CN219068479U - 电路板组件和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电路板组件和电子设备，其中，电路板组件包括：电路板；芯片，位于电路板的一侧；第一焊接件，电路板和芯片通过第一焊接件相焊接；补强结构，设置在电路板和芯片之间。

Description

电路板组件和电子设备

技术领域

本申请属于电子设备技术领域，具体涉及一种电路板组件和电子设备。

背景技术

在相关技术中，系统级芯片(System on Chip，SoC)通常是通过表面贴装技术(Surface Mounted Technology，SMT)焊接在电路板上的。系统级芯片在不同的温度下会产生不同的翘曲，在焊接时系统级芯片的翘曲量会变小，翘曲的方向也可能转变，随着温度的升高芯片形状由“哭脸”变为“笑脸”。

目前电子产品的常用锡银铜合金(SAC)焊料，其固相线温度大都在217℃，即温度低于217℃焊料为固态。故在系统级芯片焊接完成后，焊接温度下降至217℃时，焊料将从液态转变为固态，并形成机械互联。但此时系统级芯片形状并未回到常温状态，系统级芯片恢复常温下形状的应力将转至焊点中或焊接界面中，使得焊料受到的应力增大，容易发生焊料开裂等现象，致使系统级芯片的可靠性下降。

实用新型内容

本申请旨在提供一种电子设备，能够解决相关技术中系统级芯片焊接在电路板上后，在常温状态下电路板和系统级芯片之间的焊点应力较大，容易开裂的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种电路板组件，包括：

电路板；

芯片，位于电路板的一侧；

第一焊接件，电路板和芯片通过第一焊接件相焊接；

补强结构，设置在电路板和芯片之间。

第一方面，本申请提供了一种电子设备，包括：

如第一方面提供的电路板组件。

在本申请的实施例中，电路板组件包括电路板、芯片、第一焊接件和补强结构，芯片通过第一焊接件焊接在电路板上，并且，在芯片和电路板之间还设置由补强结构，通过补强结构和第一连接件共同分担芯片由焊接温度恢复到常温所产生的应力，从而减小第一焊接件的受到的应力，降低第一焊接件开裂的风险，提升电路板组件的可靠性。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本申请一个实施例提供的电路板组件的示意图；

图2示出了本申请一个实施例提供的电路板组件中的填料的示意图；

图3示出了本申请一个实施例提供的电路板组件的示意图；

图4示出了本申请一个实施例提供的电路板组件中的芯片、第一焊接件和第二焊接件的示意图；

图5示出了本申请一个实施例提供的电路板组件的示意图；

图6示出了本申请一个实施例提供的电路板组件的局部的示意图。

图1至图6附图标记：

100电路板组件，110电路板，112第一阻焊层，114第一焊盘，120芯片，130第一焊接件，140补强结构，142填料，144通孔，146第二焊接件，148第二阻焊层，150第二焊盘，160第三焊接件，170屏蔽盖，180第四焊接件，190存储器，200铜箔，210第一导热件，220第二导热件，230第三导热件。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“内”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，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合图1至图6描述根据本申请实施例的电路板组件100和电子设备。

如图1至图6所示，本申请提供了一种电路板组件100，包括：电路板110；芯片120，位于电路板110的一侧；第一焊接件130，电路板110和芯片120通过第一焊接件130相焊接；补强结构140，设置在电路板110和芯片120之间。

在本申请的实施例中，电路板组件100包括电路板110、芯片120、第一焊接件130和补强结构140，芯片120通过第一焊接件130焊接在电路板110上，并且，在芯片120和电路板110之间还设置由补强结构140，通过补强结构140和第一连接件共同分担芯片120由焊接温度恢复到常温所产生的应力，从而减小第一焊接件130的受到的应力，降低第一焊接件130的应力集中，降低第一焊接件130开裂的风险，提升电路板组件100的可靠性。

具体地，由于芯片120的生产工艺，其本身具有一定的曲度，在焊接过程中，芯片120受热进一步弯曲或反向弯曲，而在芯片120恢复到常温后，其将恢复原有曲度，而由于第一焊接件130会在芯片120恢复原有曲度之前凝固，进而导致第一焊接件130凝固后，芯片120依然会继续变形，从而导致第一焊接件130受力过大容易开裂，而本申请通过增加补强结构140，与第一焊接件130共同分担芯片120的应力，从而降低第一焊接件130开裂的可能性。

如图1和图2所示，作为一种可能的实施方式，补强结构140包括：填料142，设于芯片120和电路板110之间，填料142包括通孔144，第一焊接件130穿过通孔144，填料142的固化温度低于第一焊接件130的固相线温度。其中，固相线温度表示金属从液态转为固态的最高温度。

具体地，补强结构140包括设置在芯片120和电路板110之间的填料142，填料142上具有通孔144，第一焊接件130穿过通孔144，进而填料142和第一焊接件130共同分担芯片120产生的应力。

并且，填料142的固化温度要低于第一焊接件130的固相线温度，进而在将芯片120焊接在电路板110时，填料142在第一焊接件130凝固形成连接之前已经固化，并形成一定的机械强度，并且，其还与芯片120连接，可以降低芯片120的变形程度，从而减低芯片120产生的应力，降低第一焊接件130受到的应力，进一步提升电路板组件100的可靠性。填料142的固化温度可以在150摄氏度到180摄氏度左右，当然，填料142只需在第一焊接件130形成焊接连接之前固化即可，其固化温度越低，则越先固化，越能降低芯片120的变形量。

其中，填料142采用SMT贴胶膜工艺。填料142可以在焊接过程中，第一连接件凝固形成焊点前进行固化，从而形成机械连接，以降低芯片翘曲，降低和分散第一焊接件130上因芯片120翘曲产生而产生的应力。

以及，填料142作为底部填充料无需考虑流动性，因此，可以采用多无机填料142，填料142固化的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion，CTE)可以做到与第一焊接件130、芯片120和电路板110相近，温度变化下因各材料热膨胀系数不匹配产生的热应力将大大减小，从而可以提高电路板组件100的可靠性。具体地，填料142的热膨胀系数、第一焊接件130的热膨胀系数、芯片120的热膨胀系数和电路板110的热膨胀系数相差可以在10％以内，以降低各个材料之间的热应力，提升电路板组件100的可靠性。

具体地，电路板组件100的制作步骤可以是：

1、在芯片120上印刷第一焊接件130，具体地，在芯片120的焊盘上印刷焊锡膏。

2、在芯片120上贴填料142，将填料142的通孔144和第一焊接件130相对应的贴在芯片120上。

3、将各类的芯片120和结构件等贴在电路板110上。

4、回流焊接，填料142先固化形成机械粘接，从而连接芯片120和电路板110，之后第一焊接件130熔融，形成电路板110和芯片120的焊接。

5、测试电路板110的功能。

其中，可以通过对第一焊接件130的阻值检测来确定的第一焊接件130的开裂情况，从而实现对电路板组件100的可靠性的预测。

如图1所示，作为一种可能的实施方式，填料142为导热填料142，电路板组件100还包括：屏蔽盖170，设置在电路板110上，屏蔽盖170罩设于芯片120上，填料142和屏蔽盖170接触。

具体地，电路板组件100还包括屏蔽盖170，屏蔽盖170设置在电路板110上，并将芯片120罩设在内，从而实现芯片120的屏蔽，而填料142和屏蔽盖170接触，进而填料142可以将芯片120产生的热量传导至屏蔽盖170，再通过屏蔽盖170传递到电路板110、外界或屏蔽盖170上的其他散热部件，从而提升电路板组件100的散热效果。

其中，填料142可以采用环氧树脂、固化剂、助剂和氧化铝或氮化铝、氮化硼等导热绝缘微粉填料142的高导热系数的半固化胶膜。具体地，填料142的导热系数大于或等于10W/(m·K)。

填料142根据芯片120的尺寸以及屏蔽盖170的间距裁切成相应的尺寸，并按照芯片120的第一焊接件130的分布设置通孔144，预留焊接空间。芯片120贴片前先使用贴片机将填料142贴在电路板110上，随后将屏蔽盖170贴在电路板110上，并罩住芯片120，然后一同进行回流焊接。

进一步地，如图1所示，在芯片120上通过第四焊接件180焊接由存储器190，填料142可以将芯片120的热量通过屏蔽盖170导出，并可以传递到铜箔200上，铜箔200连接再通过第二导热件220传递到第三导热件230上，并且，存储器190可以将热量通过第一导热件210传递到铜箔200上，再通过铜箔200传递到第二导热件220上，第二导热件220再传递到第三导热件230上。其中，箭头表示热量的传递方式。

如图3和图4所示，作为一种可能的实施方式，补强结构140包括：第二焊接件146，芯片120通过第一焊接件130和第二焊接件146焊接在电路板110上，第二焊接件146的固相线温度大于第一焊接件130的固相线温度。

具体地，补强结构140包括第二焊接件146，芯片120通过第一焊接件130和第二焊接件146焊接在电路板110上，并且，第二焊接件146的固相线温度大于第一焊接件130的固相线温度，也就是，在将芯片120焊接在电路板110上后，随着温度的降低，第二焊接件146先凝固，进而降低芯片120恢复到常温的变形，之后第一焊接件130凝固，与第二焊接件146共同分担芯片120产生的应力，从而降低第一焊接件130所承担的应力，并且，由于第二焊接件146先凝固，所以第二焊接件146所承担的应力更大，进一步降低第一焊接件130开裂的风险，提升电路板组件100的可看性。

其中，芯片120常温下，25摄氏度时为弯曲状态，在250摄氏度左右的变形量最大，例如：芯片120在25摄氏度下向第一侧折弯，芯片120在250摄氏度左右下向第二侧折弯，也就是由“哭脸”到“笑脸”的转变。

基于此，在芯片120的热翘曲变化量较大的区域均匀的设计一定数量的补强焊盘。在表面贴装时，在上述焊盘中增加固相线温度更高的第二焊接件146，第二焊接件146在焊接过程中优先凝固形成机械互联，优先吸收芯片120翘曲残留的应力，具体地，表面贴装时先在电子设备上印刷第一焊接件130后，通过喷锡或点锡的方式将第二焊接件146转移至补强焊盘上。

其中，第二焊接件146可以采用Sn0.7Cu，其固相线温度227℃，也可以采用Sn3.2Ag0.7Cu5.5Sb，其固相线温度224℃，以及其他焊料，而第一焊接件130的为采用的锡银铜合金，固相线温度为217℃。进一步地，第一焊接件130和第二焊接件146的液相线温度接近，液相线温度表示金属从固态转为液态的最高温度。第一焊接件130的液相线温度和第二焊接件146的液相线温度可以相差10％以内，从而便于第一焊接件130和第二焊接件146的熔焊。其中，Sn0.7Cu的液相线温度227℃，Sn3.2Ag0.7Cu5.5Sb的液相线温度为233℃。

第二焊接件146和填料142可以结合使用，以增加对芯片120弯曲应力的适应效果，降低第一焊接件130开裂的可能性。

如图3和图4所示，作为一种可能的实施方式，第一焊接件130和第二焊接件146的数量都为多个，分布在芯片120和电路板110之间，形成阵列结构，多个第二焊接件146中的至少部分位于第一焊接件130和第二焊接件146的最外侧。

具体地，第一焊接件130和第二焊接件146的数量都是多个，第一焊接件130可以是常规功能焊点，而第二焊接件146为补强焊点，进而第一焊接件130和第二焊接件146形成阵列结构，进而多个第一焊接件130和多个第二焊接件146分布在芯片120和电路板110之间，并且，多个第二焊接件146中的至少部分位于第一焊接件130和第二焊接件146的最外侧，也就是多个第二焊接件146中的至少部分靠近芯片120的边缘，其中，芯片120的边缘的变形量最大，因此，多个第二焊接件146中的至少部分靠近芯片120的边缘可以更好地分担芯片120变形的应力，进一步降低第一焊接件130所承受的应力，提升电路板组件100的可靠性。

如图3和图4所示，作为一种可能的实施方式，电路板110包括第一阻焊层112，补强结构140包括：第二阻焊层148，设置在芯片120上，第二阻焊层148的厚度大于第一阻焊层112的厚度。

具体地，电路板110包括第一阻焊层112，补强结构140包括设置在芯片120上的第二阻焊层148，第一阻焊层112和第二阻焊层148相对设置，并且，第二阻焊层148的厚度大于第一阻焊层112的厚度，进而增加第二阻焊层148的刚性，提升芯片120的抗变形能力，第一阻焊层112和第一焊接件130共同分担芯片120的应力，进而降低第一焊接件130开裂的可能性，提升电路板组件100的可靠性。

如图5和图6所示，作为一种可能的实施方式，第一阻焊层112上具有第一焊盘114；第二阻焊层148上具有第二焊盘150，第一焊盘114和第二焊盘150相对；以及电路板组件100还包括：第三焊接件160，连接在第一焊盘114和第二焊盘150之间。

具体地，第一阻焊层112上具有第一焊盘114第二阻焊层148上具有第二焊盘150，第一焊盘114和第二焊盘150通过第三焊接件160相连接，进而第三焊接件160可以连接第一阻焊层112和第二阻焊层148，提升第二阻焊层148的支撑力，增加芯片120和电路板110的连接强度，并且，取消了底部填充料，简化工艺，降低芯片120的积热，降低芯片120的热应力，提升芯片120的使用寿命。

如图5和图6所示，作为一种可能的实施方式，第一焊接件130和第三焊接件160的数量都为多个，相邻的第一焊接件130之间设置有第三焊接件160。

具体地，第一焊接件130和第二焊接件146的数量都为多个，且相邻的第一焊接件130之间设置有第三焊接件160，进而使得第三焊接件160的分布更加均匀，使得芯片120的各个位置的强度更均匀，进一步增加芯片120和电路板110的连接强度。

作为一种可能的实施方式，还包括：存储器190，设置在芯片120背离电路板110的一侧。其中，芯片120可以是系统级芯片。

具体地，芯片120上背离电路板110的一侧可以设置存储器190，从而将芯片120和存储器集成在一起，减小芯片120和存储器190的占用空间，从而减小电子设备的体积。

以及，电路板110可以是印制电路板110或芯片的基板，也就是电路板110可以适用于芯片的封装结构。

本申请提供了一种电子设备，包括：如第一方面提供的电路板组件100。

在本申请的实施例中，由于电子设备包括如第一方面提供的电路板组件100，因此，电子设备具有如第一方面提供的电路板组件100的全部有益效果，在此不再一一陈述。

具体地，电子设备还包括框体和屏幕，电路板组件100和屏幕都设置在框体上。

电子设备包括手机、平板电脑、可穿戴设备、笔记本电脑、台式电脑、显示器或电视等设备。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、或“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、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。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电路板组件，其特征在于，包括：

电路板；

芯片，位于所述电路板的一侧；

第一焊接件，所述电路板和所述芯片通过所述第一焊接件相焊接；

补强结构，设置在所述电路板和所述芯片之间。

2.根据权利要求1所述的电路板组件，其特征在于，所述补强结构包括：

填料，设于所述芯片和所述电路板之间，所述填料包括通孔，所述第一焊接件穿过所述通孔，所述填料的固化温度低于所述第一焊接件的固相线温度。

3.根据权利要求2所述的电路板组件，其特征在于，所述填料为导热填料，所述电路板组件还包括：

屏蔽盖，设置在所述电路板上，所述屏蔽盖罩设于所述芯片上，所述填料和所述屏蔽盖接触。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电路板组件，其特征在于，所述补强结构包括：

第二焊接件，所述芯片通过所述第一焊接件和所述第二焊接件焊接在所述电路板上，所述第二焊接件的固相线温度大于所述第一焊接件的固相线温度。

5.根据权利要求4所述的电路板组件，其特征在于，

所述第一焊接件和所述第二焊接件的数量都为多个，分布在所述芯片和所述电路板之间，形成阵列结构，多个所述第二焊接件中的至少部分位于所述第一焊接件和所述第二焊接件的最外侧。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电路板组件，其特征在于，所述电路板包括第一阻焊层，所述补强结构包括：

第二阻焊层，设置在所述芯片上，所述第二阻焊层的厚度大于所述第一阻焊层的厚度。

7.根据权利要求6所述的电路板组件，其特征在于，所述第一阻焊层上具有第一焊盘；所述第二阻焊层上具有第二焊盘，所述第一焊盘和所述第二焊盘相对；以及

所述电路板组件还包括：

第三焊接件，连接在所述第一焊盘和所述第二焊盘之间。

8.根据权利要求7所述的电路板组件，其特征在于，

所述第一焊接件和所述第三焊接件的数量都为多个，相邻的所述第一焊接件之间设置有所述第三焊接件。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的电路板组件，其特征在于，还包括：

存储器，设置在所述芯片背离所述电路板的一侧。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的电路板组件。

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