的至少一侧表面上形成布线层,得到电路板坯件后,加工方法还包括:在电路板坯件上开设应力释放通道,应力释放通道包括第一应力释放通道、第三应力释放通道、第四应力释放通道中的至少一种;其中,第一应力释放通道包括第一端口和第二端口,第一端口贯穿电路板坯件的外表面,第二端口延伸至埋入器件的外表面,第二端口的一部分被埋入器件的外表面封堵,且第二端口被埋入器件的外表面所封堵的面积小于第二端口的面积;第三应力释放通道的一端贯穿电路板坯件的外表面,第三应力释放通道位于第一导热件的周向外侧,且第一导热件的部分外周面形成为第三应力释放通道的内壁面;第四应力释放通道的一端贯穿电路板坯件的外表面,第四应力释放通道位于第一电子元器件的周向外侧,且第一电子元器件的部分外周面形成为第四应力释放通道的内壁面。
第三方面,本申请提供一种电路板堆叠结构,包括:电路板组件和第二电路板,电路板组件为上述任一技术方案中的电路板组件;第二电路板与第一电路板层叠设置。这样,能拓展电路板堆叠结构的有效布局面积,增大电路板堆叠结构中电子元器件的布局密度和数量。
在第三方面的一种可能的实现方式中,第二电路板包括相背对的第一承载面和第二承载面,第一电路板层叠设置于第一承载面;电路板堆叠结构包括第四电子元器件,第四电子元器件电连接于第一承载面,第四电子元器件与电路板组件在平行于第一承载面的方向上排布,第四电子元器件的背离第一承载面的表面与第一承载面之间的间距为第一尺寸;第一电路板的背离第一承载面的表面与第一承载面之间的间距为第二尺寸,第二尺寸小于或等于第一尺寸。这样一来,将第一电路板层叠设置于第二电路板后,不会影响电路板堆叠结构的最大高度,从而能在不增大电路板堆叠结构的整体高度的同时,增加电路板堆叠结构上电子元器件的布局数量。
在第三方面的一种可能的实现方式中,第二电路板包括相背对的第一承载面和第二承载面,第二电路板上设有贯穿第一承载面和第二承载面的避让孔;第一电路板跨设在避让孔上。这样一来,一方面,可以将部分电子元器件集成在第一电路板上,弥补第二电路板因设置避让孔而减小的布局面积,能够在不增大电路板堆叠结构所占平面面积的基础上,增加电路板堆叠结构的有效布局面积,进而能将更多的电子元器件集成在电路板堆叠结构上,使得电子设备的功能更加丰富。
在第三方面的一种可能的实现方式中,第一电路板上设有朝向背离第二电路板的方向凹陷的避让凹槽,避让凹槽与避让孔相对设置。这样,能进一步减小摄像头模组等功能配件与电路板组件的叠加尺寸。
在第三方面的一种可能的实现方式中,第二电路板包括背离电路板组件的第二承载面,电路板组件还包括加强支架,加强支架包括:顶板、第一侧板、第二侧板、第一翻边和第二翻边,顶板与电路板组件间隔开设置;第一侧板固定连接于顶板;第二侧板固定连接于顶板,且第二侧板与第一侧板相对地设置于顶板的两侧;第一翻边固定连接于第一侧板,且位于第一侧板的背离第二侧板的一侧,第一翻边固定连接于第二承载面;第二翻边固定连接于第二侧板,且位于第二侧板的背离第一侧板的一侧,第二翻边固定连接与第二承载面。这样一来,一方面,可以通过加强支架将摄像头模组等功能器件与第一电路板隔开,避免第一电路板与摄像头模组直接接触,从而能进一步减小第一电路板在电子设备跌落或者受到碰撞时受到的应力冲击力,提高第一电路板和第二电路板之间的连接可靠性;另一方面,加强支架还能起到提高第二电路板整体结构强度的作用,有利于提高电路板组件的整体结构强度。
在第三方面的一种可能的实现方式中,避让凹槽包括朝向第二电路板的槽底壁,第二电路板包括朝向电路板组件的第一承载面,电路板组件还包括加强支架,加强支架包括:顶板、第一侧板和第二侧板,顶板固定连接于槽底壁;第一侧板固定连接于顶板;第二侧板固定连接于顶板,且第二侧板与第一侧板分别设置于顶板的相对两侧,第一侧板和第二侧板均固定连接于第一承载面。这样,通过设置加强支架,能提高电路板组件与第二电路板之间的连接可靠性,降低电路板组件与第二电路板之间的焊点开裂失效的概率。
在第三方面的一种可能的实现方式中,电路板堆叠结构还包括第三电路板,第三电路板连接于第二电路板和第一电路板之间,或者,第三电路板层叠设置于第一电路板的背离第二电路板的一侧。提供电路板组件的另一种应用场景。
在第三方面的一种可能的实现方式中,电路板堆叠结构还包括屏蔽罩和第一散热片,电路板组件的至少部分位于屏蔽罩内;第一散热片设置于电路板组件的外表面,且第一散热片与屏蔽罩热传导连接。这样一来,电路板组件上的热量可以通过第一散热片传递至屏蔽罩,并经屏蔽罩向外散发,能增大散热面积,从而能有效地提高电路板组件的散热效率。
在第三方面的一种可能的实现方式中,第一散热片与第一电路板之间设有第一界面导热材料。这样,能提高第一电路板与第一散热片之间的热传导效率。
在第三方面的一种可能的实现方式中,第一散热片与屏蔽罩之间设有第二界面导热材料。这样,能提高电路板组件的散热效率。
第四方面,本申请提供一种电子设备,包括:背壳和电路板堆叠结构,电路板堆叠结构设置于背壳内,电路板堆叠结构为上述任一实施例中的电路板堆叠结构。
其中,第二方面至第四方面中任一种设计方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同设计方式所带来的技术效果,此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请一些实施例提供的电子设备的立体图;
图2为图1所示电子设备的爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电路板组件的结构示意图;
图4为图3所示电路板组件中埋入器件的结构示意图;
图5为图4所示埋入器件的俯视图;
图6为本申请另一些实施例提供的电路板组件的结构示意图;
图7为图6所示电路板组件中的第一应力释放通道在参考平面上的正投影和第一导热件在参考平面上的正投影的位置关系示意图;
图8为本申请另一些实施例提供的电路板组件的结构示意图;
图9为图8所示电路板组件的俯视图;
图10为本申请又一些实施例提供的电路板组件的结构示意图;
图11为本申请另一些实施例提供的电路板组件的结构示意图;
图12为本申请又一些实施例提供的电路板组件的结构示意图;
图13为图12所示电路板组件的仰视图;
图14为本申请又一些实施例提供的电路板组件的结构示意图;
图15为图14所示电路板组件的仰视图;
图16为本申请又一些实施例提供的电路板组件的结构示意图;
图17为本申请又一些实施例提供的电路板组件的结构示意图;
图18为图17所示电路板组件中埋入器件的俯视图;
图19为本申请一些实施例提供的电路板堆叠结构的示意图;
图20为图19所示电路板堆叠结构中第二电路板的结构示意图;
图21为图19所示电路板堆叠结构与摄像头模组的装配示意图;
图22为图21所示电路板堆叠结构中电路板组件的俯视图;
图23为图21所示装配示意图中加强支架的立体结构示意图;
图24为本申请另一些实施例提供的电路板堆叠结构的示意图;
图25为本申请又一些实施例提供的电路板堆叠结构的示意图;
图26为本申请又一些实施例提供的电路板堆叠结构的示意图;
图27为图26所示的电路板堆叠结构在电子设备内的装配示意图;
图28为本申请又一些实施例提供的电路板堆叠结构的示意图;
图29为本申请一些实施例提供的电路板组件的加工方法的流程示意图;
图30为本申请另一些实施例提供的电路板组件的加工方法的流程示意图;
图31为本申请又一些实施例提供的电路板组件的加工方法的流程示意图。
附图标记:
100、电子设备;
10、屏幕;11、透光盖板;12、显示屏;20、背壳;21、背盖;211、安装口;212、摄像头装饰盖;212a、透光窗口;22、边框;23、中板;231、电池安装槽;232、沉槽;
30、电路板组件;31、第一电路板;311、基板;3111、第一表面;3112、第二表面;312、布线层;3121、金属图案层;3122、介电层;3123、金属化过孔;31a、第一板面;31b、第二板面;31c、第三外周面;313、第一焊盘;
301、基板坯件;C、安装腔;C1、第一敞开口;C2、第二敞开口;302、承载膜;303、第一层压板;303a、第一半固化片;303b、第一铜箔层;304、支撑台阶;304a、支撑面;304b、底面;305、流胶孔;
32、埋入器件;321、第一电子元器件;3211、第一正面;3212、第一反面;3213、第一外周面;322、第一导热件;3221、支撑部;3221a、第一导热面;3221b、第二导热面;3221c、第二外周面;3222、凸起部;323、连接结构;324、第二电子元器件;325、第三电子元器件;33、第一应力释放通道;331、第一端口;332、第二端口; 341、散热孔;342、第二导热件;35、第二应力释放通道;36、第三应力释放通道;361、第三端口;37、第四应力释放通道;38、避让凹槽;381、槽底壁;391、第一散热片;392、第一界面导热材料;
40、摄像头模组;50、电池;
60、电路板堆叠结构;61、第二电路板;611、第一承载面;612、第二承载面;613、第二焊盘;614、避让孔;62、加强支架;621、顶板;622、第一侧板;623、第二侧板;624、第一翻边;625、第二翻边;63、第四电子元器件;64、屏蔽罩;65、第二界面导热材料;66、第二散热片;67、第三界面导热材料;68、第三电路板;69、第四界面导热材料。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
在本申请实施例中,术语“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本申请实施例中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请实施例的描述中,“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。另外,本申请中的字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例中,“外”等方位术语可以包括但不限于相对附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语可以是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件附图所放置的方位的变化而相应地发生变化。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是可拆卸地连接,也可以是不可拆卸地连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接。其中,“固定连接”是指彼此连接且连接后的相对位置关系不变。
在本申请实施例的描述中,术语“垂直”、“平行”包括所阐述的情况以及与所阐述的情况相近似的情况,该相近似的情况的范围处于可接受偏差范围内,其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即,测量系统的局限性)所确定。例如,“平行”包括绝对平行和近似平行,其中近似平行的可接受偏差范围例如可以是5°、8°或10°以内偏差;“垂直”包括绝对垂直和近似垂直,其中近似垂直的可接受偏差范围例如也可以是5°、8°或10°以内偏差。
为便于理解,在对本申请实施例中的电路板组件、电路板堆叠结构和电子设备进行详细介绍之前,首先对本申请实施例所涉及到的相关术语进行说明。
热传导连接:是指两个部件之间具有热量传递的连接。
有效布局面积:是指电路板中可以用于安装电子元器件的面积。
本申请实施例提供一种电子设备,该电子设备为包括电路板组件的一类电子设备。本申请实施例的电路板组件,通过将部分电子元器件(例如下文中提及的第一电子元器件)和第一导热件埋设于电路板组件的基板内,电子元器件产生的热量可以传递至第一导热件,并通过第一导热件散发至基板外部,能有效地降低电子元器件的温度,提高电子元器件的可靠性。并且,由于第一导热件与电子元器件一起被埋设于基板内,能够充分利用基板的内部空间,能减小电子元器件、第一导热件与基板在厚度方向上的叠加尺寸,有利于减小电路板组件的整体厚度,从而能够在保证电路板散热性能的基础上,实现电路板组件的小型化设计,进而有利于实现电子设备的轻薄化设计。
本申请实施例中的电子设备可以为直板式电子设备,也可以为可折叠式电子设备。例如,该电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、个人数码助理(personaldigital assistant,PDA)、照相机、个人计算机、车载设备和可穿戴设备等电子设备。其中,可穿戴设备包括但不限于耳机、手环、手表、增强现实(augmented reality,AR)眼镜、AR头盔、虚拟现实(virtual reality,VR)眼镜、VR头盔等。
请参阅图1-图2,图1为本申请一些实施例提供的电子设备100的立体图,图2为图1所示电子设备100的爆炸图。电子设备100包括屏幕10、背壳20、电路板组件30、摄像头模组40和电池50。在本实施例中,以电子设备100为直板手机为例进行说明,这不能理解为对本申请实施例的限制。
可以理解的是,图1和图2仅示意性的示出了电子设备100包括的一些部件,这些部件的实际形状、实际大小、实际位置和实际构造不受图1和图2的限制。在其他一些示例中,电子设备100也可以不包括屏幕10。此外,为了方便下文描述,建立XYZ坐标系,定义电子设备100的宽度方向为X轴方向,电子设备100的长度方向为Y轴方向,电子设备100的厚度方向为Z轴方向。可以理解的是,电子设备100的坐标系可以根据实际需要灵活设置,在此不做具体限定。
屏幕10用于显示图像、视频等。请参阅图2,屏幕10包括透光盖板11和显示屏12。透光盖板11与显示屏12层叠设置。透光盖板11主要用于对显示屏12起到保护以及防尘作用。透光盖板11的材质包括但不限于玻璃。显示屏12可以为柔性显示屏12,也可以为刚性显示屏12。
背壳20用于保护电子设备100内部的器件。请参阅图1并结合图2,背壳20包括背盖21和边框22。背盖21位于显示屏12的背离透光盖板11的一侧,且背盖21与透光盖板11、显示屏12层叠设置。背盖21和透光盖板11相对地设置在边框22的两侧。透光盖板11、背盖21与边框22围成电子设备100的内部容纳空间。该内部容纳空间将显示屏12、摄像头模组40、电路板组件30和电池50容纳在内。
在一些实施例中,请参阅图2,背壳20还包括中板23。中板23可以固定于边框22的内表面。中板23用作电子设备100的结构“骨架”,电路板组件30、摄像头模组40、电池50等可以固定于中板23上。边框22与中板23组成的结构也可称为中框。在其他一些实施例中,电子设备100也可以不包括中板23。
电路板组件30包括电路板和电子元器件。电路板用于集成电子元件。其中,电子元器件包括但不限于系统级芯片(system on chip,SOC)、通用闪存存储器(universal flashstorage,UFS)、天线模块、蓝牙模块、WiFi模块、GPS模块、电源管理单元(power managementunit,PMU)、屏幕显示及操作模块、电阻、电容、电感、电位器、电子管等。
电路板组件30可以与显示屏12、摄像头模组40等器件电连接,以对显示屏12、摄像头模组40等器件进行信号控制、数据信号处理以及数据信号存储等操作。例如,显示屏12可以与屏幕显示及操作模块电连接,以使屏幕可以实现显示或操作功能。
摄像头模组40用于拍摄照片/视频。摄像头模组40可以包括后置摄像头模组和前置摄像头模组中的至少一种。随着用户对电子设备100拍摄性能的要求越来越高,电子设备100朝着多摄像头模组的方向发展。例如,在图2所示的实施例中,摄像头模组40的数量为三个。三个摄像头模组40可以分别为主摄像头模组、广角摄像头模组和长焦摄像头模组,且摄像头模组40可以为直立式,也可以为潜望式。可以理解的是,在其他一些实施例中,摄像头模组40的数量还可以为一个、两个或者三个以上。
摄像头模组40可以固定于电路板、中板23和背盖21中的至少一个上,且摄像头模组40的入光面朝向背盖21。请参阅图2,背盖21上设有安装口211,安装口211处设有摄像头装饰盖212。摄像头装饰盖212用于保护摄像头模组40。摄像头装饰盖212上设有透光窗口212a。透光窗口212a允许景物光线射入摄像头模组40的入光面。在本实施例中,摄像头模组40用作电子设备100的后置摄像头模组40。
在其他实施例中,摄像头模组40的入光面也可以朝向透光盖板11。此时,可以在显示屏12上设有光路避让孔。该光路避让孔允许景物光线穿过透光盖板11后射入摄像头模组40的入光面。这样,摄像头模组40可以用作电子设备100的前置摄像头模组。
电池50用于向电子设备100内诸如显示屏12、电路板组件30等器件提供电量。一些实施例中,中板23朝向背盖21的表面设有电池安装槽231,电池50安装于该电池安装槽231内。
随着技术的发展,电子设备100需要实现的功能越来越多,布置在电子设备100内部的电子元器件的数量也就越来越多。相应的,电路板组件30在电子设备100内的占用空间也就越来越大,而这与电子设备100的轻薄化的发展趋势相背。
为了能在电子设备100有限的空间内布置更多的电子元器件的同时,减小电路板组件30的占用空间,一些实施例中的电路板组件30,通过将芯片等电子元器件埋入电路板的基板,提高了电路板组件30中电子元器件的布局密度,减小了电路板组件30的占用空间,有利于实现电路板组件30的高密度(high density interconnector,HDI)互连,还能通过电路板保护被埋入的电子元器件,减小外力对电子元器件造成的应力损伤。但是,将电子元器件埋入电路板的基板后,电子元器件被电路板的基板所包裹,导致电子元器件产生的热量无法及时散发出来,影响电子元器件的性能。
为了能够兼顾电路板组件30的小型化设计和散热性能,请参阅图3,图3为本申请一些实施例提供的电路板组件30的结构示意图。本实施例中的电路板组件30包括第一电路板31和埋入器件32。需要说明的是,图3仅示意性的示出了电路板组件30包括的一些部件,这些部件的实际形状、实际大小、实际位置和实际构造不受图3的限定。另外,图3中的坐标系与图1中的坐标系表示为同一坐标系。也即是,图3中电路板组件30的各个部件在图3所示坐标系下的方位关系,与当该电路板组件30应用于图1所示电子设备100上时,其电路板组件30的各个部件在图1所示坐标系下的方位关系可以相同。
请参阅图3,第一电路板31包括基板311和布线层312。基板311为制作第一电路板31的基础材料,能为布线层312提供安装基础。基板311呈板状。基板311的厚度方向与Z轴方向平行。基板311可以为硬质基板,也可以为软质基板,还可以为软硬结合基板。在一些实施例中,基板311可以为绝缘板。示例性的,基板311可以包括纸质基板、玻纤布基板、合成纤维布基板、无纺布基板中的至少一种。在一些实施例中,基板311可以由纸、玻纤布、合成纤维布、无纺布中的至少一种浸以树脂,制成粘结片,由多张粘结片压合而成。
布线层312用于实现集成于第一电路板31上的电子元器件与外部电路的电连接。在一些实施例中,请参阅图3,基板311包括相背对的第一表面3111和第二表面3112,布线层312设置于第一表面3111上。在另一些实施例中,布线层312也可以设置于第二表面3112。或者,在又一些实施例中,布线层312还可以设置于第一表面3111和第二表面3112上。只要在基板311的至少一侧表面上设置布线层312即可。
请参阅图3,布线层312可以包括多层金属图案层3121。相邻的两层金属图案层3121之间具有一层介电层3122。介电层3122用于将布线层312中位于不同层的金属图案层3121间隔开。不同层的金属图案层3121可以采用金属化过孔3123实现电连接。
金属图案层3121的材料可以为铜箔。铜箔具有较好的导电性能,选用铜箔作为金属图案层3121,有利于提高第一电路板31的电学性能。介电层3122的材料可以包括聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚苯并恶唑(polybenzoxazole,PBO)、双马来酰亚胺-三嗪树脂(bismaleimide triazine,BT)、陶瓷粉增强改性环氧树脂(ajinomoto build up film,ABF)、热固性聚苯醚树脂(polyphenylene ether,PPE)等中的至少一种。
可以理解的是,在另一些实施例中,金属图案层3121也可以为一层。埋入器件32埋设于基板311内。埋入器件32包括第一电子元器件321和第一导热件322。第一电子元器件321可以为有源器件,也可以为无源器件。示例性的,第一电子元器件321包括但不限于裸芯片、电子管、晶体管、集成电路、电阻、电容、电感、电位器等。其中,裸芯片是指半导体器件制造完成后、封装之前的产品形式。示例性的,第一电子元器件可以为通用闪存存储器、天线模块、蓝牙模块、WiFi模块、电源管理单元等。
第一电子元器件321与布线层312电连接。这样,可以通过布线层312将第一电子元器件321的电信号引出,便于实现第一电子元器件321与外部电路的电连接。
第一导热件322与第一电子元器件321热传导连接。具体的,实现第一导热件322和第一电子元器件321热传导连接的方式有多种,比如第一导热件322与第一电子元器件321可以直接连接,或者,第一导热件322和第一电子元器件321之间可以通过其他导热结构间接连接。第一导热件322可以为不锈钢、铜、铜合金、铝合金、镁合金、钛合金等金属件,也可以为碳纤维件。
这样一来,第一电子元器件321产生的热量可以传递至第一导热件322,并通过第一导热件322散发至基板311外部,能有效地提高第一电子元器件321的散热效率,降低第一电子元器件321的温度,提高第一电子元器件321的可靠性。并且,由于第一导热件322与第一电子元器件321一起被埋设于基板311内,能够充分利用基板311的内部空间,能减小第一电子元器件321、第一导热件322与基板311在厚度方向(也即是Z轴方向)上的叠加尺寸,有利于减小电路板组件30的整体厚度,从而能够在保证电路板组件30散热性能的基础上,实现电路板组件30的小型化设计,进而有利于实现电子设备100的轻薄化设计。
在一些实施例中,电路板组件30可以通过回流焊、表面贴装(surface mounttechnology)等方式实现与外部电路的电连接,并且在加工电路板组件30的过程中,通常会用到热压工艺。由于第一电子元器件321的热膨胀系数(coefficient of thermalexpansion,CTE)与基板311的热膨胀系数相差较大,具体的,第一电子元器件321的热膨胀系数通常为2左右,而基板311的热膨胀系数通常为10以上,在电路板组件30受热发生膨胀时,第一电子元器件321容易在热应力的作用下失效。
为了减小第一电子元器件321受到的热应力,请参阅图4,图4为图3所示电路板组件30中埋入器件32的结构示意图。第一电子元器件321与第一导热件322固定连接。在一些实施例中,第一电子器件与第一导热件322之间可以采用连接结构323连接。该连接结构323包括但不限于粘胶、焊料等。示例性的,第一电子元器件321与第一导热件322可以采用SAC305等焊料实现第一电子元器件321和第一导热件322的焊接连接。
这样一来,一方面,第一电子元器件321和第一导热件322的热膨胀系数能够得到调和,有利于提高埋入器件32的整体热膨胀系数,能减小埋入器件32的热膨胀系数与基板311的热膨胀系数之间的差距,从而有利于减小第一电子元器件321在装配过程中受到的热应力,能提高第一电子元器件321的可靠性,降低第一电子元器件321失效的风险。另一方面,将第一电子元器件321固定连接于第一导热件322,可以将埋入器件32作为一个整体埋入基板311内,有利于降低电路板组件30的加工难度。
在上述实施例的基础上,连接结构323的厚度t1大于或等于20μm且小于或等于50μm。示例性的,连接结构323的厚度t1可以为20μm、30μm、40μm、50μm等。这样,能在提高第一导热件322和第一电子元器件321的连接强度的同时,保证第一导热件322和第一电子元器件321之间的热传导效率,并有利于减小埋入器件32的整体厚度,进而有利于实现电路板组件30的轻薄化设计。
在一些实施例中,请参阅图4,第一电子元器件321包括第一正面3211、第一反面3212和第一外周面3213。第一正面3211和第一反面3212相背对,第一正面3211为第一电子元器件321的有源面。具体的,第一正面3211和第一反面3212在第一电子元器件321的厚度方向上相背对。第一电子元器件321的厚度方向可以与基板311的厚度方向平行。第一外周面3213连接于第一正面3211和第一反面3212之间。第一外周面3213可以呈环形。
为了便于实现第一电子元器件321与布线层312之间的电连接,请参阅图3,第一正面3211可以朝向第一表面3111设置。也即是,第一正面3211的朝向与第一表面3111的朝向相同。第一导热件322可以连接于第一电子元器件321的第一反面3212。这样,能避免第一导热件322干涉第一电子元器与布线层312之间的电连接,且能缩短第一电子元器件321与布线层312之间的连接路径,从而能降低第一电子元器件321与布线层312之间的连接难度。
在一些实施例中,请参阅图4,第一正面3211和第一反面3212之间的间距为第一间距d1,第一间距d1大于或等于40μm且小于或等于120μm。也即是,第一电子元器件321的厚度可以大于或等于40μm且小于或等于120μm。示例性的,第一间距d1可以为40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm 、120μm等。
请参阅图4,第一导热件322包括支撑部3221和凸起部3222,支撑部3221呈板状。支撑部3221的厚度与基板311的厚度方向平行。具体的,支撑部3221包括第一导热面3221a、第二导热面3221b和第二外周面3221c。第一导热面3221a和第二导热面3221b相背对,第二外周面3221c环绕在第一导热面3221a的外周。请参阅图4,第二外周面3221c可以连接于第一导热面3221a和第二导热面3221b之间。第一电子元器件321可以连接于第一导热面3221a。
在一些实施例中,请参阅图4,第一导热面3221a与第二导热面3221b之间的间距为第二间距d2,第二间距d2大于或等于50μm且小于或等于500μm。也即是,第一导热件322的厚度大于或等于50μm且小于或等于500μm。示例性的,第二间距d2可以为50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、120μm、130μm、150μm、180μm、200μm、220μm、250μm、280μm、300μm、320μm、350μm、400μm、450μm、500μm等。这样,能在提高第一导热件322的散热性能的同时,减小电路板组件30的整体厚度。
请继续参阅图4,凸起部3222设置于支撑部3221的背离第一电子元器件321的一侧。具体的,凸起部3222设置于第二导热面3221b上。凸起部3222为多个,多个凸起部3222间隔开设置。这样,通过设置凸起部3222,能增大第一导热件322与基板311之间的接触面积,从而能提高第一导热件322与基板311之间的热传导面积,能进一步提高电路板的散热性能。
在此基础上,为了提高第一导热件322的结构稳定性,请继续参阅图4,凸起部3222凸出于第二导热面3221b的高度为第一高度h,第一高度h与第二间距d2的比值大于或等于0.05且小于或等于0.5。也即是,h/d2的值大于或等于0.05且小于或等于0.5。示例性的,第一高度h与第二间距d2的比值可以为0.05、0.1、0.12、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5。这样,可以避免第一导热件322的结构发生晃动,进而能提高第一导热件322的结构稳定性。
在一些实施例中,第一高度h可以大于或等于0.02mm且小于或等于0.1mm。示例性的,第一高度h可以为0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm等。这样,有利于在保证第一导热件322的结构稳定性的同时,减小第一导热件322的整体体积,进而有利于减小埋入器件32的整体占用空间,实现电路板组件30和电子设备100的轻薄化设计。
请参阅图5,图5为图4所示埋入器件32的俯视图。其中,图5所示的俯视图是指由第一电子元器件321看向第一导热件322的俯视图。由于图5中的连接结构323和凸起部3222不可视,故用虚线表示。第一电子元器件321在第一导热面3221a上的正投影位于第一导热面3221a内。这样,能增大第一电子元器件321与第一导热件322之间的接触面积,有利于提高第一电子元器件321与第一导热件322之间的热传导效率,便于第一电子元器件321产生的热量向外散发,从而能提高第一电子元器件321的运行稳定性和可靠性。
在一些实施例中,请参阅图4,第一外周面3213与第二外周面3221c之间的间距为第三间距d3,第三间距d3大于或等于50μm且小于或等于500μm。示例性的,第三间距d3可以为50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、120μm、150μm、180μm、200μm、220μm、240μm、250μm、260μm、270μm、280μm、290μm、300μm、320μm、350μm、380μm、400m、450μm、480μm、500μm等。这样一来,能在提高第一导热件322的散热性能的同时,减小埋入器件32的整体体积,从而有利于减小电路板组件30的整体体积。
请参阅图5,凸起部3222的横截面形状可以为圆形。可以理解的是,在其他实施例中,凸起部3222的截面形状还可以为长方形、正方形、椭圆形、梯形、不规则图形等。需要说明的是,本申请实施例中所述的“凸起部3222的横截面”是指用平行于第二导热面3221b的平面去截凸起部3222得到的截面。
请参阅图4并结合图5,相邻的两个凸起部3222之间的间距为第四间距d4,第四间距d4可以大于或等于0.02mm且小于或等于0.1mm。示例性的,第四间距d4可以为0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm等。
在一些实施例中,第一导热件322为一体成型件。也即是,凸起部3222与支撑部3221一体成型。这样,可以简化第一导热件322的结构,且可以提高支撑部3221和凸起部3222之间的连接可靠性和热传导效率。
在另一些实施例中,支撑部3221和凸起部3222也可以为分体式结构,在此情况下,支撑部3221与凸起部3222可以通过粘接、焊接、卡接、螺钉连接等方式连接为一体。可以理解的是,在其他实施例中,第一导热件322也可以不包括上述的凸起部3222。
在上述任一实施例的基础上,为了进一步减小电路板组件30受热膨胀时、第一电子元器件321受到的作用力,请参阅图6,图6为本申请另一些实施例提供的电路板组件30的结构示意图。本实施例中电路板与图3所示实施例中的电路板组件30的不同之处在于,本实施例的电路板组件30,除了包括第一电路板31、埋入器件32之外,还包括第一应力释放通道33。
第一应力释放通道33包括相对的第一端口331和第二端口332,第一端口331延伸至第一电路板31的外表面。具体的,第一端口331贯穿第一电路板31的外表面。第二端口332延伸至埋入器件32的外表面,第二端口332的一部分被埋入器件32的外表面封堵,第二端口332的另一部分未被埋入器件32的外表面封堵。换言之,部分埋入器件32的外表面暴露于第二端口332。具体的,第二端口332被埋入器件32的外表面所封堵部分的面积小于第二端口332的面积。这样一来,当电路板组件30受热膨胀时,埋入器件32受热膨胀产生的应力以及基板311受热膨胀产生的应力能在第一应力释放通道33中得到释放,能减小基板311与埋入器件32之间的作用力,从而能减小第一电子元器件321受到的作用力,降低第一电子元器件321失效的风险。
需要说明的是,本申请中所述的部件的外表面是指,该部件背离其中心的表面。例如,第一电路板31的外表面是指第一电路板31的背离其中心的表面。埋入器件32的外表面是指埋入器件32背离其中心的表面。
在一些实施例中,第二端口332的面积为第一面积S1,第二端口332被埋入器件32的外表面封堵的部分为第一部分,第一部分的面积为第二面积S2,第二面积S2与第一面积S1的比值大于或等于0.3且小于或等于0.7。也即是,S2/S1大于或等于0.3且小于或等于0.7。示例性的,第二面积S2与第一面积S1的比值可以为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7等。这样一来,能保证电路板组件30受热过程中,埋入器件32和基板311受热膨胀产生的应力能够得到有效释放,且可以减小第一应力释放通道33的开孔大小,有利于提高第一电路板31的整体结构强度。
在一些实施例中,请参阅图6,第一电路板31包括第一板面31a、第二板面31b和第三外周面31c。第一板面31a和第二板面31b相背对,第三外周面31c连接于第一板面31a和第二板面31b之间。第一板面31a的朝向可以与第一正面3211的朝向相同。其中,第一板面31a、第二板面31b和第三外周面31c均为第一电路板31的外表面。
在一些实施例中,请参阅图6,第二端口332可以延伸至第一导热件322的外表面。具体的,第二端口332的一部分被第一导热件322的外表面封堵,且第二端口332被第一导热件322的外表面封堵的面积小于第二端口332的面积。这样一来,在加工第一应力释放通道33的过程中,能有效地避免第一电子元器件321受到损坏,从而能在降低第一应力释放通道33加工难度的同时,提高第一电子元器件321的可靠性。
第一端口331可以位于第一导热件322的背离第一电子元器件321的一侧。具体的,请参阅图6,第一端口331可以位于第二板面31b。也即是,第一端口331贯穿第二板面31b。这样,在加工过程中,可以自第一电路板31的第二板面31b朝向第一板面31a开孔形成第一应力释放通道33,有利于降低开孔难度。并且,在实施例中,用于与第一电子元器件321电连接的布线层312位于第一正面3211所朝向的一侧,将第一端口331设置于第一导热件322的背离第一电子元器件321的一侧,可以避免第一应力释放通道33对第一电子元器件321的电连接线路造成影响,且能进一步降低第一应力释放通道33加工难度。
可以理解的是,在另一些实施例中,第二端口332也可以延伸至埋入器件32的其他外表面,例如第一导热面3221a。也即是,第二端口332的一部分被第一导热面3221a封堵,第一端口331可以位于第一电路板31的第一板面31a。在此情况下,第一应力释放通道33与布线层312的金属图案层3121间隔开,以避免第一应力释放通道33对布线层312的电信号造成不良影响。示例性的,第一应力释放通道33与金属图案层3121之间的间距可以大于或等于50μm。
在一些实施例中,请参阅图6,第一应力释放通道33的中心轴线O1与第二板面31b垂直。这样,能降低第一应力释放通道33的加工难度。
请继续参阅图6,在一些实施例中,在由第一端口331至第二端口332的方向上,第一应力释放通道33的横截面的面积保持不变。也即是,第一应力释放通道33为等截面通道。在此基础上,第一端口331在参考平面上的正投影可以与第二端口332在参考平面上的正投影重合。这样,能进一步降低第一应力释放通道33的加工难度。
在另一些实施例中,第一应力释放通道33还可以形成为锥形通道。在此情况下,第一端口331的面积可以大于第二端口332的面积,或者,第一端口331的面积也可以小于第二端口332的面积。
请参阅图7,图7为图6所示电路板组件30中的第一应力释放通道33在参考平面上的正投影和第一导热件322在参考平面上的正投影的位置关系示意图。其中,参考平面平行于第二板面31b。具体的,第二端口332在参考平面上的正投影为第一投影,第一导热件322在参考平面上的正投影为第二投影,第一投影一部分位于第二投影内,且第一投影的一部分位于第二投影外。
在一些实施例中,请参阅图7,第一应力释放通道33为多个,多个第一应力释放通道33在第一导热件322的周向上间隔开设置。示例性的,多个第一应力释放通道33在第二导热面3221b的周向上间隔开设置。这样,能提高埋入器件32的整体受力均匀性,且能避免电路板组件30受热膨胀时,基板311内部出现应力集中点,从而能进一步提高第一电子元器件321的可靠性。
在此基础上,为了进一步提高埋入器件32的整体受力均匀性,多个第一应力释放通道33可以在第一导热件322的周向上均匀间隔设置。
进一步的,在一些实施例中,第二导热面3221b的周长为第一长度L1,第二导热面3221b在上述参考平面上的正投影为第三投影。第三投影与所有第一投影均无交叠的部分的长度为第二长度L2,第二长度L2与第一长度L1的比值大于或等于0.2且小于或等于0.8。也即是,L2/ L1大于或等于0.2且小于或等于0.8。示例性的,第二长度L2与第一长度L1的比值可以为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8。这样,可以使得第一应力释放通道33的开孔的面积适中,能在保证基板311的结构强度同时,保证电路板组件30受热过程时,埋入器件32和基板311受热膨胀产生的应力能够得到有效释放。
在一些实施例中,第二端口332的面积大于或等于0.0075mm2且小于或等于3.15mm2。这样,一方面能保证埋入器件32和基板311受热膨胀产生的应力能够得到有效释放,另一方面可以使得第一应力释放通道33的开孔面积适中,能保证基板311的结构强度。
示例性的,第二端口332的面积可以为0.0075mm2、0.008mm2、0.009mm2、0.01mm2、0.05mm2、0.075mm2、0.1mm2、0.2mm2、0.3mm2、0.5mm2、0.8mm2、1.0mm2、1.2mm2、1.5mm2、2mm2、2.5mm2、2.8mm2、3mm2、3.10mm2、3.15mm2等。例如,在图7所示的示例中,第二端口332的形状为圆形,第二端口332的直径可以大于或等于0.1mm且小于或等于2mm。
可以理解的是,在其他实施例中,第二端口332的形状还可以为椭圆性、梯形、正方形、长方形、不规则图形等。第一端口331的形状和大小可以参考第二端口332的形状和大小进行设计,在此不再详细描述。
在上述任一实施例的基础上,为了能进一步提高电路板的散热性能,请参阅图6,第一电路板31上还设有散热孔341,散热孔341的一端位于第一电路板31的外表面、散热孔341的另一端延伸至第一导热件322的外表面。也即是,散热孔341的另一端的至少部分被第一导热件322的外表面所封堵。这样,第一导热件322上热量能经散热孔341向外散发,能提高散热效率,进而能提高电路板组件30的散热性能。
示例性的,请参阅图6,散热孔341的一端贯穿第二板面31b,散热孔341的另一端延伸至凸起部3222的背离支撑部3221的端面。换言之,凸起部3222的背离支撑部3221的端面暴露于散热孔341的另一端的端口。这样,能缩短散热孔341在第一电路板31厚度方向上的尺寸,能降低散热孔341的开孔难度。
散热孔341的数量可以为多个。在一些实施例中,多个散热孔341与多个凸起部3222一一对应。这样,能提高电路板组件30的散热效果。
在此基础上,为了进一步提高电路板组件30的散热效率,请参阅图6,电路板组件30还包括第二导热件342,第二导热件342设置于散热孔341内。在一些实施例中,第二导热件342可以为液态金属(liquid metal)、导热凝胶、固态金属(例如铜、铜合金、铝合金、镁合金、钛合金、不锈钢等)。这样一来,第一电子元器件321产生的热量传递至第一导热件322后,可以经第二导热件342传递至电路板组件30的外部,能有效地提高电路板组件30的散热性能。
在另一些实施例中,请参阅图8-图9,图8为本申请另一些实施例提供的电路板组件30的结构示意图,图9为图8所示电路板组件30的俯视图。其中,图9所示的俯视图是指由第一电路板31的第一板面31a看向第二板面31b的示意图。本实施例中的电路板组件30与图6所示实施例中的电路板组件30的不同之处在于,本实施例中的第一应力释放通道33的位置与图6所示实施例中的第一应力释放通道33的位置不同。
具体的,在该实施例中,第一应力释放通道33的第二端口332延伸至第一电子元器件321的外表面。示例性的,第二端口332可以延伸至第一电子元器件321的第一正面3211。这样,当电路板组件30受热膨胀时,埋入器件32受热膨胀产生的应力以及基板311受热膨胀产生的应力同样能在第一应力释放通道33中得到释放,能减小基板311与埋入器件32之间的作用力,从而能减小第一电子元器件321受到的作用力,降低第一电子元器件321失效的风险。
在此基础上,为了提高埋入器件32的受力均匀性,请参阅图9,多个第一应力释放通道33在第一电子元器件321的周向上间隔开设置。进一步的,多个第一应力释放通道33可以在第一电子元器件321的周向上均匀间隔开设置。
可以理解的是,在其他实施例中,图6所示实施例中的第一应力释放通道33和图8所示实施例中的第一应力释放通道33可以同时存在,也即是,部分第一应力释放通道33的第二端口332延伸至第一导热件322的外表面,部分第一应力释放通道33的第二端口332延伸至第一电子元器件321的外表面。
在又一些实施例中,请参阅图10,图10为本申请又一些实施例提供的电路板组件30的结构示意图。本实施例中的电路板组件30与上述任一实施例中的电路板组件30的不同之处在于,本实施例中的电路板组件30除了包括第一应力释放通道33之外,还包括第二应力释放通道35。
请参阅图10,第二应力释放通道35与第二端口332连通,且第二应力释放通道35位于埋入器件32的周向外侧,埋入器件32的部分外表面形成为第二应力释放通道35的部分内壁面。也即是,第二应力释放通道35的部分内壁面由埋入器件32的外表面构成。埋入器件32的部分外表面暴露于第二应力释放通道35。第二应力释放通道35的截面形状包括但不限于半圆形、半椭圆性、正方形、长方形、不规则图形等。
这样一来,当电路板组件30受热膨胀时,埋入器件32受热膨胀产生的应力以及基板311受热膨胀产生的应力不仅能在第一应力释放通道33中得到释放,还能在第二应力释放通道35中得到释放,能进一步减小基板311与埋入器件32之间的作用力,从而能进一步减小第一电子元器件321受到的作用力,降低第一电子元器件321失效的风险。
在一些实施例中,第二应力释放通道35为盲孔。第二应力释放通道35可以与第一应力释放通道33在同一个加工工序中加工而成。第二应力释放通道35的截面形状和大小可以与第二端口332的第一部分的形状和大小相同。这样,能在减小板与埋入器件32之间的作用力的同时,降低第二应力释放通道35的加工难度。
可以理解的是,在另一些实施例中,第二应力释放通道35也可以为通孔。此时,第二应力释放通道35的两端可以分别与两侧的第一应力释放通道33连通。
请参阅图10,在一些实施例中,第二应力释放通道35可以位于第一导热件322的第二外周面3221c的周向外侧。在此情况下,部分第二外周面3221c形成为第二应力释放通道35的部分内壁面。
另一些实施例中,请参阅图11,图11为本申请另一些实施例提供的电路板组件30的结构示意图。第二应力释放通道35还可以位于第一电子元器件321的第一外周面3213的周向外侧。在此情况下,部分第一外周面3213形成为第二应力释放通道35的部分内壁面。
在又一些实施例中,请参阅图12,图12为本申请又一些实施例提供的电路板组件30的结构示意图。本实施例中的电路板组件30与上述任一实施例中的电路板组件30的不同之处在于,本实施例中的电路板组件30包括第三应力释放通道36。可以理解的是,本实施例中的第三应力释放通道36可以与本申请任一实施例中的电路板组件30相结合。
请参阅图12,第三应力释放通道36位于第一导热件322的周向外侧,且第三应力释放通道36的一端贯穿第一电路板31的外表面,第一导热件322的部分外周面(也即是第二外周面3221c)形成为第三应力释放通道36的部分内壁面。也即是,部分第二外周面3221c暴露于第三应力释放通道36。
这样一来,当电路板组件30受热膨胀时,埋入器件32受热膨胀产生的应力以及基板311受热膨胀产生的应力能在第三应力释放通道36中得到释放,能减小基板311与埋入器件32之间的作用力,从而能减小第一电子元器件321受到的作用力,降低第一电子元器件321失效的风险。
在一些实施例中,请参阅图12,第三应力释放通道36具有第三端口361,第三端口361贯穿第一电路板31的第二板面31b。这样,在加工过程中,可以自第一电路板31的第二板面31b朝向第一板面31a开孔形成第三应力释放通道36。由于布线层312位于第一电子元器件321和第一板面31a之间,将第三端口361设置于第二板面31b,可以避免第三应力释放通道36对布线层312的电信号造成影响,且能降低第三应力释放通道36加工难度。
可以理解的是,在其他实施例中,第三应力释放通道36的第三端口361也可以位于第一板面31a。
图12所示的第三应力释放通道36为盲孔,在另一些实施例中,第三应力释放通道36可以为通孔。此时,第三应力释放通道36的两端可以分别贯穿第一电路板31的第一板面31a和第二板面31b。在其他实施例中,第三应力释放通道36还可以与第二应力释放通道35连通。
请参阅图13,图13为图12所示电路板组件30的仰视图。其中,图13所示的仰视图是图12所示的电路板组件30自第二板面31b看向第一板面31a的示意图。第三应力释放通道36为多个,多个第三应力释放通道36在第一导热件322的周向上间隔开设置。这样,能提高埋入器件32的整体受力均匀性,且能避免电路板组件30受热膨胀时,基板311内部出现应力集中点,从而能进一步提高第一电子元器件321的可靠性。
在此基础上,为了进一步提高埋入器件32的整体受力均匀性,多个第三应力释放通道36可以在第一导热件322的周向上均匀间隔设置。
第三应力释放通道36的截面形状包括但不限于半圆形、半椭圆性、梯形、正方形、长方形、不规则图形等。
在又一些实施例中,请参阅图14-图15,图14为本申请又一些实施例提供的电路板组件30的结构示意图,图15为图14所示电路板组件30的仰视图。本实施例中的电路板组件30与上述任一实施例中的电路板组件30的不同之处在于,本实施例中的电路板组件30包括第四应力释放通道37。可以理解的是,本实施例中的第四应力释放通道37可以与本申请任一实施例中的电路板组件30相结合。
请参阅图14-图15,第四应力释放通道37位于第一电子元器件321的周向外侧,且第四应力释放通道37的一端贯穿第一电路板31的第一板面31a。第一电子元器件321的部分第一外周面3213形成为第四应力释放通道37的部分内壁面。也即是,部分第一外周面3213暴露于第四应力释放通道37。
这样一来,当电路板组件30受热膨胀时,埋入器件32受热膨胀产生的应力以及基板311受热膨胀产生的应力能在第四应力释放通道37中得到释放,能减小基板311与埋入器件32之间的作用力,从而能减小第一电子元器件321受到的作用力,降低第一电子元器件321失效的风险。
在一些实施例中,请参阅图15,第四应力释放通道37为多个,多个第四应力释放通道37在第一电子元器件321的周向上间隔开设置。示例性的,多个第四应力释放通道37可以在第一电子元器件321的周向上均匀间隔设置。这样,能提高埋入器件32的整体受力均匀性,且能避免电路板组件30受热膨胀时,基板311内部出现应力集中点,从而能进一步提高第一电子元器件321的可靠性。
第四应力释放通道37的截面形状包括但不限于半圆形、半椭圆性、梯形、正方形、长方形、不规则图形等。
在又一些实施例中,请参阅图16,图16为本申请又一些实施例提供的电路板组件30的结构示意图。本实施例中的电路板组件30与上述任一实施例中的电路板组件30的不同之处在于,本实施例中电路板组件30的埋入器件32除了包括第一电子元器件321和第一导热件322之外,还包括第二电子元器件324。可以理解的是,本实施例中的第二电子元器件324可以与上述任一实施例中的电路板组件30相结合。
请参阅图16,第二电子元器件324与第一电子元器件321相对地设置在第一导热件322的两侧。第二电子元器件324连接第一导热件322的方式与第一电子元器件321连接第一导热件322的方式相同,在此不再详细描述。
这样一来,通过在第一导热件322的两侧分别设置第一电子元器件321和第二电子元器件324,一方面,第一电子元器件321产生的热量和第二电子元器件324产生的热量均能通过第一导热件322向外散发,能有效地提高第一电子元器件321和第二电子元器件324的散热性能,降低第一电子元器件321和第二电子元器件324的温度,提高第一电子元器件321和第二电子元器件324的可靠性;另一方面,能提高电路板组件30中电子元器件的布局密度,有利于实现电路板组件30的轻薄化设计。
在此基础上,请参阅图16,基板311除了第一表面3111设有布线层312之外,基板311的第二表面3112也设有布线层312。第二电子元器件324可以与第二表面3112上的布线层312电连接。这样,便于实现第二电子元器件324与外部电路的电连接。
在又一些实施例中,请参阅图17-图18,图17为本申请又一些实施例提供的电路板组件30的结构示意图,图18为图17所示电路板组件30中埋入器件32的俯视图。图18所示的俯视图是指自埋入器件32的第一电子元器件321看向第一导热件322的示意图。本实施例中的电路板组件30与上述任一实施例中的电路板组件30的不同之处在于,本实施例中电路板组件30的埋入器件32除了包括第一电子元器件321和第一导热件322之外,还包括第三电子元器件325。第三电子元器件325包括但不限于电阻、电容、电感、电位器等。
可以理解的是,本实施例中的第三电子元器件325可以与上述任一实施例中的电路板组件30相结合。
请参阅图17,第三电子元器件325连接于第一导热件322,且第三电子元器件325与第一电子元器件321位于第一导热件322的同一侧。第三电子元器件325可以与布线层312电连接。这样一来,第一电子元器件321产生的热量和第三电子元器件325产生的热量均能通过第一导热件322向外散发,能有效地提高第一电子元器件321和第三电子元器件325的散热性能,降低第一电子元器件321和第三电子元器件325的温度,提高第一电子元器件321和第三电子元器件325的可靠性;另一方面,能提高电路板组件30中电子元器件的布局密度,有利于实现电路板组件30的轻薄化设计。
为了避免第一电子元器件321和第三电子元器件325之间发生短路、产生信号干扰等,第一导热件322的外表面上可以设置绝缘层。绝缘层可以设置于第一导热件322的朝向第一电子元器件321和第三电子元器件325的表面,也可以设置于第一导热件322的整个外表面。示例性的,第一导热件322可以选用碳纤维件。这样,可以在保证第一导热件322绝缘性能的同时,降低埋入器件32的重量。
在一些实施例中,第一导热件322上可以设有第三焊盘,第三电子元器件325可以焊接连接于第三焊盘。其中,第三焊盘可以通过激光直接成型技术(laser directstructuring,LDS)形成在第一导热件322上。
在一些实施例中,请参阅图18,第三电子元器件325可以为多个,多个第三电子元器件325间隔开设置。可以理解的是,在其他实施例中,第一导热件322的背离第一电子元器件321的一侧,也可以设置第三电子元器件325。
在上述任一实施例的基础上,请参阅图18,第一应力释放通道33的第二端口332可以延伸至第三电子元器件325的外表面。
为了能更合理地利用电子设备100的内部空间,在电子设备100有限的空间内布置更多的电子元器件,请参阅图19,图19为本申请一些实施例提供的电路板堆叠结构60的示意图。电路板堆叠结构60包括电路板组件30和第二电路板61。其中,电路板组件30可以为上述任一实施例中的电路板组件30。
具体的,请参阅图19,第二电路板61包括相背对的第一承载面611和第二承载面612。第一承载面611和第二承载面612可以用于布置电子元器件。具体的,第二电路板61的厚度方向与Z轴方向平行,第一承载面611和第二承载面612在Z轴方向上相背对。第二电路板61可以为印制电路板(printed circuit board,PCB)、柔性电路板(flexible printedcircuit,FPC)等。
在一些应用场景中,请参阅图20,图20为图19所示电路板堆叠结构60中第二电路板61的结构示意图。第二电路板61上设有避让孔614,该避让孔614可以用于避让功能器件。功能器件包括但不限于摄像头模组40、扬声器模组等。在该实施例中,以功能器件为摄像头模组40为例进行说明,但这不能理解为对本申请实施例的限制。
具体的,请参阅图20,避让孔614形成为贯通孔,避让孔614的两端分别贯穿第一承载面611和第二承载面612。避让孔614的外轮廓形状可以为长方形、正方形、圆形、椭圆形、多边形、异形等,在此不做具体限定。另外,避让孔614的数量可以根据实际需求进行设计。例如,在图20所示的示例中,避让孔614的数量为三个。在另一些实施例中,避让孔614的数量还可以为一个、两个或者三个以上。或者,在其他实施例中,第一电路板31上还可以不设置避让孔614。
请参阅图21,图21为图19所示电路板堆叠结构60与摄像头模组40的装配示意图。摄像头模组40等功能器件的至少部分位于避让孔614内。具体的,可以将摄像头模组40的一部分设置于避让孔614内,或者也可以将整个摄像头模组40均设置于避让孔614内。示例性的,在该实施例中,摄像头模组40的两端分别延伸至第一承载面611和第二承载面612的外侧。也即是,摄像头模组40的一端位于第一承载面611的背离第二承载面612的一侧。摄像头模组40的另一端位于第二承载面612的背离第一承载面611的一侧。这样一来,可以减小摄像头模组40凸出于第二电路板61的尺寸,从而能够减小该摄像头模组40与电路板堆叠结构60的叠加厚度,有利于减小电子设备100的厚度。
请参阅图19和图21,第二电路板61与第一电路板31层叠设置。第二电路板61与第一电路板31电连接。这样,第一电路板31上的电子元器件和第二电路板61上的电子元器件可以实现信号互连。在一些实施例中,第二电路板61可以为主板,第一电路板31可以为小板或架高板。
具体的,请参阅图21,第一电路板31层叠设置于第一承载面611,第一电路板31的第一板面31a可以朝向第一承载面611。第一电路板31跨设于避让孔614。也即是,第一电路板31在第一承载面611上的正投影与避让孔614有交叠。这样一来,一方面,可以将部分电子元器件集成在第一电路板31上,弥补第二电路板61因设置避让孔614而减小的布局面积,能够在不增大电路板堆叠结构60所占平面面积的基础上,增加电路板堆叠结构60的有效布局面积,进而能将更多的电子元器件集成在电路板堆叠结构60上,使得电子设备100的功能更加丰富。
在一些实施例中,请参阅图21并结合图22,图22为图21所示电路板堆叠结构60中电路板组件30的俯视图。第一电路板31上设有第一焊盘313,第一焊盘313与布线层312电连接。第一电路板31可以借助第一焊盘313实现与外部电路的电连接。在一些实施例中,该第一电路板31整体可看做栅格阵列封装(land grid array,LGA)。
请参阅图21,第二电路板61的第一承载面611上设有第二焊盘613,第二焊盘613可以位于避让孔614的外周。第一焊盘313可以焊接连接于第二焊盘613以实现第一电路板31和第二电路板61的固定连接和电连接。
由于第一焊盘313位于避让孔614的外周,为了提高第一焊盘313和第二焊盘613之间的连接可靠性,降低第一电路板31和第二电路板61之间的焊点出现开裂的风险,请参阅图21,摄像头模组40与第一电路板31间隔开设置。这样,在电子设备100跌落或者受到碰撞时,摄像头模组40产生的应力冲击不会直接作用于电路板组件30,有利于减小电路板组件30受到的应力冲击,从而能降低第一电路板31和第二电路板61之间的焊点出现开裂的风险,有利于提高第一电路板31和第二电路板61之间的连接可靠性。
在一些实施例中,为了提高第一电路板31与第二电路板61之间的连接强度,在装配第一电路板31与第二电路板61时,还可以在第一电路板31和第二电路板61之间的焊点周围进行点胶处理。
在上述任一实施例的基础上,请参阅图21,电路板堆叠结构60还包括加强支架62,加强支架62固定连接于第二电路板61。具体的,加强支架62的至少部分位于避让孔614内,且加强支架62与第一电路板31间隔开设置。这样一来,一方面,可以通过加强支架62将摄像头模组40等功能器件与第一电路板31隔开,避免第一电路板31与摄像头模组40直接接触,从而能进一步减小第一电路板31在电子设备100跌落或者受到碰撞时受到的应力冲击力,提高第一电路板31和第二电路板61之间的连接可靠性;另一方面,加强支架62还能起到提高第二电路板61整体结构强度的作用,有利于提高电路板组件30的整体结构强度。
请参阅图23,图23为图21所示装配示意图中加强支架62的立体结构示意图。加强支架62包括顶板621、第一侧板622、第二侧板623、第一翻边624和第二翻边625,第一侧板622和第二侧板623均固定连接于顶板621,且第一侧板622和第二侧板623相对设置。第一侧板622和第二侧板623可以位于顶板621的背离电路板组件30的一侧。其中,顶板621、第一侧板622和第二侧板623均与电路板组件30间隔开设置。
第一翻边624固定连接于第一侧板622,且第一翻边624位于第一侧板622的背离第二侧板623的一侧。第二翻边625固定连接于第二侧板623,且第二翻边625固定连接于第二侧板623的背离第一侧板622的一侧。
请参阅图21,加强支架62可以借助第一翻边624和第二翻边625固定连接于第二电路板61。示例性的,第一翻边624和第二翻边625可以通过胶粘、焊接、卡接、螺钉连接等方式固定连接于第二电路板61的第二承载面612。
在另一些实施例中,加强支架62除了包括第一侧板622和第二侧板623之外,还可以包括第三侧板和第四侧板,第三侧板和第四侧板相对设置。第一侧板、第三侧板、第二侧板和第四侧板可以依次相接围成环形的侧围板。这样,能提升加强支架的加强作用,有利于提高电路板堆叠结构60的结构强度。
在一些实施例中,加强支架62为金属件。也即是,加强支架62的材质为金属。示例性的,加强支架62的材质包括但不限于不锈钢、铝合金、铜、铜合金等。这样,能在提高加强支架62的结构强度的同时,减小加强支架62的厚度,从而有利于减小电路板组件30的整体体积。
在一些实施例中,请继续参阅图21,电路板堆叠结构60包括第四电子元器件63,第四电子元器件63设置于第一承载面611。第四电子元器件63电连接于第二电路板61。具体的,第四电子元器件63与第一承载面611可以通过焊接、粘接等方式连接。
第四电子元器件63可以为第一承载面611上凸出于第一承载面611的尺寸最大的电子元器件。也即是,当第一承载面611上设有多个电子元器件时,多个电子元器件中凸出于第一承载面611的尺寸最大的电子元器件即为第四电子元器件63。当第一承载面611上仅设有一个电子元器件时,该电子元器件即为第四电子元器件63。
请参阅图21,第四电子元器件63背离第一承载面611的表面与第一承载面611之间的间距为第一尺寸h1,第一电路板31背离第一承载面611的表面与第一承载面611之间的间距为第二尺寸h2,第二尺寸h2小于或等于第一尺寸h1。这样一来,将第一电路板31层叠设置于第二电路板61后,不会影响电路板堆叠结构60的最大高度,从而能在不增大电路板堆叠结构60的整体高度的同时,增加电路板堆叠结构60上电子元器件的布局数量。
在另一些实施例中,请参阅图24,图24为本申请另一些实施例提供的电路板堆叠结构60的示意图。本实施例中的电路板堆叠结构60与图21所示的电路板堆叠结构60的不同之处在于,本实施例中的电路板组件30上设有避让凹槽38,避让凹槽38由第一电路板31的第一板面31a朝向第二板面31b凹入。加强支架62的一部分可以位于该避让凹槽38内。这样,能进一步减小摄像头模组40与电路板组件30在Z轴方向上的叠加尺寸。
具体的,请参阅图24,避让凹槽38包括朝向第二电路板61的槽底壁381,顶板621可以与槽底壁381相对且间隔开设置。
可以理解的是,当电路板堆叠结构60不包括上述的加强支架62时,可以将摄像头模组40等功能配件的一部分设置于避让凹槽38内,以减小摄像头模组40与电路板组件30在Z轴方向上的叠加尺寸。
请参阅图25,图25为本申请又一些实施例提供的电路板堆叠结构60的示意图。本实施例中的电路板堆叠结构60与图24所示的电路板堆叠结构60的不同之处在于,本实施例中的加强支架62固定连接于避让凹槽38的槽底壁381,且加强支架62固定连接于第二电路板61的第一承载面611上。
具体的,在该实施例中,加强支架62的顶板621可以固定连接于避让凹槽38的槽底壁381,加强支架62的第一翻边624和第二翻边625固定连接于第一承载面611。示例性的,第一翻边624和第二翻边625可以通过胶粘、焊接、卡接、螺钉连接等方式固定连接于第一承载面611。这样,能增加电路板组件30与第二电路板61之间的连接点,从而能提高电路板组件30与第二电路板61之间的连接可靠性,降低电路板组件30与第二电路板61之间的焊点开裂失效的概率。
可以理解的是,在其他实施例中,加强支架62还可以不包括第一翻边624和第二翻边625,在此情况下,加强支架62可以借助第一侧板622和第二侧板623固定连接于第一承载面611。
请参阅图26,图26为本申请又一些实施例提供的电路板堆叠结构60的示意图。电路板堆叠结构60还包括屏蔽罩64,电路板组件30的至少部分位于屏蔽罩64内。屏蔽罩64用于减小电路板组件30中的电子元器件受到的电磁干扰。
在此基础上,为了提高电路板堆叠结构60的整体散热性能,电路板堆叠结构60还包括第一散热片391,第一散热片391设置于第一电路板31的外表面,示例性的,第一散热片391可以设置于第一电路板31的背离第二电路板61的一侧表面。第一散热片391可以与屏蔽罩64热传导连接。这样一来,电路板组件30上的热量可以通过第一散热片391传递至屏蔽罩64,并经屏蔽罩64向外散发,能增大散热面积,从而能有效地提高电路板组件30的散热效率。
在一些实施例中,第一散热片391与第一导热件322热传导连接。示例性的,第一散热片391可以借助第二导热件342与第一导热件322热传导连接。这样,第一导热件322上的热量可以经第二导热件342传递至第一散热片391,并经第一散热片391向外散发,能提高电路板组件30的散热性能。
在一些实施例中,第一散热片391为金属件。示例性的,第一散热片391可以为铜片、不锈钢片、铜合金片、镁合金片、铝合金片等。在另一些实施例中,第一散热片391还可以为石墨片。这些材料的导热性能好,且厚度小,能在提高电路板组件30的散热效率的同时,减小电子设备100的整体厚度。
在一些实施例中,为了提高第一电路板31与第一散热片391之间的热传导效率,请参阅图26,第一散热片391与第一电路板31之间设有第一界面导热材料392。其中,界面导热材料(thermal interface materials,TIM)是一种普遍用于IC封装和电子散热的材料,主要用于填补两种材料接合或接触时产生的微空隙和表面凹凸不平的孔洞,减少传热热阻,提高散热性能。界面导热材料可以为导热凝胶、导热垫片、导热膜等。示例性的,第一界面导热材料392可以为铟基合金导热垫片、石墨烯导热膜/垫片、碳纤维导热垫片、导热凝胶等。
请继续参阅图26,在一些实施例中,第一散热片391与屏蔽罩64之间设有第二界面导热材料65。示例性的,第二界面导热材料65可以为铟基合金导热垫片、石墨烯导热膜/垫片、碳纤维导热垫片、导热凝胶等。这样,能提高第一散热片391与屏蔽罩64之间的热传导效率,使得电路板组件30的热量能经第一散热片391快速地向外散发,能提高电路板组件30的散热效率。
在一些实施例中,请参阅图26,第四电子元器件63的背离第二电路板61的一侧设有第二散热片66,第二散热片66与屏蔽罩64连接。这样,第四电子元器件63产生的热量可以经第二散热片66传递至屏蔽罩64,并经屏蔽罩64快速地向外散发,能降低第四电子元器件63的温度,提高第四电子元器件63的可靠性。
第二散热片66的结构、材质可以与第一散热片391相同,在此不再赘述。
进一步的,为了提高第二散热片66与第四电子元器件63之间的热传导效率,请参阅图24,第二散热片66与第四电子元器件63之间设有第三界面导热材料67。第三界面导热材料67可以为铟基合金导热垫片、石墨烯导热膜/垫片、碳纤维导热垫片、导热凝胶等。
请参阅图27,图27为图26所示的电路板堆叠结构60在电子设备100内的装配示意图。电路板堆叠结构60可以固定连接于中板23。具体的,电路板堆叠结构60可以借助第二电路板61固定连接于中板23的朝向背盖21的一侧。示例性的,第二电路板61可以通过螺钉、焊接、粘接、卡接等方式固定连接于中板23。
在一些实施例中,请参阅图27,中板23上设有朝向背离背盖21的方向凹陷的沉槽232,电路板组件30可以设置于该沉槽232内。这样,可以减小电路板堆叠结构60与中板23的叠加尺寸,有利于减小电子设备100的整体厚度。
为了进一步提高电路板堆叠结构60的整体散热性能,请继续参阅图27,屏蔽罩64与中板23之间设有第四界面导热材料69。具体的,第四界面导热材料69可以设置于沉槽232的底壁面与屏蔽罩64之间。第四界面导热材料69可以为铟基合金导热垫片、石墨烯导热膜/垫片、碳纤维导热垫片、导热凝胶等。
在又一些实施例中,请参阅图28,图28为本申请又一些实施例提供的电路板堆叠结构60的示意图。本实施例中的电路板堆叠结构60除了包括第二电路板61、电路板组件30之外,还包括第三电路板68。其中,电路板组件30为上述任一实施例中的电路板组件30。
请参阅图28,第三电路板68为框架板,第三电路板68连接于第二电路板61和第一电路板31之间,用于实现第二电路板61和第一电路板31之间的电连接。在此情况下,第二电路板61上可以设有上述的避让孔614,也可以不设置避让孔614。
这样,第一电路板31的两侧表面以及第二电路板61的两侧表面均能用于布置电子元器件,能增加电路板堆叠结构60的有效布局面积,进而能将更多的电子元器件集成在电路板堆叠结构60上,使得电子设备100的功能更加丰富。
可以理解的是,在其他实施例中,第三电路板68也可以层叠设置于电路板组件30的背离第二电路板61的一侧。在此情况下,电路板组件30可以为框架板。这样,同样能增加电路板堆叠结构60的有效布局面积,进而能将更多的电子元器件集成在电路板堆叠结构60上,使得电子设备100的功能更加丰富。
下面描述电路板组件30的加工方法。请参阅图29,图29为本申请一些实施例提供的电路板组件30的加工方法的流程示意图。本实施例中的电路板组件30可以为上述任一实施例中的电路板组件30。
具体的,电路板组件30的加工方法包括:
步骤S100:提供埋入器件32。
请参阅图29,在该实施例中,埋入器件32包括第一导热件322和第一电子元器件321,在装配时,可以先将第一导热件322固定连接于第一电子元器件321,使埋入器件32形成为一个结构件整体。
步骤S200:提供基板坯件301,该基板坯件301上具有安装腔C,安装腔C具有第一敞开口C1,第一敞开口C1贯穿基板坯件301的一侧表面。埋入器件32可以自第一敞开口C1装配至安装腔C内。
在一些实施例中,请参阅图29,安装腔C还具有第二敞开口C2,第二敞开口C2贯穿基板311的另一侧表面。在此情况下,安装腔C形成为两侧敞开的贯穿孔结构。这样,有利于减小电路板组件30的整体厚度。
可以理解的是,在其他实施例中,安装腔C也可以不包括上述的第二敞开口C2,此时,安装腔C形成为槽体结构。
基板坯件301的厚度可以根据埋入器件32的尺寸、形状、位置及连接方式进行合理设计。基板坯件301的厚度t2大于或等于埋入器件32的厚度。在一些实施例中,基板坯件301的厚度t2可以大于或等于60μm且小于或等于500μm。示例性的,基板坯件301的厚度t2可以为60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、120μm、150μm、180μm、200μm、220μm、250μm、280μm、300μm、400μm、500μm等。
在一些实施例中,基板坯件301的材质可以与基板311的材质相同。在另一些实施例中,基板坯件301可以为覆铜板。当基板311为覆铜板时,基板坯件301包括绝缘板以及覆盖在绝缘板上的铜箔,绝缘板由纸基板、玻纤布基板、合成纤维布基板、无纺布基板、复合基板等材料浸以树脂,制成粘结片,由多张粘结片组合制成,在制作好的绝缘板单面或双面覆以铜箔,再进行热压固化以制成覆铜板。
步骤S300:将埋入器件32装配至安装腔C。
由于本实施例中的安装腔C形成为贯穿孔结构,为了便于埋入器件32的定位和装配,请参阅图27,在装配时,可以在基板坯件301上覆盖承载膜302,通过承载膜302承载埋入器件32。具体的,埋入器件32可以通过导电胶等粘接在承载膜302上。这样,可以提高埋入器件32的定位精度,且可以避免埋入器件32在后续工序中发生移动。
为了避免第一电子元器件321在装配过程中受损,在将埋入器件32放入安装腔C内时,可以将第一导热件322朝向承载膜302。埋入器件32可以借助第一导热件322实现与承载膜302的相对固定。
在一些实施例中,请参阅图29,安装腔C的内壁面与埋入器件32的外周面之间的最小间距d6大于或等于20μm且小于或等于200μm。示例性的,安装腔C的内壁面与埋入器件32的外周面之间的最小间距d6可以为20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm等。这样,可以降低埋入器件32的装配难度,且可以避免装配过程中第一电子元器件321与安装腔C的内壁面发生剐蹭,能有效地保护第一电子元器件321,提高第一电子元器件321的可靠性。
在一些实施例中,第一电子元器件321与第一敞开口C1之间的间距d5大于或等于8μm且小于或等于120μm。示例性的,第一电子元器件321与第一敞开口C1之间的间距d5可以为8μm、10μm、12μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、60μm、70μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm、115μm、120μm等。这样,能避免第一电子元器件321外露,从而能避免第一电子元器件321在后续加工工序中受损。
为了提高电路板组件30的可靠性,在将埋入器件32放入安装腔C前,需对埋入器件32中的电子元器件进行性能测试,确保电子元器件的电路性能、信号完整性等指标符合设计要求。
请继续参阅图27,电路板组件30的加工方法还包括步骤S400:提供第一层压板303,第一层压板303包括第一半固化片303a和第一铜箔层303b,将第一层压板303压合在基板坯件301的一侧表面,使第一半固化片303a中的部分树脂填充至安装腔C内。第一半固化片303a可以为无玻纤树脂。
在此情况下,为了提高树脂填充的均匀性,第一导热件322上设有贯穿的流胶孔305。流胶孔305贯穿第一导热面3221a和第二导热面3221b,且流胶孔在第一导热面3221a上的正投影与埋入器件32中的所有电子元器件在第一导热面3221a上的正投影均无交叠。
具体的,在压合过程中,可以通过预压工艺,使得第一半固化片303a中的部分树脂渗透至安装腔C和埋入器件32之间的缝隙中,再利用本压工艺,固化第一半固化片303a和缝隙中的树脂,使得埋入器件32被固定于安装腔C中。其中,预压工艺的层压温度较低,较低的层压温度促使树脂从半固化态转变为液态并从增强材料中渗出流入缝隙。本压工艺的层压温度较高,较高的层压温度可以促使树脂固化,实现埋入器件32和基板坯件301的固定连接,以及第一半固化片303a的固化成型。
第一半固化片303a固化至基板坯件301上后,第一半固化片303a和基板坯件301融为一体,构成基板311的一部分。第一铜箔层303b可以用于加工布线层312。
在一些实施例中,第一半固化片303a中的树脂包括环氧树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂(bismaleimide triazine,BT)、热固性聚苯醚树脂(polyphenylene ether,PPE)、聚酰亚胺树脂(polyimide,PI)中的至少一种。
第一半固化片303a厚度大于或等于60μm且小于或等于80μm,第一铜箔层303b的厚度约为12μm。
在一些实施例中,第一层压板303为附树脂铜皮(resin coated copper,RCC)。该附树脂铜皮中的树脂可以为单层单阶树脂,也可以为双层双阶树脂。单层单阶树脂的结构简单,成本低,有利于降低电路板的成本。双层双阶树脂中两层树脂厚度可以相同,也可以不同。另外,双层双阶树脂中两种树脂的半固化度不同,设计自由度较大,有利于提高电路板组件30的性能。
RCC具有如下几方面的优点:第一,RCC中不含玻璃纤维等增强材料,结构均一,质量轻,介电性能更好,有利于电路板的轻量化及信号传输的高频化与数字信号的高速处理。第二,消除了增强纤维织纹影响,铜箔表面更平整,有利于制造更精细线路。第三,由于玻璃纤维增强材料在红外激光光波区光吸收太低,使得通常的二氧化碳等红外激光难以有效地对常规的粘结片烧孔,而RCC 作为多层电路板的绝缘介质层适合激光和等离子体高效制造微孔的工艺。第四,与制造多层板用的其他绝缘介质层材料工艺相比,RCC产品种类多,可以适应各种性能要求,且铜箔剥离强度高,可以提高的可靠性。
可以理解的是,在其他实施例中,第一层压板303也可以为涂胶铜箔(adhesivecoated copperfoil,ACC)。
为了提高基板坯件301两侧受力的均衡性,以防止电路板组件30在制备过程中发生翘曲,在基板坯件301的一侧表面压合第一层压板303时,可以在基板坯件301的另一侧表面也同时压合第一层压板303。具体的,在基板坯件301的另一侧表面压合第一层压板303之前,可以先将承载膜302去除。
步骤S500:在基板311上形成布线层312,并将第一电子元器件321电连接于布线层312,得到电路板坯件。
当布线层312包括一层金属图案层3121时,可以通过曝光、显影、蚀刻等工序在第一铜箔层303b上形成电路图案。具体的,在加工过程中,可以在第一铜箔层303b上涂抹光敏材料,然后蚀刻掉多余的铜箔,形成电路图案,以形成金属图案层3121。然后,通过机械钻孔或者激光开孔的方式在第一铜箔层303b和基板311上开设第一孔部,并在第一孔部内设置导电连接件,第一电子元器件321与金属图案层3121通过导电连接件电连接。在一些实施例中,导电连接件可以为通过电镀工艺形成在第一孔部内的电镀金属层。示例性的,该电镀金属层为电镀铜层等。
当布线层312包括多层金属图案层3121时,可以依次在第一层压板303的背离基板311的一侧压合第二层压板,并在第二层压板上形成布线层312的金属图案层3121。第二层压板的结构与第一层压板303的结构相同,第二层压板的压合方式与第一层压板303的压合方式相同,第二层压板上的金属图案层3121的加工方法与第一层压板303上的金属图案层3121的加工方法相同,在此不再详细描述。
同样的,在基板311的一侧表面压合第二层压板时,可以在基板311的另一侧表面同时压合第二层压板,以提高基板坯件301两侧受力的均衡性,防止电路板在制备过程中发生翘。
步骤S600:在第一电路板31坯件上开设应力释放通道。
应力释放通道可以通过机械钻孔或者激光开孔的方式形成于电路板坯件。
具体的,应力释放通道可以包括上述实施例中的第一应力释放通道33、第三应力释放通道36、第四应力释放通道37中的至少一种。其中,当应力释放通道包括第一应力释放通道33时,应力释放通道还可以包括第二应力释放通道35。
另外,当布线层312的层数较多时,还可以在压合一部分第二层压板后,即开设应力释放通道。当第一电路板31坯件的厚度达到0.2mm以上时,可以在每次压合一层第二层压板之前均开设一次应力释放通道。这样,可以避免第一电子元器件321因在压合过程中受到的热应力过大而开裂失效。
步骤S700:在第一电路板31坯件上开设散热孔341,得到电路板组件30。
应力释放通道可以通过机械钻孔或者激光开孔的方式形成于第一电路板31坯件。
步骤S800:在电路板组件30上形成避让凹槽38。避让凹槽38可以采用开盖或者控深铣刀方式实现。
可以理解的是,在其他实施例中,电路板组件30的加工方法也可以不包括上述的步骤S700和步骤S800中的至少一个。另外,本申请各实施例中的加工方法对各步骤的加工顺序不做限定。
请参阅图30,图30为本申请另一些实施例提供的电路板组件30的加工方法的流程示意图。本实施例中的加工方法与图29所示实施例中的加工方法的不同之处在于,本实施例中基板坯件301的结构与图29所示实施例中的基板坯件301的结构不同。
具体的,电路板组件30的加工方法包括:
步骤S100:提供埋入器件32。
请参阅图30,在该实施例中,埋入器件32包括第一导热件322、第一电子元器件321和第二电子元器件324,第一电子元器件321和第二电子元器件324分别固定连接于第一导热件322的相对两侧。
步骤S200:提供基板坯件301,该基板坯件301上具有安装腔C,安装腔C具有第一敞开口C1,第一敞开口C1贯穿基板坯件301的一侧表面。安装腔C的内壁面上设有支撑台阶304。
步骤S300:将埋入器件32的第一导热件322支撑于支撑台阶304,并使得背离第一敞开口C1的电子元器件(也即是第二电子元器件324)悬空设置。这样,可以为了避免埋入器件32中的电子元器件在装配过程中受损。
具体的,在一些实施例中,请参阅图30,支撑台阶304包括相背对的支撑面304a和底面304b,第一导热件322支撑于支撑面304a,第二电子元器件324位于支撑面304a和底面304b之间,第二电子元器件324与支撑台阶304的底面304b之间的间距大于或等于8μm且小于或等于30μm。示例性的,第二电子元器件324与支撑台阶304的底面304b之间的间距可以为8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、25μm、28μm、30μm等。
进一步的,第二电子元器件324与第一敞开口C1之间的间距可以大于或等于8μm且小于或等于120μm。这样,能避免第二电子元器件324外露,从而能避免第二电子元器件324在后续加工工序中受损。
步骤S400:提供第一层压板303,第一层压板303包括第一半固化片303a和第一铜箔层303b,将第一层压板303压合在基板坯件301的两侧表面,使第一半固化片303a中的部分树脂和第二半固化片中的部分树脂填充至安装腔C内。
步骤S500:在基板311的两侧表面上分别形成布线层312,并将第一电子元器件321和第二电子元器件324电连接于布线层312,得到电路板坯件。
步骤S600:在电路板坯件上开设应力释放通道,得到电路板组件30。
本申请实施例中的电路板组件30的加工方法还可以包括图29所示实施例中的步骤S700和步骤S800,在此不再详细描述。
请参阅图31,图31为本申请又一些实施例提供的电路板组件30的加工方法的流程示意图。本实施例中的加工方法与图30所示实施例中的加工方法的不同之处在于,本实施例中埋入器件32的结构与图30所示实施例中的埋入器件32的结构不同。
具体的,电路板组件30的加工方法包括:
步骤S100:提供埋入器件32。
请参阅图31,在该实施例中,埋入器件32包括第一导热件322、第一电子元器件321、第二电子元器件324和第三电子元器件325,第一电子元器件321和第二电子元器件324分别固定连接于第一导热件322的相对两侧,第三电子元器件325与第一电子元器件321位于第一导热件322的同一侧。
步骤S200:提供基板坯件301,该基板坯件301上具有安装腔C,安装腔C具有第一敞开口C1,第一敞开口C1贯穿基板坯件301的一侧表面。安装腔C的内壁面上设有支撑台阶304。为了避免第一电子元器件321与第三电子元器件325之间发生短路,第一导热件322可以选用碳纤维件。
本申请实施例中加工方法的其他步骤均可以与图30所示实施例中的加工方法相同,在此不再详细描述。
本申请实施例中的电路板堆叠结构60,采用上述的电路板组件30,能增大电路板堆叠结构60的布局密度,达到减小电路板堆叠结构60的尺寸,降低整体高度,提升信号完整性等目的,实现高密度互连和布局。并且将第一电子元器件321等电子元器件埋入第一电路板31后,能在提高第一电子元器件321等电子元器件的可靠性的同时,节省5%~8%的布局面积。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (23)
1.一种电路板组件,其特征在于,包括:
第一电路板,所述第一电路板包括基板和布线层,所述布线层设置于所述基板的至少一侧表面;
埋入器件,所述埋入器件埋设于所述基板内,所述埋入器件包括第一电子元器件和第一导热件,所述第一电子元器件固定连接于所述第一导热件,且所述第一电子元器件与所述布线层电连接;
应力释放通道,所述应力释放通道包括第一应力释放通道、第三应力释放通道、第四应力释放通道中的至少一种;其中,所述第一应力释放通道包括第一端口和第二端口,所述第一端口贯穿所述第一电路板的外表面,所述第二端口延伸至所述埋入器件的外表面,所述第二端口的一部分被所述埋入器件的外表面封堵,且所述第二端口被所述埋入器件的外表面所封堵的面积小于所述第二端口的面积;所述第三应力释放通道的一端贯穿所述第一电路板的外表面,所述第三应力释放通道位于所述第一导热件的周向外侧,且所述第一导热件的部分外周面形成为所述第三应力释放通道的内壁面;所述第四应力释放通道的一端贯穿所述第一电路板的外表面,所述第四应力释放通道位于所述第一电子元器件的周向外侧,且所述第一电子元器件的部分外周面形成为所述第四应力释放通道的内壁面。
2.根据权利要求1所述的电路板组件,其特征在于,所述第二端口的面积为第一面积,所述第二端口被所述埋入器件的外表面所封堵的部分的面积为第二面积,所述第二面积与所述第一面积的比值大于或等于0.3且小于或等于0.7。
3.根据权利要求1所述的电路板组件,其特征在于,所述第二端口延伸至所述第一导热件的外表面。
4.根据权利要求3所述的电路板组件,其特征在于,所述第一端口位于所述第一导热件的背离所述第一电子元器件的一侧。
5.根据权利要求3所述的电路板组件,其特征在于,所述第一应力释放通道为多个,多个所述第一应力释放通道在所述第一导热件的周向上间隔设置。
6.根据权利要求1所述的电路板组件,其特征在于,所述第一电路板上还设有第二应力释放通道,所述第二应力释放通道位于所述埋入器件的周向外侧且与所述第二端口连通,所述埋入器件的部分外表面形成为第二应力释放通道的内壁面。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述第一导热件包括第一导热面和第二外周面,所述第一电子元器件固定连接于所述第一导热面,所述第二外周面环绕在所述第一导热面的外周;
所述第三应力释放通道位于所述第二外周面的周向外侧,且部分所述第二外周面形成为所述第三应力释放通道的内壁面。
8.根据权利要求7所述的电路板组件,其特征在于,所述第三应力释放通道包括第三端口,所述第三端口贯穿所述第一电路板的外表面,且所述第三端口位于所述第一导热件的背离所述第一电子元器件的一侧。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述第一导热件包括:
支撑部,所述第一电子元器件固定连接于所述支撑部;
多个凸起部,多个所述凸起部间隔开地设置于所述支撑部的背离所述第一电子元器件的一侧表面。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的电路板组件,其特征在于,还包括散热孔,所述散热孔的一端延伸至所述第一导热件的外表面、另一端延伸至所述第一电路板的外表面。
11.根据权利要求10所述的电路板组件,其特征在于,还包括第二导热件,所述第二导热件设置于所述散热孔内。
12.根据权利要求1-6中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述埋入器件还包括第二电子元器件,所述第一电子元器件和所述第二电子元器件分别固定连接于所述第一导热件的相对两侧。
13.根据权利要求1-6中任一项所述的电路板组件,其特征在于,还包括第一散热片,所述第一散热片设置于所述电路板组件的表面且与所述第一导热件热传导连接。
14.一种电路板组件的加工方法,其特征在于,包括:
提供埋入器件,所述埋入器件包括第一导热件和第一电子元器件,所述第一电子元器件固定连接于所述第一导热件;
提供基板坯件,所述基板坯件具有安装腔;
将所述埋入器件装配至所述安装腔;
提供第一层压板,所述第一层压板包括第一半固化片和第一铜箔层,将所述第一层压板压合在所述基板坯件的至少一侧表面,得到基板;
在所述基板的至少一侧表面上形成布线层,得到电路板坯件;
在所述电路板坯件上开设应力释放通道,所述应力释放通道包括第一应力释放通道、第三应力释放通道、第四应力释放通道中的至少一种;其中,
所述第一应力释放通道包括第一端口和第二端口,所述第一端口贯穿所述电路板坯件的外表面,所述第二端口延伸至所述埋入器件的外表面,所述第二端口的一部分被所述埋入器件的外表面封堵,且所述第二端口被所述埋入器件的外表面所封堵的面积小于所述第二端口的面积;所述第三应力释放通道的一端贯穿所述电路板坯件的外表面,所述第三应力释放通道位于所述第一导热件的周向外侧,且所述第一导热件的部分外周面形成为所述第三应力释放通道的内壁面;所述第四应力释放通道的一端贯穿所述电路板坯件的外表面,所述第四应力释放通道位于所述第一电子元器件的周向外侧,且所述第一电子元器件的部分外周面形成为所述第四应力释放通道的内壁面。
15.一种电路板堆叠结构,其特征在于,包括:
电路板组件,所述电路板组件为权利要求1-13中任一项所述的电路板组件,或者所述电路板组件为由权利要求14中所述的电路板组件的加工方法加工得到的电路板组件;
第二电路板,所述第二电路板与所述第一电路板层叠设置。
16.根据权利要求15所述的电路板堆叠结构,其特征在于,所述第二电路板包括相背对的第一承载面和第二承载面,所述第一电路板层叠设置于所述第一承载面;
第四电子元器件,所述第四电子元器件电连接于所述第一承载面,所述第四电子元器件与所述电路板组件在平行于所述第一承载面的方向上排布,所述第四电子元器件的背离所述第一承载面的表面与所述第一承载面之间的间距为第一间距;
所述第一电路板的背离所述第一承载面的表面与所述第一承载面之间的间距为第二间距,所述第二间距小于或等于所述第一间距。
17.根据权利要求15所述的电路板堆叠结构,其特征在于,所述第二电路板包括相背对的第一承载面和第二承载面,所述第二电路板上设有贯穿所述第一承载面和所述第二承载面的避让孔;
所述第一电路板跨设在所述避让孔上。
18.根据权利要求17所述的电路板堆叠结构,其特征在于,所述第一电路板上设有朝向背离所述第二电路板的方向凹陷的避让凹槽,所述避让凹槽与所述避让孔相对设置。
19.根据权利要求18所述的电路板堆叠结构,其特征在于,所述避让凹槽包括朝向所述第二电路板的槽底壁,所述第二电路板包括朝向所述电路板组件的第一承载面,所述电路板组件还包括加强支架,所述加强支架包括:
顶板,所述顶板固定连接于所述槽底壁;
第一侧板,所述第一侧板固定连接于所述顶板;
第二侧板,所述第二侧板固定连接于所述顶板,且所述第二侧板与所述第一侧板相对地设置于所述顶板的两侧,所述第一侧板和所述第二侧板均固定连接于所述第一承载面。
20.根据权利要求15-18中任一项所述的电路板堆叠结构,其特征在于,所述第二电路板包括背离所述电路板组件的第二承载面,所述电路板组件还包括加强支架,所述加强支架包括:
顶板,所述顶板与所述电路板组件间隔开设置;
第一侧板,所述第一侧板固定连接于所述顶板;
第二侧板,所述第二侧板固定连接于所述顶板,且所述第二侧板与所述第一侧板相对地设置于所述顶板的两侧;
第一翻边,所述第一翻边固定连接于所述第一侧板,且位于所述第一侧板的背离所述第二侧板的一侧,所述第一翻边固定连接于所述第二承载面;
第二翻边,所述第二翻边固定连接于所述第二侧板,且位于所述第二侧板的背离所述第一侧板的一侧,所述第二翻边固定连接于所述第二承载面。
21.根据权利要求15所述的电路板堆叠结构,其特征在于,还包括:第三电路板,所述第三电路板连接于所述第二电路板和所述第一电路板之间,或者,所述第三电路板层叠设置于所述第一电路板的背离所述第二电路板的一侧。
22.根据权利要求15-19、21中任一项所述的电路板堆叠结构,其特征在于,还包括:
屏蔽罩,所述电路板组件的至少部分位于所述屏蔽罩内;
第一散热片,所述第一散热片设置于所述电路板组件的外表面,且所述第一散热片与所述屏蔽罩热传导连接。
23.一种电子设备,其特征在于,包括:
背壳;
电路板堆叠结构,所述电路板堆叠结构设置于所述背壳内,所述电路板堆叠结构为权利要求15-22中任一项所述的电路板堆叠结构。
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