CN209546011U - 电子装置及其印刷电路板 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电子装置及其印刷电路板，该印刷电路板包括：芯板组件、散热装置以及第一导电粘结层，其中，芯板组件包括：依次层叠的第一芯板和第二芯板，第二芯板上靠近第一芯板的一侧设置有金属层，第一芯板上开设有贯穿第一芯板的第一通槽，且第二芯板上开设有贯穿第二芯板的第二通槽，第一通槽与第二通槽彼此连通形成一台阶状的容置槽；散热装置至少部分容置在容置槽中，散热装置与金属层接触的端面上形成有凹槽；第一导电粘结层设置于所述凹槽中，用于将散热装置与金属层电连接。通过将第一导电粘结层设置在凹槽中，避免第一导电粘接层融化溢出，造成散热装置与印刷电路板中的其它线路电连接发生短路。

Description

电子装置及其印刷电路板

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种电子装置及其印刷电路板。

背景技术

印刷电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)是重要的电子元件，是电子工业的重要元件之一。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通讯电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为实现它们之间的电气互连，都要使用印刷电路板。因此，印刷电路板在电路技术领域中扮演的角色越来越重要。

目前，印刷电路板中通常设置有散热装置对安装于印刷电路板上的发热元件进行散热。为了提升印刷电路板的信号层的接地性能，通常利用导电胶将散热装置与接地层连接，以使信号层通过散热装置接地。但是由于导电胶为液态，在进行粘接时，容易从散热装置与接地层之间流出，从而导致散热装置与印刷电路板中的其它线路层电连接，造成短路。

实用新型内容

本申请提供一种电子装置及其印刷电路板，以解决现有技术中导电粘接材料溢出将散热装置与其它线路层导通而造成短路的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种印刷电路板，其中，包括：芯板组件，包括依次层叠的第一芯板和第二芯板，所述第二芯板上靠近所述第一芯板的一侧设置有金属层，所述第一芯板上开设有贯穿所述第一芯板的第一通槽，且所述第二芯板上开设有贯穿所述第二芯板的第二通槽，所述第一通槽与所述第二通槽彼此连通形成一台阶状的容置槽；散热装置，至少部分容置在所述容置槽中，所述散热装置与所述金属层接触的端面上形成有凹槽；及第一导电粘结层，设置于所述凹槽中，用于将所述散热装置与所述金属层电连接。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种电子装置，包括如前文所述的印刷电路板以及发热元件，所述发热元件安装于所述印刷电路板上，且与所述散热装置连接。

上述实施例的有益效果为：通过在散热装置与金属层接触的表面上设置凹槽，并将第一导电粘结层设置在凹槽中，在对第一芯板和第二芯板进行压合时，由于凹槽的限制，第一导电粘结层融化后只能填充在凹槽内，避免流入散热装置的侧壁与第一通槽的侧壁之间，从而可以避免第一芯板上的线路直接与散热装置连接而短路。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本申请提供的印刷电路板一实施例的剖视结构示意图；

图2是图1所示印刷电路板的芯板组件与散热装置配合连接的结构示意图；

图3是图1中散热装置的立体结构示意图；

图4是散热装置另一实施例的剖视结构示意图；

图5是散热装置又一实施例的剖视结构示意图；

图6是本申请提供的印刷电路板又一实施例的剖视结构示意图；

图7是本申请提供的电子装置一实施例的整体剖视图的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，在本实施例中，该印刷电路板100大体上可包括：芯板组件10、散热装置20以及第一导电粘结层30。其中，芯板组件10上开设有容置槽，散热装置20嵌设于容置槽内，且通过第一导电粘结层30与芯板组件10连接。

其中，芯板组件10可包括依次层叠设置的第一芯板142和第二芯板144。第一芯板142和第二芯板144的数量均可以为一个或者多个，例如一个、两个、三个等。且第一芯板142的数量可以与第二芯板144的数量相等或者不等。本申请实施例不对第一芯板142和第二芯板144的数量进行限定。

在图1所示的实施例中，芯板组件10包括两个第一芯板142和一个第二芯板144，且第一芯板142和第二芯板144依次层叠的顺序是第一芯板142、第一芯板142和第二芯板144，以形成三明治状的层叠结构。

如图1所示，印刷电路板100还包括第一连接层40，第一连接层40设置在第一芯板142和第二芯板144之间，并环绕散热装置20设置，用于将第一芯板142和第二芯板144粘合。此外，当设置有多个第一芯板142和多个第二芯板144时，相邻两个第一芯板142之间，以及相邻两个第二芯板144之间也可以设置该第一连接层40，从而将芯板组件10的多个第一芯板142和第二芯板144彼此粘合。

第一连接层40可以由粘性材料制成，并具体可以为热固性材料。热固性材料是指：第一次加热时该材料可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应，使交链固化而变硬；这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，该材料已不能再变软流动了。本实施例中，采用半固化片来制作第一连接层40，第一连接层40为半固化片熔融后凝固所形成。

在其它实施例中，该第一连接层40还可以由热塑性材料制成。其中，热塑性材料是指：热塑性塑料指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。常见的热塑性材料包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酪，聚酰胺、丙烯酸类塑料、其它聚烯烃及其共聚物、聚砜、聚苯醚，氯化聚醚等。热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动，冷却变硬的过程是物理变化。

在一个实例中，该热塑性材料可以包括：聚酮、聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯砜、氟聚合物、聚苯并咪唑、它们的衍生物或它们的组合。

进一步地，如图2所示，在第一芯板142上开设有贯穿第一芯板142的第一通槽143，在第二芯板144上开设有贯穿第二芯板144的第二通槽145，在第一连接层40上开设有与第一通槽143或第二通槽145对应的第三通槽42。且第一通槽143、第二通槽145以及第三通槽42彼此连通形成一台阶状的容置槽。

当第一芯板142和第二芯板144分别为多个时，多个第一芯板142上的第一通槽143相互对齐，多个第二芯板144上的第二通槽145相互对齐，且第一连接层40上的第三通槽42分别与相邻第一芯板142或第二芯板144上的第一通槽143和第二通槽145相互对齐。

其中，第一通槽143、第二通槽145和第三通槽42的截面形状可以为矩形、正方形以及圆形等规则形状，也可以为不规则形状。本申请实施例不做具体限定。

在一实施例中，第一通槽143的横截面积可以大于第二通槽145的横截面积，以在芯板组件10上形成竖截面为凸型容置槽或者L型容置槽。其中，横截面是指沿垂直于第一芯板142和第二芯板144的层叠方向截取的截面，而竖截面则是沿第一芯板142和第二芯板144的层叠方向截取的截面。

当然，在其它的实施例中，第一通槽143的横截面积还可以小于或等于第二通槽145的横截面积，以在芯板组件10上形成竖截面为T型容置槽或者I型容置槽。

在本实施例中，第一通槽143的横截面积大于第二通槽145的横截面积，以形成凸型的容置槽，且第一通槽143的中心线与第二通槽145的中心线重合。

进一步地，第二芯板144邻近第一芯板142一侧设置有金属层。散热装置20通过第一导电粘结层30与金属层连接。

其中，该金属层按照功能进行划分，可以分为信号层和接地层。通常，信号层为用于形成电子器件之间的电连接的多条金属线路所在的层；接地层用于与地连接，通常为大面积连续金属区域的层。

在本实施例中，如图1所示，金属层为接地层148，通过第一导电粘结层30将散热装置20与接地层148电连接，可以缩短接地路径，且利用面接触电连接代替了传统的点接触电连接，可以使得连接更加稳定，以提升印刷电路板100的接地性能。

进一步地，如图1和图2所示，散热装置20包括与第一通槽143相匹配的第一散热部22，及与第二通槽145相匹配的第二散热部24。其中，第一散热部22容置于第一通槽143内，第二散热部24容置于第二通槽145内。

其中，第一散热部22与第二散热部24可以是由同种材料制成的一体结构，采用此种方法制作的散热装置20结构简单，成本较低。

当然，还可以利用不同热传导效率的材料分别加工出第一散热部22和第二散热部24，然后再将第一散热部22与第二散热部24例如通过焊接、导电胶粘接等方式连接。例如，可以采用热传导效率较高的第二散热部24与发热元件直接接触，从而可以迅速的为发热元件散热，以此提高散热效率。

散热装置20可以至少部分容置在容置槽中。即，散热装置20可以部分容置在容置槽中，也可以完全容置在容置槽中。

例如，散热装置20的第一散热部22沿第一芯板142和第二芯板144层叠方向的长度大于第一通槽143的深度。此时，在第一芯板142远离第二芯板144的一侧，第一散热部22凸出于第一芯板142的表面。

或者例如，第二散热部24沿第一芯板142和第二芯板144层叠方向的长度大于第二通槽145的深度。此时，在第二芯板144远离第一芯板142的一侧，第二散热部24凸出于第二芯板144的表面。

在本实施例中，在沿第一芯板142和第二芯板144层叠的方向上，第一散热部22的长度等于第一通槽143的深度，且第二散热部24的长度等于第二通槽145的深度，从而散热装置20可以正好完全填充在容置槽中，以减小印刷电路板100的体积。

如图1所示，在垂直于第一芯板142和第二芯板144的层叠方向上，第一散热部22的横截面积大于第二散热部24的横截面积，以形成与容置槽形状相匹配的凸型散热装置20。

其中，如图1所示，在本实施例中，第一导电粘结层30将散热装置20与金属层电连接实际上是将散热装置20的第一散热部22与金属层电连接。

请参阅图1和图3，图3是图1中散热装置的立体结构示意图。在第一散热部22与金属层接触的端面上形成有凹槽222，且第一导电粘结层30可设置于该凹槽222中。因此，在对第一芯板142和第二芯板144进行压合时，由于凹槽222的限制，可使得第一导电粘结层30在融化后填充在凹槽222内，避免第一导电粘结层30溢出并流入第一散热部22的侧壁与第一通槽143的侧壁之间，从而可以避免第一芯板142上的线路直接与散热装置20连接而短路。

在本实施例中，凹槽222可以环绕第二散热部24设置，以使第一导电粘结层30可以均匀分布在散热装置20与芯板组件10之间，提升连接稳定性。

进一步地，在第一芯板142和第二芯板144层叠的方向上，凹槽222是由第二散热部24与金属层接触的表面沿远离金属层的方向凹陷形成的。

如图1所示，在本实施例中，在与第一芯板142垂直的方向上，凹槽222的横截面为矩形。凹槽222的开口的长度小于第一散热部22与第一通槽143接触的侧壁和第二散热部24与第二通槽145接触的侧壁之间的距离。

具体地，在与第一芯板142垂直的方向上，凹槽222可以自第一散热部22与第二散热部24的交接处开始延伸，并延伸至距离第一散热部22侧壁的预设距离处，由此使得第一导电粘结层30与散热装置20和金属层的接触面积最大，提升连接稳定性。

该预设距离是由加工精度以及凹槽222侧壁的强度决定的，可以根据需要灵活选取，本申请不做具体限定。

当然，在与第一芯板142垂直的方向上，凹槽222还可以自第一散热部22侧壁与第二散热部24侧壁之间的位置处开始延伸。例如，凹槽222由离第二散热部24侧壁的距离等于第一散热部22侧壁与第二散热部24侧壁之间距离的三分之一处开始延伸，且延伸至离第二散热部24侧壁的距离等于第一散热部22侧壁与第二散热部24侧壁之间距离的三分之二处。可以根据需要，灵活选取凹槽222的设置位置，此处申请不作限定。

当然，凹槽222的开口的长度还可以等于第一散热部22侧壁与第二散热部24侧壁之间的距离。例如，在图4和图5所示的实施例中，凹槽222的开口的长度等于第一散热部22侧壁与第二散热部24侧壁之间的距离。

具体地，在靠近第一散热部22侧壁的位置处，凹槽222的侧壁与第一散热部22的侧壁之间具有一夹角，且该夹角小于90度。即，在与第一芯板142垂直的方向上，凹槽222的横截面可以为圆弧形、倒梯形或三角形。例如，在图4所示的实施例中，凹槽222的横截面为梯形。在图5所示的实施例中，凹槽222的横截面为三角形。

设置凹槽222的开口的长度等于第一散热部22侧壁与第二散热部24侧壁之间的距离，可以进一步增大第一导电粘结层30与金属层的接触面积，从而进一步提升连接稳定性。

其中，第一导电粘结层30为具有导电和粘合作用的粘结层。第一导电粘结层30的材料可以为包括导电材料与粘性材料的混合体。其中，导电材料可以为金属或石墨；粘性材料可以为环氧树脂。

在一个实施例中，第一导电粘结层30可以为导电粘结材料。所谓的导电粘结材料可以为具有一定流动性的膏状或浆状的形态，也可为半固化形态。其中，半固定化形态为常温下为固态，但加热到一定温度后具有一定的流动性，然后在一定温度下形成最终固化。

在制作时可以先通过印刷或涂覆的方式将导电材料粘结在散热装置20上(例如粘结在凹槽222内)或与散热装置20连接的第二芯板144的金属层上，而后放入散热装置20，并在将第一芯板142和第二芯板144压合形成层叠的三明治结构时，将散热装置20与第二芯板144的金属层粘合。

其中，该导电材料例如由树脂基体、导电粒子和分散添加剂、助剂等组成的导电胶。其中，树脂基体可以为环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等胶黏剂体系。这些胶黏剂在固化后形成了导电胶的分子骨架结构，提供了力学性能和粘接性能保障，并使导电填料粒子形成通道。而导电粒子可以是金、银、铜、铝、锌、铁、镍的粉末和石墨及一些导电化合物，用于实现导电性能。

此外，该导电材料还可以为导电银浆、导电铜浆或导电焊膏等。以导电银浆为例，在使用时，可将导电银浆涂敷于散热装置20(例如涂覆于凹槽222内)和与散热装置20连接的金属层上，并在该导电银浆未固化前将涂覆导电银浆的区域相互粘结，通过之后的固化过程可将该导电银浆固化形成第一导电粘结层30，由此可将散热装置20与第二芯板144的金属层进行粘结。

请参阅图6，在沿第一芯板142和第二芯板144的层叠方向上，第二散热部24的横截面积小于第二通槽145的横截面积，使得第二散热部24的外侧壁与第二通槽145的内侧壁之间具有一第一间隙。

印刷电路板100还包括第二导电粘结层50，第二导电粘结层50设置在第一间隙中，用于增加第二芯板144与散热装置20的粘接面积，从而使得第二芯板144与散热装置20之间的连接更加牢固。

其中，在本实施例中，第二导电粘结层50与第一导电粘结层30为一体结构。通过在第一散热部22与第二芯板144之间设置半固化形态的第一导电粘结层30，且在第一间隙中设置半固化形态的第二导电粘结层50，在进行热压时，半固化形态的第一导电粘结层30和第二导电粘结层50受热融化后连接为一体，并在冷却后形成一体结构的第一导电粘结层30和第二导电粘结层50，以将散热装置20粘接在金属层上。当然，在其它实施例中，该第二导电粘结层50与第一导电粘结层30也可以为分体结构。

进一步地，如图6所示，在第一芯板142和第二芯板144的层叠方向上，第一散热部22的横截面积小于第一通槽143的横截面积，以使得第一散热部22的外侧壁与第一通槽143的内侧壁之间具有第二间隙。

印刷电路板100进一步包括第二连接层60，第二连接层60设置在第二间隙中，用于增加第一芯板142与散热装置20的粘接面积，从而使得第一芯板142与散热装置20之间的连接更加牢固。

其中，第二连接层60的材料与第一连接层40的材料可以相同也可以不同。在本实施例中，第一连接层40的材料与第二连接层60的材料相同，且第二连接层60与第一连接层40一体成型。

具体地，在本实施例中，第二连接层60与第一连接层40均是采用半固化片。在相邻第一芯板142和第二芯板144之间设置半固化片，在进行热压时，半固化片融化成熔融状态，流入第二间隙中，在冷却后，第一芯板142和第二芯板144之间的第一连接层40和第二间隙中的第二连接层60固化形成了一体结构。

由于散热装置20的表面具有粗糙度，当第二间隙的宽度大于0.05mm时，才可以将散热装置20顺利放入容置槽。同时，如果第二间隙过大，则需要较多的第二连接层60填入在第二间隙中，造成浪费，且粘接效果不好。为了解决以上问题，在本申请中，设置第二间隙的大小为0.05mm-0.2mm。例如，第二间隙的大小可以为0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.13mm、0.15mm、0.18mm或0.2mm。该第二间隙大小的设置一方面使得散热装置20可以较容易地被放入容置槽；另一方面，在保证粘接强度的同时，所用的粘接材料较少，成本较低。

进一步地，如图1所示，印刷电路板100还包括信号层146，且该信号层146设置在第二芯板144远离第一芯板142的一侧。在一具体实施例中，该信号层146通常设置在印刷电路板100的表层，用于传输高频信号。

在印刷电路板100上还开设有自信号层146至少延伸至接地层148的导通孔18，且在导通孔18内设置有电连接信号层146和接地层148的导电层19。该导电层19用于将信号层146接地。通过采用导电通孔的方式将信号层146和接地层148直接连接，可以进一步提高信号层146接地性能。

在本实施例中，如图1所示，导通孔18自信号层146，延伸经过接地层148，并延伸至散热装置20内，且导通孔18与第一导电粘结层30彼此错开。

在又一实施例中，如图所示6，导通孔18也可以由信号层146延伸经过接地层148，并贯穿第一导电粘结层30后延伸至散热装置20内。

在其它实施例中，导通孔18可以将整个散热装置20贯穿；或者导通孔18也可以不贯穿整个散热装置20，例如导电孔18可部分打入散热装置20内，或者导通孔18也可以部分打入第一导电粘结层30中而不与散热装置20连接。

当然，在其它实施例中，还可以在导通孔18内设置导电柱。该导电柱一端与信号层146电连接，一端与接地层148或者散热装置20电连接，从而将信号层146与接地层148直接电连接或间接电连接。

本申请还提供了一种电子装置，请参阅图7，电子装置包括前文所述的印刷电路板100以及设置于印刷电路板100上的发热元件200。

其中，发热元件200可以包括电子器件210和导电装置220。导电装置220与散热装置20连接，电子器件210设置在导电装置220远离散热装置20一侧。电子器件210产生的热量经由导电装置220传递给散热装置20，以进行散热。

电子器件210可以为产生热的构件或其中部分包括该产生热的构件，例如是电气零件、应用处理器或IC芯片等。

导电装置220可以为金属块或者其它导电导热材料制成的基座，用于安装电子器件210。导电装置220可以通过焊接材料焊接在散热装置20上，也可以通过导热胶粘接在散热装置20上，此处本申请不做具体限定。

进一步地，导电装置220还可以包括连接端子221，且该导电装置220通过连接端子221与信号层146电连接。其中，连接端子221可以是焊盘，与之对应地，在信号层146上设置有与连接端子221相匹配的焊接位置，通过将连接端子221焊接在上述焊接位置上，以实现电子器件210与信号层146电连接。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种印刷电路板，其特征在于，包括：

芯板组件，包括依次层叠的第一芯板和第二芯板，所述第二芯板上靠近所述第一芯板的一侧设置有金属层，所述第一芯板上开设有贯穿所述第一芯板的第一通槽，且所述第二芯板上开设有贯穿所述第二芯板的第二通槽，所述第一通槽与所述第二通槽彼此连通形成一台阶状的容置槽；

散热装置，至少部分容置在所述容置槽中，所述散热装置与所述金属层接触的端面上形成有凹槽；及

第一导电粘结层，设置于所述凹槽中，用于将所述散热装置与所述金属层电连接。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述散热装置的外侧壁与所述第二通槽的内侧壁之间具有第一间隙，且所述电路板还包括第二导电粘结层；所述第二导电粘接层填充在所述第一间隙中，且所述第二导电粘结层与所述第一导电粘结层为一体结构。

3.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述散热装置包括第一散热部和第二散热部，所述第一散热部容置于所述第一通槽内，所述第二散热部容置于所述第二通槽内；

在垂直于所述第一芯板和所述第二芯板的层叠方向上，所述第二散热部的横截面积小于所述第一散热部的横截面积。

4.根据权利要求3所述的印刷电路板，其特征在于，所述凹槽形成在所述第一散热部上，且所述凹槽环绕所述第二散热部设置。

5.根据权利要求4所述的印刷电路板，其特征在于，所述凹槽的横截面为矩形、圆弧形、三角形或倒梯形。

6.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述第一芯板与所述第二芯板之间还设置有第一连接层，所述第一连接层环绕所述散热装置设置，用于将所述第一芯板与所述第二芯板连接。

7.根据权利要求6所述的印刷电路板，其特征在于，所述散热装置的外侧壁与所述第一通槽的内侧壁之间具有第二间隙，且所述第二间隙内填充有第二连接层，所述第二连接层与所述第一连接层为一体结构。

8.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述金属层为接地层，所述第二芯板上背离所述第一芯板的一侧还设置有信号层；

所述印刷电路板开设有自所述信号层至少延伸至所述接地层的导通孔，且在所述导通孔内设置有电连接所述信号层与所述接地层的导电层。

9.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的印刷电路板以及发热元件，所述发热元件安装于所述印刷电路板上，且与所述散热装置连接。

10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述发热元件包括电子器件和导电装置，所述导电装置与所述散热装置连接，所述电子器件设置在所述导电装置远离所述散热装置的一侧。