TWI551198B - 具散熱功能之印刷電路板結構 - Google Patents

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TWI551198B
TWI551198B TW102128942A TW102128942A TWI551198B TW I551198 B TWI551198 B TW I551198B TW 102128942 A TW102128942 A TW 102128942A TW 102128942 A TW102128942 A TW 102128942A TW I551198 B TWI551198 B TW I551198B
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蕭淑薇
黃筱婷
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Description

具散熱功能之印刷電路板結構
本發明係關於印刷電路板(printed circuit board)，且特別是關於一種具散熱功能之印刷電路板結構。
隨著電腦技術的發展，電子元件已於高速下操作。然而，電子裝置(electronic device)的操作速度越快，則其將產生了更多的熱能(heat)。倘若所產生的熱能無法妥善的逸散，則將嚴重衝擊電子元件的操作穩定度。一般來說，為了確保電子裝置的正常操作，可使用一散熱裝置(heat dissipation device)以逸散由電子裝置所產生的熱能。
一般來說，接觸位於一印刷電路板上之一電子裝置之一散熱元件係採用由如銅合金之實體金屬所形成之散熱片(heat sink)，其具有類鰭狀外型(fin-like configuration)。
然而，散熱片的使用增加了包含此印刷電路板與電子裝置之一電子裝置封裝物之製造成本與製造時間。因此，便需要一種新穎的具散熱功能之印刷電路板結構，其可免除散熱片的使用。
依據一實施例，本發明提供了一種具散熱功能之印刷電路板結構，包含：一封裝基板；一銲墊，形成於該封裝 基板之一第一表面之一部上，其中該銲墊具有一長方形外型且具有數個邊角；複數個接地線，形成於該封裝基板之數部上，分別實體連結於至少該銲墊之該些邊角之兩個邊角上；一第一貫孔，自該銲墊之一中央處穿透該銲墊與該封裝基板；以及複數個第二貫孔，大體自鄰近該銲墊之該些邊角之一處穿透該銲墊與該封裝基板，其中該些第二貫孔係分別鄰近於該些接地線之一。
以上所述之具散熱功能之印刷電路板結構可免除散熱片的使用，從而節省製造成本及製造時間。
100‧‧‧印刷電路板結構
102‧‧‧封裝基板
104‧‧‧阻銲層
110‧‧‧銲墊
120‧‧‧導線
120’‧‧‧接地線
130‧‧‧接地線
140‧‧‧接地線
150‧‧‧區域
160‧‧‧貫孔
170‧‧‧貫孔
175‧‧‧貫孔
180‧‧‧貫孔
190‧‧‧導電層
195‧‧‧導電層
300‧‧‧印刷電路板結構
310‧‧‧接地線
320‧‧‧貫孔
330‧‧‧接地線
340‧‧‧貫孔
400‧‧‧印刷電路板結構
500‧‧‧印刷電路板結構
W1‧‧‧線寬
W2‧‧‧線寬
D1‧‧‧直徑
D2‧‧‧直徑
A‧‧‧頂面
B‧‧‧底面
第1圖為一上視示意圖，顯示了依據本發明之一實施例之一種具散熱功能之印刷電路板結構。
第2圖為一剖面示意圖，顯示了第1圖中具散熱功能之印刷電路板結構沿線段2-2之情形。
第3圖為一下視示意圖，顯示了如第1圖所示之一種具散熱功能之印刷電路板結構。
第4圖為一上視示意圖，顯示了依據本發明之另一實施例之一種具散熱功能之印刷電路板結構。
第5圖為一上視示意圖，顯示了依據本發明之又一實施例之一種具散熱功能之印刷電路板結構。
第6圖為一上視示意圖，顯示了依據本發明之另一實施例之一種具散熱功能之印刷電路板結構。
第7圖為一上視示意圖，顯示了依據本發明之又一實施例 之一種具散熱功能之印刷電路板結構。
第8圖為一剖面示意圖，顯示了第7圖中具散熱功能之印刷電路板結構沿線段8-8之情形。
第9圖為一下視示意圖，顯示了如第7圖所示之具散熱功能之印刷電路板結構。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置電性連接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。
請參照第1-3圖，顯示了為依據本發明之一實施例之具散熱功能之一種印刷電路板結構100，其可免除於一電子裝置封裝物上之散熱片(heat sink)的使用，其中第1圖顯示了印刷電路板結構100之一上視示意圖，而第2圖顯示了第1圖中印刷電路板結構100沿線段2-2之剖面示意圖，以及第3圖顯示了第1圖中之印刷電路板結構100之一下視示意圖。
請參照第1圖，部份繪示了用於電子裝置封裝物(未 顯示)之一種具散熱功能之印刷電路板結構100。於此印刷電路板結構100上定義有用於容納一電子裝置封裝物之一區域150，而此電子裝置封裝物為採用非球柵陣列物(non-BGA)形態所封裝形成之具特定功能之一半導體晶片，例如為小型化封裝物(small outline package，SOP)、四方扁平封裝物(quad flat package，QFP)或四方扁平無引腳封裝物(quad flat no-lead package，QFN package)。此外，此印刷電路板結構100包含一銲墊(landing pad)110、數個導線(conductive traces)120以及兩接地線(ground traces)130與140。
如第1圖所示，銲墊110大體位於區域150之中心處，且具有大體長方形之一形狀，此些導線120則平行地對準且設置於銲墊110之相對側處。此些導線120彼此之間係為一阻銲層104所分隔，其中每一導線120可打線接合於後續安裝於區域150之上之一電子裝置封裝物(未顯示)之一引腳(lead)。導線120的設置形態並非以第1圖內所示情形為限，而基於電子裝置封裝物(未顯示)之引腳形態的設計情形，此些導線120可形成於銲墊150之兩個以上側邊。此兩接地線130與140則係形成於銲墊110之兩個下方邊角處，以分別實體連結於銲墊150之兩下方邊角之一。於一實施例中，銲墊110可包含銅箔材料。
於一實施例中，接地線130與140為耦接於形成於印刷電路板結構100上之一接地平面或一接地元件(皆未顯示)之導線。接地線可包含銅箔並可具有一線寬W1，此線寬W1係大於導線120之線寬W2。於一實施例中，接地線130之線寬W1約為16-20密爾(mil)，而導線120之線寬W2約為6-8密爾。
請繼續參照第1圖，於銲墊110之多個位置之上形成有數個貫穿印刷電路板結構100之具有圓形上視情形之貫孔160、170、180。如第1圖所示，貫孔160係形成於銲墊110之中央處，而貫孔170與180係分別形成於接近銲墊110之數個下方邊角之一之一位置處。貫孔160具有一直徑D1，其大於貫孔170與180之直徑D2。於一實施例中，貫孔160之直徑D1約為1.8-2.0毫米，而貫孔170與180之直徑則約為0.8-1.2毫米。於第1圖所示之印刷電路板結構100中，於安裝一電子裝置封裝物(未顯示)至區域150上之後，此些貫孔160、170與180以及接地線130與140則可做為散熱元件之用，以逸散於操作時由電子裝置封裝物(未顯示)內之半導體晶片產生的熱能，如此便不再需要於此電子裝置封裝物之上安裝傳統之散熱片。
請參照第2圖，顯示了第1圖內具散熱功能之印刷電路板結構100沿線段2-2之剖面情形。印刷電路板結構100包含一封裝基板(package substrate)102由包含如玻璃纖維(glass fibre)、環氧樹脂(epoxy)、FR-4材料等絕緣材料所形成。銲墊110與阻銲層(solder resist layer)104則定義與形成於封裝基板102上之一頂面A上，以安裝電子裝置封裝物(未顯示)。此外，於相對於封裝基板102之頂面A之一底面B上則坦覆地(blanketly)形成有一導電層190。於為貫孔160、170與180所露出之封裝基板102、銲墊110與導電層190之側壁之上形成有一導電層195，以進而連結銲墊110與導電層190。於一實施例中，導電層195可包含如銅之導電材料。由於銲墊110與接地線130與140以及導電層190的連結情形，安裝於銲墊110上之電子裝 置封裝物(未顯示)於其操作時所產生的熱能可透過熱傳導方式而藉由接地線130與140以及導電層190而大部份地逸散掉。此外，由於貫孔160、170與180(見於第1、3圖)的形成，安裝於銲墊110上之電子裝置封裝物(未顯示)內之半導體晶片於其操作時所產生的熱能亦可藉由熱擴散方式而通過此些貫孔160、170與180而抵達封裝基板102之底面B處而部份地逸散掉。
第3圖顯示了如第1-2圖所示之印刷電路板結構100之下視示意圖。如第3圖所示，導電層190係坦覆地形成於封裝基板102(見第2圖)之底面B之上。於一實施例中，導電層190可能並非坦覆地形成於封裝基板102之底面B之上，而基於印刷電路板結構100之設計情形，於封裝基板102之底面B之上亦可形成有與導電層190相分隔之數個導線(未顯示)。
值得注意的是，於其他實施例中，可變動連結於銲墊110之接地線的數量及其位置，而非以第1-3圖所示情形加以限制。
第4圖為一上視示意圖，顯示了依據本發明之另一實施例之一種具散熱功能印刷電路板結構200，其可免除於一電子裝置封裝物上之散熱片的使用。印刷電路板結構200係修正如第1-3圖所示之印刷電路板結構100所得到。在此，於第4圖內相似構件係採用相同標號顯示，且基於簡化之目的，在此僅解說此兩印刷電路板結構100與200間之差異。
請參照第4圖，在此接地線140係形成於銲墊110之右上方邊角處，以實體地連結於銲墊110，而貫孔180則形成於接近銲墊110之右上方邊角處。於區域150上安裝一電子裝置封 裝物(未顯示)之後，此些貫孔160、170、180以及接地線130與140則可做為散熱元件之用，以逸散電子裝置封裝物內之半導體晶片於操作時所產生之熱能，如此便不再需要於電子裝置封裝物上安裝傳統之散熱片。
第5圖為一上視示意圖，顯示了依據本發明之又一實施例之一種具散熱功能之印刷電路板結構300，以免除於一電子裝置封裝物上之散熱片的使用。印刷電路板結構300係修正如第1-3圖所示之印刷電路板結構100所得到。在此，於第5圖內相似構件係採用相同標號顯示，且基於簡化之目的，在此僅解說印刷電路板結構100與300間之差異。
請參照第5圖，在此於銲墊110之右上方邊角處更形成有額外之一接地線310，且其實體地連結於銲墊110。而於接近銲墊110之右上方邊角處亦形成有相似於貫孔130與140等穿透印刷電路板結構300之一額外貫孔320。
於如第5圖所示之印刷電路板結構300中，於區域150上安裝一電子裝置封裝物(未顯示)之後，此些貫孔160、170、180、與320、以及接地線130、140與310可做為散熱元件之用，以逸散電子裝置封裝物內之半導體晶片於操作時所產生之熱能，如此便不再需要於電子裝置封裝物上安裝傳統之散熱片。
第6圖為一上視示意圖，顯示了依據本發明之另一實施例之一種具散熱功能之印刷電路板結構400，藉以免除於一電子裝置封裝物上之散熱片的使用。印刷電路板結構400係修正如第5圖所示之印刷電路板300所得到。在此，於第6圖內 相似構件係採用相同標號顯示，且基於簡化之目的，在此僅解說印刷電路板結構400與300間之差異。
請參照第6圖，在此於銲墊110之左上方邊角處更形成有額外之一接地線330，而其實體地連結於銲墊110的左上角。而於接近銲墊110之左上方邊角處亦形成有相似於貫孔130與140與320等穿透印刷電路板結構600之一額外貫孔340。
於如第6圖所示之印刷電路板結構400中，於區域150上安裝一電子裝置封裝物(未顯示)之後，此些貫孔160、170、180、320與340、以及接地線130、140、310與330可做為散熱元件之用，以逸散電子裝置封裝物內之半導體晶片於操作時所產生之熱能，如此便不再需要於電子裝置封裝物上安裝傳統之散熱片。
第7圖為一示意上視圖，顯示了依據本發明之又一實施例之具散熱功能之一種印刷電路板結構500，藉以免除於一電子裝置封裝物上之散熱片的使用。印刷電路板結構500係由修正如第1-3圖所示之印刷電路板結構100所得到。在此，於第7圖內相似構件係採用相同標號顯示，且基於簡化之目的，在此僅解說印刷電路板結構100與500間之差異。
請參照第7圖，鄰近於銲墊110左側之中央部之數個導線120之一(標示為120’)可更朝向銲墊110延伸並實體連結於銲墊110。相似於貫孔160與170，可於鄰近連結於銲墊110之導線120’之處形成有穿透銲墊110之一貫孔175，其具有介於0.8-1.2毫米之直徑D3。在此，導線120’係做為相似於接地線130與140之一接地線。於區域150上安裝一電子裝置封裝物(未顯 示)之後，此些貫孔160、170、175、與180、以及接地線120’、130、與140可做為散熱元件之用，以逸散電子裝置封裝物內之半導體晶片於操作時所產生之熱能，如此便不再需要於電子裝置封裝物上安裝傳統之散熱片。
請參照第8圖，顯示了第7圖中具散熱功能之一種印刷電路板結構500沿線段8-8之剖面情形。印刷電路板結構500包含了封裝基板102、以及定義且形成於用於安裝電子裝置封裝物(未顯示)之封裝基板102之頂面A上之銲墊110以及阻銲層104。此外，於相對於封裝基板102之頂面A之一底面B上則坦覆地形成有一導電層190。於為貫孔160與175所露出之封裝基板102、銲墊110與導電層190之側壁之上形成有一導電層195，以進而連結銲墊110與導電層190。由於銲墊110與接地線120’以及導電層190的連結情形，安裝於銲墊110上之一特定位置(如銲墊110之左方中間位置處)之電子裝置封裝物(未顯示)於其操作時所產生的熱能可透過熱傳導方式而藉由接地線120’以及導電層190而大部份地逸散掉，進而局部地降低於電子裝置封裝物(未顯示)之一特定位置處之熱能。此外，由於貫孔160、170、175與180(見於第7、9圖)的形成，安裝於銲墊110上之電子裝置封裝物(未顯示)內之半導體晶片於其操作時所產生的熱能亦可藉由熱擴散方式而通過此些貫孔160、170、175與180而抵達封裝基板102之底面B處而部份地逸散掉。
第9圖為一下視示意圖，顯示了第7圖中之具散熱功能之一種印刷電路板結構500之一底面B(請參照第8圖)。如第9圖所示，於相對於封裝基板102之頂面A之一底面B上坦覆 地形成有一導電層190。於一實施例中，導電層190可能並非坦覆地形成於封裝基板102之底面B之上，而基於印刷電路板結構100之設計情形，於封裝基板102之底面B之上亦可形成有與導電層190相分隔之數個導線(未顯示)。
值得注意的是，於其他實施例中，連結於銲墊110之接地線120’的數量及其設置位置可因不同實施例而變動，藉以局部地降低於一電子裝置封裝物(未顯示)之一特定位置處所產生的熱能，並非以如第7-9圖所示情形為限。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧印刷電路板結構
102‧‧‧封裝基板
104‧‧‧阻銲層
110‧‧‧銲墊
120‧‧‧導線
130‧‧‧接地線
140‧‧‧接地線
150‧‧‧區域
160‧‧‧貫孔
170‧‧‧貫孔
180‧‧‧貫孔
W1‧‧‧線寬
W2‧‧‧線寬
D1‧‧‧直徑
D2‧‧‧直徑

Claims (18)

  1. 一種具散熱功能之印刷電路板結構，包含：一封裝基板；一銲墊，形成於該封裝基板之一第一表面之一部上，其中該銲墊具有一長方形外型且具有數個邊角；複數個接地線，形成於該封裝基板之數部上，分別實體連結於至少該銲墊之該些邊角之兩個邊角上；一第一貫孔，自該銲墊之一中央處穿透該銲墊與該封裝基板；以及複數個第二貫孔，大體自鄰近該銲墊之該些邊角之一處穿透該銲墊與該封裝基板，其中該些第二貫孔係分別鄰近於該些接地線之一；其中，所述第一貫孔之直徑大於所述第二貫孔之直徑；其中，所述印刷電路板結構更包含複數個導線，自該銲墊之一側而形成於該封裝基板上；其中，該些接地線之線寬大於該些導線之線寬。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中該些導線具有約6-8密爾之線寬。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，更包含：另一接地線，自該銲墊之該側而形成於該封裝基板之上，並位於該些導線之間；以及一第三貫孔，自鄰近於該另一接地線之該銲墊之一部穿透該銲墊與該封裝基板。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中形成於該些導線之間的該接地線係實體連結於該銲墊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中於該封裝基板之兩個不同部上形成有兩接地線，而該些接地線分別自該銲墊之兩相鄰邊角而實體連結於該銲墊。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中於該封裝基板之兩不同部上形成有兩接地線，而該些接地線分別自該銲墊之兩相對邊角而實體連結於該銲墊。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中於該封裝基板之多個不同部上形成有三接地線，該些接地線分別自該銲墊之三相鄰邊角而實體連結於該銲墊。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中於該封裝基板之多個不同部上形成有四接地線，該些接地線自該銲墊之四個邊角而實體連結於該銲墊。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，更包含一導電層，形成於該基板之一第二表面之一部上，其中該第二表面係相對於該第一表面，而該導電層係鄰近於該些第二貫孔之一。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，更包含另一導電層，形成於該第一貫孔與該些第二貫 孔所露出之該銲墊、該封裝基板、與該導電層之數個側壁之上。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中該封裝基板包含玻璃纖維、環氧樹脂或FR-4材料。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中該銲墊與該接地線包含銅箔。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中該第一貫孔具有約1.8-2.0毫米之一直徑。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中該些第二貫孔具有約0.8-1.2毫米之一直徑。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中該些接地線具有約16-20密爾之線寬。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中於該封裝基板上定義出用於設置一電子裝置封裝物之一區域，而該區域包含了該銲墊、該第一貫孔、該些第二貫孔以及部分之該些接地線。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中該電子裝置封裝物為非球柵陣列物之一封裝物。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之具散熱功能之印刷電路板結構，其中該電子裝置封裝物為一小型化封裝物、一四方扁平封裝物或一四方扁平無引腳封裝物。
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