CN202455656U - 与印制电路板组装的金属基板以及印制电路板组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种与印制电路板组装的金属基板，在与印制电路板接触的一面布置有凹槽。在所述金属基板与印制电路板接触的一面的水平和/或垂直方向至少布置有一条凹槽，所述凹槽中还可布置铜网或者铜丝网，以降低或消除金属基板和印制电路板在热膨胀过程中所产生的变形。本实用新型解决了金属基板与印制电路板在高温下焊接容易变形的问题，不需使用弹压夹具，简化了制备工艺，节约了制造成本。此外，本实用新型还提供了一种印制电路板组件，在焊接过程中不仅可有效抵抗机械加工过程中产生的应力，同时可大幅降低由热膨胀变形所导致的损坏率。

Description

与印制电路板组装的金属基板以及印制电路板组件

技术领域

本实用新型涉及电子产品的层间连接技术，尤其涉及一种与印制电路板(Printed Circuit Board，简称PCB板)组装的金属基板以及一种印制电路板组件。

背景技术

在电子、通信等相关领域，为了解决散热和接地问题，通常将PCB板与金属基板连接在一起，连接方式有螺钉紧固、锡膏焊接或导热材料粘接等。不管采用何种连接方式，金属基板在高低温过程中产生较大变形而导致PCB板被破坏的问题一直存在。主要原因有两个，一是金属基板由于尺寸较大，厚度较薄，在机械加工过程中容易产生应力而变形；二是金属基板与PCB板的热膨胀系数相差较大，长宽比较大的金属基板更容易在高低温过程中产生明显的变形。这种现象在金属基板与PCB板采用高温焊锡焊接方式的整板焊接工艺中普遍存在，并且是这种散热和接地性能均十分优越的整板焊接工艺的最大缺点和局限。为解决该问题，一种常用方法是采用弹压夹具来控制金属基板在高达200多度温差过程中的变形。但采用弹压夹具的方法其缺点是弹压夹具容易变形，不易控制，并且工艺异常复杂，从而加大了成本。

一种现有技术“一种与印制电路板组装的金属基板”提出了一种金属基板，在金属基板与PCB板不接触的一面布置一些凹槽，以消除加工过程中的应力，同时减轻重量、增强散热。该技术方案除开槽位置与本实用新型中开槽位置不同之外，更无法解决整板焊接工艺中金属基板在高温差下的变形对PCB板造成破坏的问题。

一种现有技术“一种铝基板结构”提供了一种表面有凹痕的铝基板，尽管其凹痕位置与本实用新型中金属基板的开槽位置相同，但该技术方案与本实用新型有以下主要区别：第一，该技术中凹痕为砂带平面拉动形成的纹路，且形成的凹痕深度仅仅为5-6um，而本实用新型中是对金属基板进行开槽，开槽方式一般为铣加工，也即上述技术中凹痕纹路的尺寸和深度与本实用新型中的凹槽不可同日而语；第二，该技术中布置凹痕的目的是为了增加铝基板与半固化片的结合力，并不是为了解决整板焊接工艺中金属基板在高温差下变形对PCB板造成破坏的问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种与印制电路板组装的金属基板以及一种印制电路板组件，解决了金属基板与PCB板在高温下焊接容易变形的问题，并且不需使用弹压夹具，从而简化了制备工艺，节约了制造成本。

一种与印制电路板组装的金属基板，在金属基板与印制电路板接触的一面布置有凹槽。

与现有技术相比，本实用新型中与印制电路板组装的金属基板，在与印制电路板接触的一面布置有凹槽，充分消除了金属基板在机械加工过程中产生的应力。并且凹槽将大面积的金属基板表面分割成多个孤立的平面，这些孤立平面的尺寸与原金属基板表面相比大大减小，热膨胀的效果不再明显。同时这些凹槽的存在使得金属基板表面的热膨胀有了容纳的空间，从而不会产生膨胀累积，降低或消除了由热膨胀引起的变形。

优选的，所述凹槽中布置有铜网或者铜丝网，所述铜网或铜丝网有消除应力集中的作用。铜的热膨胀系数(17ppm/K)介于金属基板板材的热膨胀系数(通常为铝，其热膨胀系数为24ppm/K)与PCB板的热膨胀系数(通常在11-17ppm/K左右)之间，所以铜网或铜丝网可以在金属基板和PCB板之间起一个热膨胀的过渡作用，从而有效降低了金属基板的热膨胀变形对PCB板造成的影响。同时，铜网或铜丝网还是一个良好的导体，有利于PCB板的均热和散热，改善其接地性能，以及提高大功率电路的射频和功放性能。

一种印制电路板组件，包括印制电路板主体和与印制电路板主体组装的金属基板，并且所述金属基板在与所述印制电路板主体接触的一面布置有凹槽。

与现有技术相比，本实用新型所述的印制电路板组件，在金属基板与PCB板一体化焊接过程中不仅可有效抵抗金属基板机械加工过程中产生的应力，并且由于凹槽将大面积的金属基板表面分割成多个孤立的小平面，因此热膨胀效果不再明显。同时凹槽的存在使得金属基板表面的热膨胀有了容纳的空间，可大幅降低在整板焊接过程中由热膨胀变形所导致的损坏率。

附图说明

图1为本实用新型金属基板与印制电路板组装的截面图；

图2为本实用新型金属基板的俯视图；

图3为本实用新型金属基板凹槽中布置有铜丝或铜丝网时与印制电路板组装的截面图；

图4为本实用新型金属基板凹槽中布置有铜丝或铜丝网时的俯视图；

图5为本实用新型印制电路板组件的截面图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本实用新型所提出的与PCB板组装的金属基板以及印制电路板组件，做更具体的描述。

请参阅图1，本实用新型金属基板与印制电路板组装的截面图。在所述金属基板2与所述PCB板1接触的一面布置有所述凹槽3。所述凹槽3的数量和分布密度根据所述PCB板1的面积和其上电子元器件的分布情况而定。所述凹槽3的作用是分散高低温过程中热胀冷缩引起的应力，防止长宽比较大的所述金属基板2和所述PCB板1在高低温过程中变形，以保护所述PCB板1和其上电子元器件不受损坏。优选的，本实用新型中所述金属基板2的所述凹槽3采用铣加工、线切割或者电火花的方式进行布置，这样形成的凹槽尺寸和深度较大，效果更明显。

优选的，在所述金属基板2与所述PCB板1接触的一面的水平和/或垂直的方向至少布置有一条凹槽。图2，即本实用新型金属基板的俯视图提供了一个较佳的实施例，从图2中可看出，在所述金属基板2与所述PCB板1接触的一面的水平和垂直的方向布置有纵横交错的若干条凹槽，这样在抵抗应力和热膨胀效应方面更具优势。

优选的，所述凹槽3的形状可以是直线，也可以是曲线，其截面形状可以为矩形、U型、梯形或半圆形。并且，所述凹槽3的截面形状、尺寸、位置以及布置密度可根据所述PCB板1的实际尺寸、器件布局和所述金属基板2的实际变形进行调整。

优选的，在所述金属基板2的所述凹槽3内可布置铜网或铜丝网。请参阅图3，本实用新型金属基板凹槽中布置有铜丝或铜丝网时与印制电路板组装的截面图。

所述铜网由铜片冲孔加工而成，所述铜丝网由水平和垂直的铜丝焊接而成。由图4，即本实用新型金属基板凹槽中布置有铜丝或铜丝网时的俯视图可知，所述铜网或铜丝网4的截面尺寸小于所述凹槽3的截面尺寸，能够完全容纳在所述凹槽3内。所述铜网或铜丝网4的厚度与所述凹槽3的槽深一致，以便其顶面能够与所述PCB板1接触，增强所述PCB板1的散热。所述铜网或铜丝网4不仅有消除应力集中的作用，还可以在所述金属基板2和所述PCB板1之间起一个热膨胀的过渡作用，从而降低所述金属基板2的热膨胀变形对所述PCB板1的影响。同时，所述铜网或铜丝网4还是一个良好的导体，有利于所述PCB板1的均热和散热，改善接地性能，从而提高大功率电路的射频、功放性能。所述铜网或铜丝网4的布置密度可根据所述PCB板1的实际尺寸、器件布局和所述金属基板2的实际变形进行调整，且所述铜网或铜丝网4的网孔密度根据所述凹槽3的布置密度进行设置。

在电路板的制造过程中，尤其是大功率射频电路板，为了获得良好的射频和功放性能，通常需要加强电路板的接地和散热。现在普遍采用的办法是通过焊锡或焊锡预制片将PCB板和金属基板在高温下焊接成一个整体。PCB板和金属基板之间是焊接用的焊锡或焊锡预制片。从高温冷却到凝固点，熔融的焊锡或焊锡预制片开始凝固，粘接住PCB板与金属基板。由于PCB板与金属基板的热膨胀系数相差较大，金属基板与PCB板粘接的一面受PCB板的牵制收缩较小，而不粘接的一面收缩较大，使金属基板和PCB板均发生拱曲。后果可能是PCB板与金属基板之间未完全焊接，影响电路板的接地和散热性能，也可能导致PCB板拉伸损坏、贴片器件脱落等情况。

本实用新型印制电路板组件，能够有效避免上述问题，在焊接过程中降低由热膨胀变形所导致的损坏率。

请参阅图5，为本实用新型印制电路板组件的截面图。

印制电路板组件，包括印制电路板主体1和与印制电路板主体组装的金属基板2，并且所述金属基板2在与所述印制电路板主体1接触的一面布置有凹槽。并且，在所述金属基板2与所述印制电路板主体1接触的一面的水平和/或垂直的方向至少布置有一条凹槽，这样在抵抗应力和热膨胀效应方面更具优势。

在所述印制电路板主体1和所述金属基板2之间是焊接用的焊锡或焊锡预制片5，从高温冷却后，熔融的焊锡或焊锡预制片5开始凝固，粘接住所述印制电路板主体1与所述金属基板2。

优选的，在本实用新型印制电路板中，所述凹槽中布置有由铜片冲孔加工而成的铜网或者由铜丝焊接而成的铜丝网4。所述铜网或铜丝网4不仅有消除应力集中的作用，还可在所述金属基板2和所述印制电路板主体1间起一个热膨胀的过渡作用，降低所述金属基板2的热膨胀变形对所述印制电路板主体1的影响。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种与印制电路板组装的金属基板，其特征在于，在金属基板与印制电路板接触的一面布置有凹槽。

2.如权利要求1所述的与印制电路板组装的金属基板，其特征在于，在所述金属基板与印制电路板接触的一面的水平和/或垂直方向至少布置有一条凹槽。

3.如权利要求2所述的与印制电路板组装的金属基板，其特征在于，所述凹槽的形状是直线或者是曲线。

4.如权利要求2所述的与印制电路板组装的金属基板，其特征在于，所述凹槽的截面形状为矩形、U型、梯形或者半圆形中的一种。

5.如权利要求2所述的与印制电路板组装的金属基板，其特征在于，所述凹槽为采用铣加工、线切割或者电火花的方式制作的凹槽。

6.如权利要求2所述的与印制电路板组装的金属基板，其特征在于，所述凹槽中布置有由铜片冲孔加工而成的铜网。

7.如权利要求2所述的与印制电路板组装的金属基板，其特征在于，所述凹槽中布置有由铜丝焊接而成的铜丝网。

8.如权利要求6和7所述的与印制电路板组装的金属基板，其特征在于，所述铜网或铜丝网的厚度与凹槽的槽深一致。

9.一种印制电路板组件，其特征在于，包括印制电路板主体和与印制电路板主体组装的金属基板，并且所述金属基板在与所述印制电路板主体接触的一面布置有凹槽。

10.如权利要求9所述的印制电路板组件，其特征在于，所述凹槽中布置有由铜片冲孔加工而成的铜网或者由铜丝焊接而成的铜丝网。

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