CN215818718U - 印制电路板及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种印制电路板,包括基板、功能器件和散热件。基板包括相背设置的第一表面和第二表面,以及连通于所述第一表面和所述第二表面之间的通孔。功能器件固定于第一表面处,功能器件设有与基板接触的导热垫。散热件固定于第二表面处。通孔内还设有导热柱,导热柱包括靠近导热垫的第一端,以及靠近散热件的第二端。因为导热柱为实心结构,其可利用的导热面积相较于传统金属环的导热面积更大,进而使得功能器件产生的热量能更好的传递至散热件上,进而提升了本申请印制电路板的散热能力。本申请还涉及一种装配该印制电路板的电子设备。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备领域,尤其涉及一种印制电路板,以及一种装配该印制电路板的电子设备。
背景技术
印制电路板(printed circuit board,PCB)是以绝缘基材作为载体,搭载一个或多个元器件组装形成的电器模组。随着印制电路板的集成度越来越高,其搭载的元器件数量也相应增多,并同步增大了印制电路板的能耗。由此,对印制电路板的散热能力也提出了更高的要求。
现有印制电路板多通过贴覆于其外表面上的散热板或散热槽来实现散热。但散热板或散热槽贴覆于印制电路板一侧时,位于印制电路板另一侧的元器件需要利用过孔实现导热。例如,将热量通过过孔中的金属传递至散热板或散热槽上,以达到散热目的。受工艺限制,过孔内制作的金属为环状,导热效率不高,进而影响了印制电路板的整体散热能力。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种印制电路板,通过在过孔中填充导热结构,以提升印制电路板的散热能力。同时,本申请还涉及一种装备该印制电路板的电子设备。
第一方面,本申请涉及一种印制电路板,包括基板、功能器件和散热件。基板包括相背置的第一表面和第二表面;功能器件固定于第一表面,功能器件设有导热垫,导热垫与基板接触;散热件固定于第二表面;基板还设有通孔,通孔连通于第一表面和第二表面之间,通孔内设导热柱,导热柱包括靠近导热垫的第一端,以及靠近散热件的第二端,导热柱的导热系数高于基板的导热系数,导热柱用于将功能器件产生的热量传递至散热件。
本申请印制电路板通过将功能器件固定于基板上,以实现功能器件的预设功能。而将散热件设于基板的另一侧,可以对功能器件进行散热。其中,基板设置了连通第一表面和第二表面的通孔,并在通孔内设置导热柱,可以使得功能器件的热量先后经导热柱的第一端和第二端传递至散热件处,达到散热效果。
在热量传递的过程中,相较于传统过孔中金属环的结构,本申请印制电路板的导热柱为实心结构,其可提供的导热面积更大,因而能实现更好的导热效果。功能器件工作时所产生的热量能更好的传递至散热件上,进而提升了本申请印制电路板的整体散热能力。
在一种可能的实现方式中,导热柱的外径大于或等于通孔的内径。
在本实现方式中,当导热柱的外径等于通孔的内径时,导热柱可以填满通孔,并使得导热柱提供的导热面积即为通孔的截面积,可以实现通孔位置导热面积的最大化。而当导热柱的外径大于通孔的内径时,导热柱与通孔之间还可以形成过盈配合,以实现导热柱在通孔中的连接固定。
在一种可能的实现方式中,基板还包括连接层,连接层填充于通孔的内壁与导热柱之间,用于固定导热柱,且连接层的导热系数也高于基板的导热系数。
在本实现方式中,导热柱的外径小于通孔的内径,并使得位于通孔中的导热柱的外壁与通孔的内壁之间形成间隙。由此利于导热柱在通孔中的装配。而将连接层填充于通孔与导热柱之间的间隙之内,可以实现导热柱在通孔中的连接固定,并具有导热功能,同样使得通孔处的导热面积达到最大。
在一种可能的实现方式中,第一端与导热垫贴合,或第一端与导热垫之间还填充有连接层。
在本实现方式中,当导热柱的第一端与第一表面平齐时,导热柱可以与导热垫直接贴合接触,导热垫上的热量可以直接传递至导热柱上。而出于配合公差的原因,导热柱的第一端可能超出或低于第一表面;当导热柱的第一端超出第一表面时,导热柱依然可以与导热垫直接接触;而当导热柱的第一端低于第一表面时,通过连接层填充于导热柱与导热垫之间,也可以保证导热垫上的热量通过连接层传递至导热柱上,实现导热柱的散热效果。
在一种可能的实现方式中,第二端与散热件贴合,或第二端与散热件之间还填充有连接层。
在本实现方式中,与上述导热柱的第一端与导热垫的配合关系类似,当导热柱的第二端与第二表面齐平,或第二端伸出第二表面时,导热柱与散热件也能实现直接贴合;而当导热柱的第二端低于第二表面时,则同样可以通过填充连接层的方式,实现导热柱朝向散热件的热传递功能。
在一种可能的实现方式中,导热柱的外壁上还凸设有突出部,突出部位于第一端和第二端之间。
在本实现方式中,在导热柱的第一端和第二端之间设置突出部,可以减少连接层的填充量,压缩连接层的工艺耗时。
在一种可能的实现方式中,突出部位于第一端与第二端之间的中点位置。
在本实现方式中,连接层的填充可以从第一表面和第二表面两侧分别进入到通孔中,因此设置突出部位于第一端与第二端之间的中点处,可以使得从两侧填入的连接层具有相等的填充深度,并使得连接层的工艺耗时最短。
在一种可能的实现方式中,突出部呈连续的结构围设于导热柱的外围。
在本实现方式中,突出部呈连续不间断的结构围设于导热柱的外围,可以使得连接层在导热柱外围任意位置的填充高度均保持一致,便于控制通孔中连接层的均匀性。
在一种可能的实现方式中,通孔的截面为圆形、方形或椭圆形,且导热柱的截面形状与通孔的截面形状相同。
在本实现方式中,通孔的截面可以为圆形、方形或椭圆形等任意易于制作的形状。而设置导热柱的截面形状与通孔的截面形状一致,则利于控制通孔中连接层的均匀性。
在一种可能的实现方式中,基板还包括传输线,传输线位于第一表面靠近第二表面一侧,并与第一表面间隔设置;连接层和导热垫均具有导电性,连接层的一端与导热垫导通,另一端与传输线导通。
在本实现方式中,导热垫具有导电性时,其在将功能器件的热量传递至导热柱的同时,还能够实现传输电信号的功能。利用同样具有导电性的连接层,可以将功能器件上的电信号传递至印制电路板的传输线上,实现功能器件的数据交互。
在一种可能的实现方式中,第一端具有导电性,或连接层还填充于第一端与导热垫之间,以实现连接层与导热垫的导通。
在本实现方式中,当第一端具有导电性时,导热垫上的电信号能够通过第一端传输至连接层处,实现连接层与导热垫之间的电导通;而当连接层填充于第一端与导热垫之间时,因为连接层与导热垫直接接触,因此连接层与导热垫也实现了电导通功能。
在一种可能的实现方式中,导热柱整体具有导电性。
在本实现方式中,导热柱整体具有导电性,可以使得导热柱与连接层一同形成电通路,实现导热垫与传输线之间的电信号传输。而因为导热柱的实心结构,其相较于现有过孔中的金属环具有更大的导电面积,因此还能实现更大的电流传输效果。
在一种可能的实现方式中,散热件也具有导电性,印制电路板还包括绝缘层,绝缘层位于散热件与基板之间。
在本实现方式中,散热件可以采用金属等具有导电性且导热性良好的材料制作。而在基板与散热件之间设置绝缘层,可以避免散热件对通孔中传输的电流形成干扰。
在一种可能的实现方式中,功能器件包括多个导热垫,对应基板设有多个通孔,且通孔的数量与导热垫的数量相同。
在本实现方式中,多个导热垫的设置可以增大功能器件与散热件之间的导热面积,且多个导热垫还可以实现功能器件的多路电信号传输,进一步提升本申请印制电路板的散热效果和集成度。
第二方面,本申请涉及一种电子设备,包括上述的印制电路板。可以理解的,本申请电子设备因为装配了上述印制电路板,而使得本申请电子设备在具备更高集成度的同时,具备更好的散热能力,进而有效控制电子设备的工作温度。
附图说明
图1是本申请实施例提供的印制电路板一种实施例的示意图;
图2是本申请实施例提供的印制电路板另一种实施例的示意图;
图3是图1提供的印制电路板的局部截面示意图;
图4是图1提供的印制电路板另一种实施例的局部截面示意图;
图5a、图5b和图5c分别是图1提供的印制电路板的局部结构平面示意图;
图6是现有技术印制电路板的局部截面示意图;
图7是图6提供的现有技术印制电路板的局部平面示意图;
图8是图4提供的印制电路板另一种实施例的局部截面示意图;
图9是图8提供的印制电路板另一种实施例的局部截面示意图;
图10是图4提供的印制电路板另一种实施例的局部截面示意图;
图11是图4提供的印制电路板另一种实施例的局部截面示意图;
图12是图11提供的印制电路板中导热柱的俯视角结构示意图;
图13是本申请实施例提供的印制电路板另一种实施例的示意图;
图14是图13提供的印制电路板的局部截面示意图;
图15是本申请实施例提供的印制电路板另一种实施例的示意图;
图16是图15提供的印制电路板的局部截面示意图。
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的一部分实施例,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的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。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示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。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”和“上方”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”和“下方”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1所示本申请实施例提供的一种印制电路板100,包括有基板10、功能器件20和散热件30。其中基板10大致为板状,且基板10可以采用绝缘材料制作。板状的基板10包括第一表面11和第二表面12,且第一表面11和第二表面12相背设置。功能器件20位于第一表面11 一侧,且与基板10固定连接。散热件30则位于第二表面12一侧,并同样与基板10固定连接。
本申请印制电路板100可以装配于本申请涉及的电子设备(图中未示)内,用于实现电子设备的各项功能。本申请涉及的电子设备可以是任何具备通信、计算或存储功能的设备,例如:平板电脑、手机、电子阅读器、遥控器、个人计算机(personal computer,PC)、笔记本电脑、车载设备、网络电视、智能家电、可穿戴设备等智能设备。
出于不同电子设备的功能需求差异,本申请印制电路板100并不限制功能器件20的具体功能。同时出于同一电子设备可能存在的多功能需求,本申请印制电路板100也不限制其搭载的功能器件20的数量。也即,本申请印制电路板100中基板10所搭载的功能器件20可以为多个。在图1的示意中,在第一表面11处仅示意了一个功能器件20。在另一些实施例中,固定于第一表面11处的功能器件20还可以为多个。多个功能器件20可以分别实现电子设备的不同功能,且多个功能器件20还可以配合实现电子设备的一种或多种功能。
在图2所示意的印制电路板100另一实施例中,在基板10的第二表面12处,还可以设置第二功能器件20A。第二功能器件20A可以利用到基板10在第二表面12处的面积,提升印制电路板100的集成度。且第二功能器件20A因为与散热件30位于同一侧,其便于通过搭接等方式朝向散热件30传递热量,即第二功能器件20A的散热能力相较于功能器件20的散热能力更好。可以理解的,位于第二表面12处的第二功能器件20A与上述的功能器件20主要通过其装配的位置来区分。二者实际的功能或型号可以相同,也可以区别设置。
请参见图3示意的本申请印制电路板100在功能器件20位置的局部结构示意。本申请印制电路板100的功能器件20、基板10和散热件30可以视为层叠的位置关系。定义层叠的方向为第一方向001,此时在第一方向001上基板10位于功能器件20和散热件30之间。进一步的,功能器件20和散热件30需要沿第一方向001至少部分重合。也即,功能器件20沿第一方向001在散热件30上的投影,至少需要部分与散热件30的表面重合,以使得功能器件20在工作过程中,能够沿第一方向001将其产生的热量传导至散热件30上,实现散热功能。
基板10设有通孔13,通孔13连通于第一表面11和第二表面12之间,也即通孔13沿第一方向001贯穿基板10。且通孔13的位置对应功能器件20的位置设置,并同时还对应散热件30的位置设置。也即通孔13的位置位于功能器件20和散热件30投影重叠的区域之内。
从图3可以看出,通孔13内还设有导热柱40,导热柱40固定于通孔13内。导热柱40大致呈柱状,当导热柱40装配于通孔13内时,导热柱40的长度方向平行于第一方向001。在另一些实施例中,导热柱40的长度方向也可能与第一方向001形成夹角。导热柱40沿自身长度方向包括相对的第一端41和第二端42。导热柱40的外壁43连接于第一端41和第二端42之间。当导热柱 40装配于通孔13内时,其靠近第一表面11的一端为第一端41,其靠近第二表面12的一端为第二端42。
因为通孔13贯穿于第一表面11和第二表面12之间,因此当导热柱40装配于通孔13内时,其靠近第一表面11的第一端41与功能器件20之间呈无遮挡的状态。在本申请印制电路板100 中,第一端41可以与第一表面11平齐设置。此时功能器件20固定于第一表面11上,则功能器件20可以与第一端41直接接触,功能器件20在工作过程中所产生的热量可以直接传递至导热柱40上。
可以理解的,导热柱40作为导热连接结构,其导热系数需要高于基板10的导热系数,进而实现更好的热传导效果。示例性的,本申请导热柱40可以采用导热树脂、金属等材料制作,其中金属可以采用铜(导热系数400W/mk以上)或含铜的合金、铝(导热系数200W/mk以上) 或含铝的合金、钢(导热系数100W/mk以上)等材料。
在另一些实施例中,考虑到导热柱40的长度公差、基板10的厚度公差、以及导热柱40装配于通孔13中的装配公差等因素影响,导热柱40的第一端41也可能突出于第一表面11,或略凹陷于第一表面11之下。当导热柱40的第一端41突出于第一表面11时,导热柱40依然可以与功能器件20直接接触,此时并不影响功能器件20与导热柱40之间的热传导效果;而当导热柱 40的第一端41凹陷于第一表面11时,通过对公差的控制(一些实施例中,可以将第一端41相对于第一表面11的凹陷尺寸控制在10μm之内),导热柱40的第一端41与功能器件20之间的距离较小,也能够实现较好的热传导效果。
而在第二端42一侧,第二端42也可以与第二表面12齐平设置,第二端42可以与散热件30 接触,并将功能器件20处的热量传递至散热件30上。在另一些实施例中,当第二端42突出于第二表面12或凹陷于第二表面12时,也能实现较好的热传导效果。
从图3可以看出,本申请功能器件20还设有导热垫21,且导热垫21与基板10贴合。通孔13 的位置对应导热垫21的位置设置。可以理解的,因为基板10对应导热垫21的位置设置了通孔 13,且通孔13内设有导热柱40,因此导热垫21与基板10的贴合,实际为导热垫21与导热柱40 和/或第一表面11之间的贴合。在图3的示意中,导热垫21的面积大于导热柱40第一端41的面积,因此当导热垫21与通孔13对齐装配后,导热垫21的中心区域与第一端41贴合,导热垫21 边缘的区域则与第一表面11贴合。可以理解的,当导热垫21的面积小于或等于导热柱40的第一端41的面积时,导热垫21可以仅与第一端41贴合。或,在一些实施例中,例如考虑到装配公差的影响因素时,导热垫21与通孔13也可以呈非对齐的姿态相互贴合,此时导热垫21需要至少部分与导热柱40的第一端41接触(如图4所示),而导热垫21的另一部分则与第一表面11 贴合。此时导热垫21与第一端41的接触依然能实现功能器件20朝向散热件30的热传递效果。
本申请散热件30可以采用散热槽(如图2所示)或散热板(如图1所示)的形式来实现。其中散热板结构的散热件30通过增大散热面积的方式实现散热,而散热槽结构的散热件30可以视为在散热板的结构上增加了多个散热鳍31,进一步增大了散热件30的散热面积。可以理解的,散热件30的导热系数也高于基板10的导热系数,从而与导热柱40配合实现功能器件20 的散热。
请参见图5a、图5b以及图5c所示的本申请印制电路板100中基板10的平面示意图。本申请基板10中的通孔13的形状,也即通孔13在垂直于第一方向001上的截面形状,其可以为圆形(图 5a)、方形(图5b)或椭圆形(图5c),亦或者通孔13的截面形状还可以为多边形或任意易于制作的形状。相对应的,导热柱40沿垂直于第一方向001的截面形状也可以与通孔13的截面形状相同,以使得导热柱40的外壁43与通孔13的内壁131之间的间隙更小,或消除外壁43与内壁131之间的间隙。也即,在一些实施例中,当导热柱40的截面形状与通孔13的截面形状相同,且导热柱40的截面形状的尺寸等于或大于通孔13的截面形状尺寸时,固定于通孔13内的导热柱40可以完全填充通孔13,导热柱40的外壁43与通孔13的内壁131之间没有间隙。在本实施例中,导热柱40可以与通孔13形成过盈配合,进而实现导热柱40与通孔13的可靠固定。同时,导热柱40的截面面积相对较大,能够达到更好的导热效果。
请参见图6和图7所示的现有技术中基板1的结构。在现有技术基板1内也开设有过孔2的结构,并在过孔2内制作导热层3,用于实现现有技术器件4朝向现有技术散热板5的热传导。现有技术的导热层3通常为金属,并通过电镀的方式制作。电镀工艺需要在过孔2的内侧逐步附着铜材料,形成导热层3。通常的,电镀方式制作的导热层3截面为圆环形状,其截面外圆半径(即过孔2的内壁半径)为R,截面圆环厚度为h,此时导热层3的面积S计算为:
S=π×[R2-(R-h)2];
以过孔2的截面外圆半径R=300μm(即0.3mm)、截面圆环厚度h1=25μm为例,导热层3的截面积S1计算为:
S1=π×[3002-(300-25)2]=45138μm2;
此时,为了增大导热层3的截面积,可以采用电镀更多金属材料的方式来实现,即增大截面圆环的厚度h。当导热层3的截面厚度增大一倍,达到厚度h2=50μm时,导热层3的截面积S2计算为:
S2=π×[3002-(300-50)2]=86350μm2;
进一步,计算截面圆环厚度增加1倍后的面积增幅:
即,现有技术基板1在采用电镀形式制作导热层3时,为了增大导热层3的导热面积,在将电镀后厚度增大1倍之后,其实际增加的导热面积不足1倍。但导热层3的电镀厚度越厚,其制作所需的时长越长,且导热面积的收益逐步降低。同时,伴随过孔2内导热层3的内径缩小,电镀液的深度能力下降,导热层3内还会出现两端厚度大、中间厚度小的“狗骨”现象。随着印制电路板行业的发展,基板1上的过孔2越来越趋向于高密化的方式分布。相邻两个过孔2 之间的距离由1mm逐渐向0.8mm、甚至0.65mm过渡。相对应的,过孔2的孔径也由0.3mm逐渐向 0.25mm甚至0.2mm过渡。由此,电镀液的深度能力不变的情况下,导热层3的电镀厚度过厚则越容易产生不良现象。也即,现有技术中基板1受限于工艺和时间成本的限制,不能无限提升过孔2内的导热层3的导热面积,导致现有技术基板1的导热能力也随之受限。
而本申请印制电路板100通过在通孔13中设置导热柱40,可以增大通孔13的有效导热面积。可以理解的,导热柱40可以为实心结构,且便于制作,由此通孔13的截面积均可以由实心的导热柱填充,并用于实现通孔13的导热功能。示例性的,计算本申请通孔13的半径为0.3mm 时的截面积S3:
S3=π×3002=282600μm2>86350μm2(S2);
可见,本申请印制电路板100因为通孔13中导热柱40的设置,使得通孔13的有效导热面积显著增大。且本申请印制电路板100的制作工艺相对简单,不会造成时间成本的过渡增长。可以理解的,当基板10内分布有多个通孔13时,可以按照该多个通孔13在基板10内的分布尺寸,预先固定多个导热柱40之间的距离(如采用定位板、定位夹爪等),然后仅通过一次或有限次数的装配工序,就可以将多个导热柱40全部置入基板10内。由此,本申请印制电路板100 在提升导热能力的前提下,简化了基板10的制作工艺,相较于现有技术的基板可搭载的功能器件20更多,且能可靠保证各个功能器件20的正常工作。
一种实施例请参见图8。在本申请印制电路板100中,基板10内还包括连接层50。连接层 50填充于通孔13的内壁131与导热柱40之间,用于固定导热柱40。前述中提到,导热柱40可以与通孔13形成过盈配合,以实现导热柱40在通孔13内的定位。但在导热柱40装配于基板10内时,导热柱40与通孔13的过盈配合会形成较大的摩擦力,增大导热柱40的装配难度。而当导热柱40的数量较多时,多个导热柱40的摩擦力增大可能导致装配难度的增加。
而在本实施例中,可以将导热柱40的外径尺寸设置为小于通孔13的内径尺寸,导热柱40 和通孔13之间形成间隙配合。通过连接层50填充导热柱40与通孔13之间的间隙,可以将导热柱40固定于通孔13内。具体的,连接层50也可以采用电镀的方式填充于导热柱40和通孔13之间。此时,通过对导热柱40的外径和通孔13的内径之间的配合,可以控制到导热柱40与通孔 13之间间隙的大小,进而控制连接层50的电镀厚度,缩短连接层50的工艺耗时。
需要提出的是,当导热柱40的通孔13之间留有间隙时,在制作连接层50之前,导热柱40 与通孔13处于相对可移动的状态。此时可以先保留装配导热柱40时的固定结构(定位板、定位夹爪等),使得该固定结构与导热柱40、基板10同步进入电镀工序中,待连接层50制作完成后,再去除固定结构,得到本申请基板10。
另一方面,在本申请基板10结构中,导热柱40可以如图8所示,位于通孔13的中心位置,其相对两侧均填充有连接层50;而在图9的示意中,因为装配公差等因素可能的影响,导热柱 40也可以与通孔13的内壁131贴合,其背离贴合位置的另一侧填充有连接层50,同样可以达到固定导热柱40和通孔13的效果。
可以理解的,连接层50的导热系数也可以高于基板10的导热系数,以使得连接层50同样具备较高的导热能力,连接层50可以与导热柱40一同实现对功能器件20的导热功能。另一方面,因为连接层50对间隙的填充,本申请还存在一些实施例,导热柱40的截面形状与通孔13 的截面形状不同。此时,在导热柱40的外围周向上,导热柱40与通孔13之间的间隙形状呈变化的趋势。而因为连接层50对变化趋势间隙同样可以实现较好的填充,使得在本实施例中,导热柱40的截面可以设置为任意便于制造的形状,同时通孔13的截面也可以设置为任意便于制造的形状。导热柱40和基板10的制作成本及耗时也分别降低。
一种实施例请参见图10。对应到前述中导热柱40的第一端41可能相对于第一表面11凹陷的实施例,当本申请基板10包括连接层50时,还可以通过在第一端41处制作连接层50的方式,以使得连接层50还填充于第一端41与导热垫21之间。导热垫21处的热量可以通过连接层50传递至导热柱40的第一端41上,实现导热柱40的散热效果。因为连接层50的导热系数较高,其作为导热垫21和第一端41之间的热传导媒介,其导热效果与第一端41直接与导热垫21贴合的导热效果趋于一致。
类似的原理,对应到导热柱40的第二端42凹陷于第二表面12的实施例,同样可以在第二端42与散热件30之间填充连接层50,以将导热柱40的热量更好的传递至散热件30上。
请参见图11所示的实施例,导热柱40还可以设置突出部44。突出部44位于第一端41与第二端42之间,且突出部44位于导热柱40的外壁43处,并相对于外壁43突出。在图11的示意中,突出部44自导热柱40的外壁43处朝向通孔13的内壁131伸出。可以看出,突出部44与通孔13 的内壁131之间的间隙,相较于外壁43与通孔13的内壁131之间的间隙更小。在一些实施例中,突出部44还可以直接与通孔13的内壁131抵接,以消除间隙。
突出部44的设置可以缩短连接层50的电镀深度。前述中提到,现有工艺技术较难在相对小的间隙尺寸条件下保证电镀液的制作深度,因此在导热柱40的外壁43与通孔13的内壁131 之间间隙较小的场景下,电镀液较难对该较小的间隙形成均匀的连接层50的结构。而突出部 44的设置,使得在导热柱40的中段位置,导热柱40与内壁131之间的间隙更小,或没有间隙。此时需要填充于该位置处的连接层50也相对减薄,或直接省去。由此能够保证连接层50对导热柱40和通孔13之间间隙的填充效果,同时减少了连接层50的填充量,并压缩连接层50的制作耗时。
在图11的示意中,突出部44还位于第一端41与第二端42之间的中点位置。因为在连接层 50的制作过程中,电镀液会分别从靠近第一端41一侧、和靠近第二端42一侧进入到通孔13内,并填充于导热柱40和通孔13之间的间隙中。因此将突出部44设置于第一端41与第二端42之间的中点位置后,还使得从第一端41一侧进入通孔13内的电镀液,和从第二端42一侧进入通孔 13内的电镀液,其电镀的深度趋于一致。也即本实施例可以使得从相对两侧填入的连接层50 具有相等的填充深度。这样可以使得制作两侧连接层50的工艺耗时相等,并使得连接层50的工艺耗时相对缩短。
一种实施例请参见图12。本申请突出部44可以连续围设于导热柱40的外壁43上一周,呈不间断的结构。突出部44呈连续不间断的结构围设于导热柱40的外围时,可以使得在导热柱 40外围的任意方向上,连接部50的填充深度均保持一致,并使得通孔13中连接层50的结构相对均匀,制作深度相对可控。
请参见图13所示本申请印制电路板100另一种实施例的示意。在本实施例中,功能器件20 的导热垫21还具有导电性。连接层50也具有导电性,且导热垫21与连接层50直接接触并导通。印制电路板100还包括传输线60。传输线60位于第二表面12上,且传输线60延伸至通孔13的位置,并与连接层50导通。功能器件20可以通过导热垫21、连接层50以及传输线60向外传输电信号。
具体的,请同步参见图14所示的局部示意图。连接层50沿第一方向001贯通通孔13,连接层50沿第一方向001具有相对的第一导通端51和第二导通端52。第一导通端51位于靠近第一表面11一侧,且第一导通端51还填充于导热垫21和第一端41之间。此时导热垫21与连接层50之间还设有多个焊球70,在完成对位装配后通过高温加热,可以使得焊球70溶解并实现导热垫 21与连接层50之间的导通。在另一些实施例中,导热垫21也可以直接与连接层50焊接导通。
连接层50的第二导通端52则位于第二表面12一侧,且第二导通端52与传输线60导通。本申请印制电路板100形成了由功能器件20为起点、先后经导热垫21、连接层50至传输线60的电信号传输通路。传输线60可以将该电信号传输给印制电路板100上的其它位置,并实现功能器件20与另一元件之间的电传输通路。
可以理解的,在本实施例中,导热垫21可以视为功能器件20的一个引脚。功能器件20在通过导热垫21散热的同时,还可以通过导热垫21传输或接收电信号,以实现功能器件20的具体功能。功能器件20通过具有导电性的导热垫21和连接层50相互接触,可以将电信号传输至传输线60上。由此,本申请基板10中的通孔13,在具备散热功能的同时,还具备了电信号传输的能力。在图14所示的结构中,在第一表面11靠近通孔13的区域,还设置有用于实现导通的接触层80。该接触层80与连接层50连接,接触层80同样具有导电性,且接触层80可以与连接层50采用相同材料制作,接触层80还可以与连接层50一体制作。接触层80与连接层50可以共同形成对应构造为引脚的导热垫21的焊盘结构。
而在另一些实施例中,参见图15。基板10内还设有中间导电层,该中间导电层位于第一表面11和第二表面12之间。此时传输线60设置于中间导电层位置,并同样与第一表面11间隔设置。请同步参见图16的示意,在本实施例中,导热垫21与连接层50之间未直接接触,导热垫21通过焊球70和导热柱40的第一端41与连接层50导通。也即,在本实施例中导热柱40至少其第一端41具有导电性。功能器件20可以先后经过导热垫21、焊球70、第一端41以及连接层 50导通至传输线60处,以形成电性通路。且在本实施例中,连接层50可以沿第一方向001贯穿通孔13,传输线60在中间导电层的位置与连接层50形成搭接,以形成电性通路。而在另一些实施例中,因为传输线60位于第一表面11与第二表面12之间,因此连接层50还可以仅从第一表面11延伸至中间导电层处与传输线60导通,同样可以实现电传输功能。
可以理解的,当导热柱40具有绝缘性时,为了使得第一端41具有导电性,可以通过在第一端41处制作导电层(图中未示)等方式来实现其导电能力。可以理解的,图13和图14中的第一导通端51也可以视为第一端41处的导电层结构。而在另一些实施例中,第一端41处的导电层结构还可以采用区别于连接层50的材料制作,并不影响本申请方案的实现。
在另一些实施例中,导热柱40也可以整体具有导电性。即导热柱40整体采用导电材料制作,以使得导热柱40整体均可用于导电。此时,从导热垫21处仅焊球70传来的电信号,可以同时通过导热柱40和连接层50传输。且因为导热柱40和连接层50填充于通孔13之中,整个通孔13的截面均可视为有效导电面积,本实施例中的功能器件20可以传输更大的电流信号。
请看回图13和图14所示意的印制电路板100的结构。在本实施例中,散热件30也具有导电性。且因为散热件30需要与第二导通端52接触并实现热传导,同时第二导通端52需要与设置于第二表面12上的传输线60导通以传输电信号,因此本申请印制电路板100还包括绝缘层32。绝缘层32位于散热件30与基板10之间,具体为散热件30与第二表面12之间。在本实施例中,绝缘层32还位于散热件30与第二导通端52之间,进而避免导热垫21输出的电信号被传导至散热件30上。绝缘层32也需要具备较高的导热系数。绝缘层32用于实现散热件30与第二导通端 52之间的绝缘,并利用自身的导热能力将第二导通端52处的热量传递至散热件30上,达到散热效果。可以理解的,因为散热件30可能与多个通孔13中的连接层50和/或导热柱40接触并形成散热功能,因此设置绝缘层32以实现散热件30相对于各个通孔13中的连接层50和/或导热柱 40绝缘,可以避免各路电信号在散热件30上形成电性导通的现象。
以上描述,仅为本申请的具体实施例,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,例如减少或添加结构件,改变结构件的形状等,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 (11)
1.一种印制电路板,其特征在于,包括基板、功能器件和散热件,所述基板包括相背设置的第一表面和第二表面;所述功能器件固定于所述第一表面,所述功能器件设有导热垫,所述导热垫与所述基板接触;所述散热件固定于所述第二表面;所述基板还设有通孔,所述通孔连通于所述第一表面和所述第二表面之间,所述通孔内设导热柱,所述导热柱包括靠近所述导热垫的第一端,以及靠近所述散热件的第二端,所述导热柱的导热系数高于所述基板的导热系数,所述导热柱用于将所述功能器件产生的热量传递至所述散热件。
2.根据权利要求1所述的印制电路板,其特征在于,所述基板还包括连接层,所述连接层填充于所述通孔的内壁与所述导热柱之间,用于固定所述导热柱,且所述连接层的导热系数也高于所述基板的导热系数。
3.根据权利要求2所述的印制电路板,其特征在于,所述第一端与所述导热垫贴合,或所述第一端与所述导热垫之间还填充有所述连接层。
4.根据权利要求2或3所述的印制电路板,其特征在于,所述第二端与所述散热件贴合,或所述第二端与所述散热件之间还填充有所述连接层。
5.根据权利要求2所述的印制电路板,其特征在于,所述导热柱的外壁上还凸设有突出部,所述突出部位于所述第一端和所述第二端之间。
6.根据权利要求2所述的印制电路板,其特征在于,所述基板还包括传输线,所述传输线位于所述第一表面靠近所述第二表面一侧,并与所述第一表面间隔设置;
所述连接层和所述导热垫均具有导电性,所述连接层的一端与所述导热垫导通,另一端与所述传输线导通。
7.根据权利要求6所述的印制电路板,其特征在于,所述第一端具有导电性,或所述连接层还填充于所述第一端与所述导热垫之间,以实现所述连接层与所述导热垫的导通。
8.根据权利要求6所述的印制电路板,其特征在于,所述导热柱整体具有导电性。
9.根据权利要求6所述的印制电路板,其特征在于,所述散热件也具有导电性,所述印制电路板还包括绝缘层,所述绝缘层位于所述散热件与所述基板之间。
10.根据权利要求1所述的印制电路板,其特征在于,所述功能器件包括多个所述导热垫,对应所述基板设有多个所述通孔,且所述通孔的数量与所述导热垫的数量相同。
11.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求1-10中任一项所述的印制电路板。
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CN202120224204.9U CN215818718U (zh) | 2021-01-26 | 2021-01-26 | 印制电路板及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN202120224204.9U Active CN215818718U (zh) | 2021-01-26 | 2021-01-26 | 印制电路板及电子设备 |
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CN (1) | CN215818718U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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TWI827178B (zh) * | 2022-07-26 | 2023-12-21 | 大陸商鵬鼎控股(深圳)股份有限公司 | 內埋元件電路板及其製造方法 |
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2021
- 2021-01-26 CN CN202120224204.9U patent/CN215818718U/zh active Active
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