CN212013171U - 一种开槽电路板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开槽电路板，包括导热层、散热层、电路板以及元器件，所述电路板底部与所述导热层连接，所述导热层底部连接所述散热层，所述元器件设置在所述电路板上，所述电路板上设有凹槽；所述凹槽设置与所述元器件相对应的电路板上；所述凹槽内部设有与之相匹配的导热层；本实用新型的有益效果为通过在电路板上设置凹槽，并在凹槽内设置导热垫片，将元器件所产生的向下的热量进行散发；通过绝缘胶将散热层与电路板更加的贴合设置，能够使得散热层的散热的效果更明显，散热的速度更快，达到的效果更好；通过在多个元器件下面进行开槽，热量通过导热垫片传递到散热层形成点到面的传递，增大了散热面积，也利于电路板的散热。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电路板领域，特别是一种开槽电路板。
背景技术
PCB(印制电路板)是电子工业的重要部件之一，只要涉及集成电路的电子元件，为了它们之间的电气连接，都要用到印制电路板。而印制电路板的质量也会直接影响每种电子设备的功能和寿命。对于电子设备来说，工作时由于内阻和电流的原因都会产生一定的热量，如果不及时将热量散出去，设备就会持续升温，器件就会因为过热而故障或损坏，降低电子设备的可靠性及耐用性，传统的电路板是通过对元器件下方的电路板通过打孔的方式进行的散热，但是利用打孔方法来散热，散热的速度慢，且达不到所需要散热的效果。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种开槽电路板，能够使得电路板在使用的过程中，元器件的使用过程中，造成的向下发热的情况能够得到及时的散热处理。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种开槽电路板，包括导热层、散热层、电路板以及元器件，所述电路板底部与所述导热层连接，所述导热层底部连接所述散热层，所述元器件设置在所述电路板上，其特征在于：所述电路板上设有凹槽；所述凹槽设置与所述元器件相对应的电路板上；所述凹槽内部设有与之相匹配的导热层。
传统的电路板对元器件的散热是通过在元器件下方对应的电路板上进行打孔的方式散热，但是通过打孔的方式对元器件的散热，散发出来的热量不够，仍然会造成元器件之间可以堆积大量的热量；本实用新型采用的是一种开槽电路板，通过在元器件下方的电路板上进行开槽，并在所开的凹槽内部设有导热层，通过导热层对电路板元件进行向下的散热，使得通过这种结构对电路板上工作的元器件的散热效果更佳。
更进一步的，所述凹槽为立方体凹槽。
更进一步的，所述凹槽至少一个。
对元器件下方的电路板设置多个凹槽，可以放置多个导热垫片，增加了对电路板元器件的散热效果。
更进一步的，所述散热层与所述电路板之间设有胶层。
更进一步的，所述胶层为绝缘胶。
通过将散热层与电路板进行粘接的方式连接，能够使散热层更佳贴合电路板，也更利于对电路板的散热。
更进一步的，所述导热层为金属层或绝缘层。
设置导热层主要是将元器件底部向下产生的热量进行散发，增加了导热的效果。
更进一步的，所述散热层为绝缘散热层。
设置绝缘的散热层，主要是为了散热层避免对电路板的电气特性产生影响。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、采用本实用新型所提供的一种开槽电路板，通过在电路板上设置凹槽，并在凹槽内设置导热垫片，将元器件所产生的向下的热量进行散发；
2、采用本实用新型所提供的一种开槽电路板，通过绝缘胶将散热层与电路板更加的贴合设置，能够是的散热层的散热的效果更明显，散热的速度更快，达到的效果更好；
3、采用本实用新型所提供的一种开槽电路板，通过在多个元器件下面进行开槽，热量通过导热垫片传递到散热层形成点到面的传递，增大了散热面积，也利于电路板的散热。
附图说明
图1是电路板的剖面示意图
图2是电路板的俯视图
图3开槽导热示意图
图4过孔导热示意图
图中标记：1、导热层；2、胶层；3、散热层；4、元器件；5、电路板； 6、凹槽。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例一
本实施例公开了一种开槽电路板5，包括导热层1、散热层3、电路板5以及元器件4，所述电路板5底部与所述导热层1连接，所述导热层1底部连接所述散热层3，所述散热层3为绝缘散热层3，所述元器件4设置在所述电路板5上，所述电路板5上设有凹槽6；所述凹槽6设置与所述元器件4相对应的电路板5上；所述凹槽6内部设有与之相匹配的导热层1，所述导热层1为金属层或绝缘层，设置导热层1主要是将元器件4在使用的过程中，产生的向下的热量进行散发，通过导热层1将热量传递到散热层3；所述凹槽6至少一个，设置不同的凹槽6，且在对应的凹槽6内设有导热层1，可以将元器件4 产生的热量快速传递到散热层3，使得热量从散热层3上散发出去；所述凹槽 6为立方体凹槽6。
实施例二
本实施例是基于实施例一的基础上，公开了一种开槽电路板5，与实施例一相比较，实施例二在实施例一的基础上增加了如下的结构：所述散热层3与所述电路板5之间设有胶层2；所述胶层2为绝缘胶，通过绝缘胶将散热层3 与电路板5贴合设置，能够使得电路板5上的热量在散热层3上散发出来，增加了散热的效率，当在使用此电路板5的时候，元器件4散发的向下的热量通过导热层1传递到散热层3，通过散热层3进行散热，因此散热层3与电路板 5粘合的越紧，则散热的量就越大，通过绝缘胶将散热层3与电路板5粘合牢固，加大了散热层3的散热。
实施例三
本实施例公开了一种开槽电路板的散热的具体效果，如图3—4所示，采用D2PAK封装的功率器件进行说明，当然也可以是其他形式的功率发热器件，方法相同。这里通过对比两种方式纵向传递热的热阻来实现验证开槽导热效果佳的目的。
采用过孔导热的方式时，因要在D2PAK器件下打过孔，即在焊盘上打过孔，考虑到过孔间的间距以及焊接过程中过孔漏焊锡的因素，在此设置过孔间距为0.8mm、孔径0.28mm的过孔阵列，可以在焊盘上打9行12列共108个过孔。相关参数数据如下表1，表2所示。
如图3通过对比焊盘的过孔导热率和开槽导热率即可得知结果。过孔导热已知过孔中空气、过孔孔壁黄铜、PCB板基材FR4的导热率如表1，焊盘面积、FR4板厚、过孔直径、镀铜后过孔直径如表2所示。热阻的计算与导热材料的横截面积和导热率的乘积成反比，与长度成正比，所以计算镀铜后过孔中空气的热阻Ri如式(1)，其中h为RF4的厚度，即过孔的高度。
计算过孔孔壁的镀铜热阻Ro如式(2)。
计算一个过孔的热阻Rvia，在关系上Ri和Ro成并联关系，可由式(3) 计算得出：
图3中焊盘上有n个过孔，这n个过孔热阻总和Rn即为n个过孔热阻并联后的计算结果，如式(4)：
焊盘除去n个过孔，剩余部分的面积Aex计算如式(5)：
Aex＝A-n*πD2/4 (5)
剩余部分的热阻Rex计算如式(6)：
计算焊盘过孔纵向导热热阻R1，因过孔热阻Rn和剩余部分热阻Rex成并联关系，所以计算如式(7)：
如图2开槽导热中导热垫片选取导热性比较好的金属铝块，由表1可知金属铝的导热率，因要在D2PAK器件下开槽，考虑到焊盘焊接稳固性因素，如图 3取焊盘开槽面积为Aj，铝块高度hj与PCB板厚h一样，由此可得金属铝块的热阻Rj为式(8)：
除去开槽部分，焊盘其余部分的传递热阻Rc计算如式(9)：
焊盘开槽纵向导热热阻R2为金属铝块的热阻Rj和焊盘其余部分热阻Rc 之和，其在关系上成并联关系，计算公式如(10)：
将表1和表2的相关数值带入上述公式计算可得如表3过孔导热热阻R1 和开槽导热热阻R2的热阻阻值，由这两个值的大小可以明显看出开槽导热的热阻远远小于过孔导热的热阻，由此可证明开槽导热的效果好。
表1所需材料的导热率
| 材质 | 代表符号 | 导热率(W/(m*K)) |
| 空气 | λ<sub>air</sub> | 0.02 |
| 黄铜 | λ<sub>Cu</sub> | 118 |
| FR4板材 | λ<sub>FR4</sub> | 0.29 |
| 金属铝块 | λ<sub>Al</sub> | 237 |
表2过孔导热和开槽导热的相关尺寸参数
| 相关参数 | 符号 | 尺寸大小 |
| 焊盘面积 | A | 9mm*12mm |
| FR4板厚 | h | 1.6mm |
| 过孔直径 | D | 0.298mm |
| 镀铜后过孔直径 | d | 0.28mm |
| 过孔数量 | n | 108 |
| 金属铝面积 | Aj | 8mm*11mm |
| 金属铝厚度 | hj | 1.6mm |
表3过孔导热和开槽导热的热阻
综上所述，本实用新型提供的一种开槽电路板5，通过在元器件4对应的电路板5上设置凹槽6，在凹槽6里面设置导热层1，元器件4在使用的过程中所产生的热量通过导热层1传递到散热层3，在通过散热层3将热量散发出去，增加了电路板5元器件4散热的效率以及散热的效果。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种开槽电路板，包括导热层、散热层、电路板以及元器件，所述电路板底部与所述导热层连接，所述导热层底部连接所述散热层，所述元器件设置在所述电路板上，其特征在于：所述电路板上设有凹槽；所述凹槽设置与所述元器件相对应的电路板上；所述凹槽内部设有与之相匹配的导热层。
2.根据权利要求1所述的一种开槽电路板，其特征在于：所述凹槽为立方体凹槽。
3.根据权利要求2所述的一种开槽电路板，其特征在于：所述凹槽至少一个。
4.根据权利要求1、2、3任一所述的一种开槽电路板，其特征在于：所述散热层与所述电路板之间设有胶层。
5.根据权利要求4所述的一种开槽电路板，其特征在于：所述胶层为绝缘胶。
6.根据权利要求5所述的一种开槽电路板，其特征在于：所述导热层为金属层或绝缘层。
7.根据权利要求6所述的一种开槽电路板，其特征在于：所述散热层为绝缘散热层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020793966.6U CN212013171U (zh) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | 一种开槽电路板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202020793966.6U CN212013171U (zh) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | 一种开槽电路板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212013171U true CN212013171U (zh) | 2020-11-24 |
Family
ID=73410022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020793966.6U Active CN212013171U (zh) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | 一种开槽电路板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212013171U (zh) |
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2020
- 2020-05-13 CN CN202020793966.6U patent/CN212013171U/zh active Active
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