WO2021115416A1 - 一种电路板组件和电子设备 - Google Patents

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WO2021115416A1
WO2021115416A1 PCT/CN2020/135622 CN2020135622W WO2021115416A1 WO 2021115416 A1 WO2021115416 A1 WO 2021115416A1 CN 2020135622 W CN2020135622 W CN 2020135622W WO 2021115416 A1 WO2021115416 A1 WO 2021115416A1
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circuit board
preset
pin
welding
heat sink
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陈丽霞
高云
欧阳艳红
戴宇峰
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中兴通讯股份有限公司
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    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/205—Heat-dissipating body thermally connected to heat generating element via thermal paths through printed circuit board [PCB]

Definitions

  • an electronic device including the aforementioned circuit board assembly.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of another connection relationship between the preset welding pin and the first circuit board in the circuit board assembly provided by the present disclosure
  • Fig. 7 is a structural block diagram of an electronic device provided by the present disclosure.
  • circuit board assembly helps to realize the assembly of electronic equipment and system products, improve the power density of the system products, and improve the work efficiency of the products.
  • the specific structure and specific functions of the first circuit board 10 and the second circuit board 20 are not particularly limited.
  • one of the first circuit board 10 and the second circuit board 20 is a system board, and the other is a printed circuit board used in conjunction with the system board.
  • a heat conduction cavity is formed between the heat sink and the corresponding side of the first circuit board, so that the heat conduction cavity can be filled after the first circuit board 10 and the second circuit board 20 are welded.
  • the thermally conductive material 40 therefore, the thermally conductive material is always at a relatively low temperature, ensuring the thermal conductivity of the thermally conductive material. Since the first circuit board 10 and the second circuit board 20 are soldered together, no thermally conductive material has been provided. Therefore, total reflow soldering can be used when the first circuit board 10 and the second circuit board 20 are soldered together. It is unnecessary to consider the influence of high temperature on the performance of the circuit board assembly, thereby improving the production efficiency of the circuit board assembly.
  • the heat sink 50 is fixedly connected to the first circuit board 10 through the heat sink support 60, and the distance between the first circuit board 10 and the heat sink 50 is maintained by the heat sink support 60, so that the distance between the first circuit board 10 and the heat sink 50 can be accurately maintained. Controlling the size of the heat-conducting cavity, and then accurately controlling the thickness of the filled heat-conducting material 40, reduces the thickness tolerance of the heat dissipation path, and improves the heat dissipation efficiency of the circuit board assembly.
  • the present disclosure does not specifically limit the type of the radiator support 60 and the connection mode between the radiator 50 and the plurality of radiator supports 60.
  • the radiator support 60 may be a support nut, a support frame, a support pin, etc.
  • the connection between the radiator 50 and the plurality of radiator supports 60 includes at least one of screw connection and adhesive connection.
  • the heat sink support 60 is cylindrical, and a welding hole is formed on the surface of the first circuit board 10 facing the heat sink 50 One end of the radiator support 60 is inserted into the welding hole, and the other end of the radiator support 60 is fixedly connected to the radiator 50.
  • one end of the radiator support 60 is inserted into the welding hole on the first circuit board 10, so that the precise control of the size of the heat conduction cavity can be realized through the cooperation with the surface of the first circuit board 10, and the heat dissipation can be reduced.
  • the thickness tolerance of the path improves the heat dissipation efficiency of the circuit board assembly.
  • the radiator support 60 has a support and positioning surface A, and the support and positioning surface A of the radiator support 60 and the first circuit board 10 is attached to the surface of the side of the radiator 50 corresponding to the radiator support 60.
  • the preset welding pin 30 includes a encapsulation portion 31 and a first fixing portion 32 and a second fixing portion 33 respectively provided at both ends of the encapsulation portion 31.
  • the portion 31 is attached to a part of the side of the first circuit board 10
  • the first fixing portion 32 is attached to the side of the first circuit board 10 away from the second circuit board 20
  • the second fixing portion 33 is attached to the first circuit board 10.
  • the second fixing portion 33 is welded to the preset welding member, and the second fixing portion 33 is electrically connected to the circuit on the second circuit board 20.
  • the present disclosure does not specifically limit how the preset soldering piece is attached to the hole wall of the pin hole.
  • the preset soldering piece may be formed in the hole by plating through holes.
  • the pin hole is on the wall of the hole.
  • a welding piece groove is formed on the first circuit board 10, and the preset welding pin 30 is arranged in the welding piece groove, and the preset welding pin 30 faces
  • One side of the second circuit board 20 has a predetermined welding surface, and the predetermined welding surface is not lower than the surface of the first circuit board 10 facing the second circuit board 20. In some embodiments, the predetermined welding surface is flush with the surface of the first circuit board 10 facing the second circuit board 20.
  • At least the part of the surface of the first circuit board 10 for providing the preset welding pins 30 is formed by controlled depth milling.
  • deep milling is used to precisely control the dimensional tolerance between the surface of the preset soldering pin 30 (that is, the pad area) and the TOP surface, so as to precisely control the surface of the preset soldering pin 30 and the TOP.
  • an electronic device As shown in FIG. 7, as a second aspect of the present disclosure, an electronic device is provided, and the electronic device includes the circuit board assembly described above.

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Abstract

一种电路板组件及一种包含该电路板组件的电子设备，包括第一电路板(10)和第二电路板(20)，所述第一电路板(10)上设置有预设焊接引脚(30)，所述第二电路板(20)上设置有预设焊接件，所述预设焊接引脚(30)与所述预设焊接件焊接固定，且所述预设焊接引脚(30)与所述第二电路板(20)上的电路电连接。

Description

一种电路板组件和电子设备
相关申请的交叉引用
本申请基于申请号为201911275045.9、申请日为2019年12月12日的中国专利申请提出，并要求该中国专利申请的优先权，该中国专利申请的全部内容在此引入本申请作为参考。
技术领域
本公开涉及电子设备领域，具体地，涉及一种电路板组件和一种包括该电路板组件的电子设备。
背景技术
随着科技的发展，越来越多的电子设备朝着高可靠性、高集成度和智能化的方向发展，设备功能的复杂对体积的要求越来越高，但小型化同时也会带来整个系统散热的问题，导致系统整体可靠性的降低。因此电子设备中通常将多个电路板焊接在一起，以实现设备小型化，并通过封装的结构形式的改进和散热技术的改进来提高电子设备的功率密度和可靠性。
在一些情形中，电路板之间采用焊接的方式固定连接以及电连接，但这些电路板之间通常出现引脚断开的缺陷。
因此，如何提供一种质量稳定的电路板组件，成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本公开提供一种产品质量稳定的电路板组件和电子设备。
为至少在一定程度上解决上述技术问题，作为本公开的一个方面，提供一种电路板组件，包括第一电路板和第二电路板，所述第一电路板上设置有预设焊接引脚，所述第二电路板上设置有预设焊接件，所述预设焊接引脚与所述预设焊接件焊接固定，且所述预设焊接引脚与所述第二电路板上的电路电连接。
作为本公开的第二个方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括前面所述的电路板组件。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是一些情形中电路板的散热方案的分解结构示意图；
图2是一些情形中电路板的散热方案的组装结构示意图；
图3是本公开提供的电路板组件的一种结构的示意图；
图4是本公开提供的电路板组件中预设焊接引脚与第一电路板的一种连接关系的示意 图；
图5是本公开提供的电路板组件中预设焊接引脚与第一电路板的另一种连接关系的示意图；
图6是本公开提供的电路板组件中预设焊接引脚与第一电路板的另一种连接关系的示意图；
图7是本公开提供的电子设备的结构框图。
附图标记说明
10：第一电路板    11：电子元件
20：第二电路板    30：预设焊接引脚
31：包边部        32：第一固定部
33：第二固定部    40：导热材料
50：散热器        60：散热器支撑件
1：散热件         2：导热件
3：电路板
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在一些情形中，电路板之间通常采用波峰焊焊接，即，在对焊接区域进行升温处理的同时，在焊接引脚的预订位置设置金属材料(如，锡)，以使得所述金属材料融化后填满该预订位置并在凝固后形成电路板之间的连接引脚，然而在这种采用波峰焊焊接的电路板组件中，常会出现连接引脚接触不良的问题。本公开的发明人对该引脚接触不良问题进行研究后发现，导致该问题的主要原因是连接引脚在波峰焊焊接中出现了透锡不良的缺陷。
为至少在一定程度上解决上述技术问题，作为本公开的一个方面，提供一种电路板组件，如图3至6所示，所述电路板组件包括第一电路板10和第二电路板20，第一电路板10上设置有预设焊接引脚30，第二电路板20上设置有预设焊接件，预设焊接引脚30与所述预设焊接件焊接固定，且预设焊接引脚30与第二电路板20上的电路电连接。
在本公开的一些实施例中，预设焊接引脚30的材料为金属材料，在第一电路板10与第二电路板20焊接之前，预设焊接引脚30预先被设置在第一电路板10上。因此，本公开中第一电路板10与第二电路板20之间可通过预设焊接引脚30与预设焊接件的回流焊焊接固定，进而避免了电路板之间采用波峰焊焊接时出现引脚接触不良的问题，提高了所述电路板组件的良品率。
此外，采用本公开提供的电路板组件有助于实现电子设备与系统产品的装联，提高系统产品的功率密度，提升产品工作效率。
容易理解的是，第一电路板10与第二电路板20焊接连接的位置即形成有各自的焊盘 区域(即图3中第一电路板10与第二电路板20相接触的区域)，而预设焊接引脚30以及所述预设焊接件均在焊接前分别设置在第一电路板10和第二电路板20的焊盘区域上。
为提高预设焊接引脚30的导热性，以提升所述电路板组件的整体散热性能，在一些实施例中，预设焊接引脚30的材料可以为铜(Cu)。
在一些情形中，电路板组件封装结构的方案通常是在电路板上覆盖导热件，并在导热件上装配散热件，以形成具有散热功能的电路板组件。目前，电路板(印刷线路板)内部无法制作螺纹孔，装配时需要从电路板底部装配固定散热器的螺钉，因此电路板通常需要在和系统内其他功能电路互联之前先与散热相关结构装配在一起。同时，由于印制线路板的加工公差较大，在设计散热装置时，需要考虑额外增加这部分公差带来的导热路径的增加。
在本公开中，对第一电路板10和第二电路板20的具体结构以及具体功能不做特殊的限定。作为一种实施方式，第一电路板10和第二电路板20中的一者为系统板，另一者为与系统板配合使用的印刷电路板。
如图1、图2所示，在一些情形中，通常使用螺钉、螺栓等固定件依次将导热件2和散热件1固定在电路板3上，在进行电路板之间的焊接。为了防止电路板3焊接时的温度超出导热件2的适应范围，一些情形中通常采用温度较低波峰焊焊接，然而波峰焊焊接常因为透锡不良而导致焊点可靠性出现问题。
为至少在一定程度上解决上述问题，提高所述电路板组件的散热效率，在一些实施例中，如图3所示，所述电路板组件还包括至少一个散热器50和多个散热器支撑件60，第一电路板10的至少一侧设置有多个散热器支撑件60，散热器50通过多个散热器支撑件60与第一电路板10固定连接，以在散热器50与第一电路板10相应的一侧之间形成导热腔，所述导热腔用于在所述预设焊接引脚与所述预设焊接件焊接固定后填入导热材料。
在一些实施例中，如图3所示，所述导热腔内设置有导热材料40。本公开对导热材料40的材料不作具体限定，例如，导热材料40可以是导热胶、超柔导热垫等。具体地，导热胶的材料可以为导热硅胶。超柔导热垫可以为导热硅胶制成的导热垫片。
在本公开中，散热器与所述第一电路板相应的一侧之间形成有导热腔，从而可以在第一电路板10与第二电路板20焊接之后再向所述导热腔中填入导热材料40，因此，导热材料始终处于相对较低的温度中，确保了导热材料的导热性能。由于在将第一电路板10和第二电路板20焊接在一起时，还未设置导热材料，因此，在将第一电路板10与第二电路板20焊接在一起时可以采用全回流焊接，不必考虑高温对电路板组件性能的影响，进而提高了电路板组件的生产效率。
并且，在本公开中，散热器50通过散热器支撑件60与第一电路板10固定连接，并通过散热器支撑件60维持第一电路板10与散热器50之间的距离，从而可以精确控制所述导热腔的大小，进而精确控制填入的导热材料40的厚度，减小了散热路径的厚度公差， 提高了所述电路板组件的散热效率。
本公开对散热器50的种类不作具体限定，例如，散热器50可以是电子系统产品的托盘、散热器等散热结构。
本公开对散热器支撑件60的种类以及散热器50与多个散热器支撑件60之间的连接方式不作具体限定，例如，散热器支撑件60可以是支撑螺母、支撑架、支撑插针等，散热器50与多个散热器支撑件60之间的连接方式包括螺纹连接和粘合剂连接中的至少一者。
为提高所述电路板组件的散热效率，在一些实施例中，如图3、图4所示，散热器支撑件60为柱状，第一电路板10朝向散热器50的表面上形成有焊接孔，散热器支撑件60的一端插入所述焊接孔中，散热器支撑件60的另一端与散热器50固定连接。
本公开对所述焊接孔的形状不作具体限定，例如，所述焊接孔可以是盲孔(如图3所示)，也可以是沿厚度方向贯穿第一电路板10的通孔。散热器支撑件60的一端插入所述焊接孔中后，可以与所述焊接孔焊接连接，在一些实施例中，散热器支撑件60与所述焊接孔的焊接以及第一电路板10与第二电路板20的焊接同步完成。
在本公开中，散热器支撑件60的一端插入第一电路板10上的焊接孔中，从而可以通过与第一电路板10表面之间的配合实现导热腔大小的精确控制，减小了散热路径的厚度公差，提高了所述电路板组件的散热效率。
为进一步提高所述电路板组件的散热效率，在一些实施例中，散热器50的表面上形成有连接孔，所述散热器支撑件60的一端插入所述连接孔中，以连接散热器50。在一些实施例中，所述连接孔为盲孔。在本公开中，散热器支撑件60的两端分别插入第一电路板10和散热器50上的孔中，从而可以精确控制第一电路板10与散热器50相对的表面之间的距离，进而实现导热腔大小的精确控制，减小了散热路径的厚度公差，提高了所述电路板组件的散热效率。
为提高导热腔尺寸的精确性，在一些实施例中，如图3所示，至少一个散热器支撑件60的一端通过螺纹紧固件与散热器50固定连接，从而避免了在向填入导热材料40时，散热器50因固定不稳而被导热材料40顶开，进而避免了导热腔大小发生变化，提高了导热腔尺寸控制的精确性。
为进一步提高所述电路板组件的散热效率，在一些实施例中，如图3所示，散热器支撑件60具有支撑定位表面A，散热器支撑件60的支撑定位表面A与第一电路板10朝向该散热器支撑件60所对应的散热器50一侧的表面贴合。
在本公开中，散热器支撑件60通过支撑定位表面与第一电路板10的表面贴附配合，进而精确控制填入的导热材料40的厚度，从而精确地控制导热材料40的热阻，提高了所述电路板组件的散热效率。
作为本公开的一种实施方式，如图4所示，预设焊接引脚30包括包边部31和分别设置在包边部31两端的第一固定部32和第二固定部33，包边部31贴附在第一电路板10侧 面的一部分，第一固定部32贴附在第一电路板10背离第二电路板20的一面上，第二固定部33贴附在第一电路板10朝向第二电路板20的一面上，第二固定部33与预设所述预设焊接件焊接，且第二固定部33与第二电路板20上的电路电连接。
在此实施方式中，预设焊接引脚30同时在第一电路板10的TOP面(即图中背离第二电路板20一侧的上表面)和BOTTOM面(即图中朝向第二电路板20一侧的下表面)形成焊盘，且焊盘之间(即第一固定部32与第二固定部33之间)通过包边部31相互连接，从而实现第一电路板10与第二电路板20上电路之间的电性互连。
在此实施方式中，本公开对预设焊接引脚30的形成方式不作具体限定，例如，预设焊接引脚30可以通过化学沉镀、电镀等方式形成在第一电路板10上。
作为本公开的另一种实施方式，第二电路板20上形成有引脚孔，所述预设焊接件贴附在所述引脚孔的孔壁上；如图5所示，预设焊接引脚30的形状为柱状，且预设焊接引脚30的一端固定在第一电路板10朝向第二电路板20的表面上，预设焊接引脚30的另一端插入所述引脚孔中，并与第二电路板20上的电路电连接。
在此实施方式中，本公开对所述预设焊接件如何贴附在所述引脚孔的孔壁上不作具体限定，例如，所述预设焊接件可以采用电镀通孔的方式形成在所述引脚孔的孔壁上。
为进一步精确控制第一电路板10的TOP面与散热器50之间的导热腔的大小，提高所述电路板组件的散热效率，作为本公开的一种实施方式，散热器支撑件60通过所述预设焊接引脚与第一电路板10固定连接。
作为本公开的再一种实施方式，如图6所示，第一电路板10上形成有焊接件槽，预设焊接引脚30设置在所述焊接件槽中，预设焊接引脚30朝向第二电路板20的一侧具有预设焊接面，所述预设焊接面不低于第一电路板10朝向第二电路板20一侧的表面。在一些实施例中，所述预设焊接面与第一电路板10朝向第二电路板20一侧的表面平齐。
在此实施方式中，预设焊接引脚30呈块状嵌入至第一电路板10中，块状的预设焊接引脚30易于加工，且能够获得精度较高的表面，使用块状的预设焊接引脚30既能够实现电路板之间的引脚连接功能，又能够实现安装公差的精确控制，进而精确控制导热材料40的厚度与热阻，降低散热路径，并提高所述电路板组件的散热效率。
为进一步提高所述电路板组件的散热效率，在一些实施例中，第一电路板10的表面中，至少用于设置预设焊接引脚30的部分通过控深铣形成。在本公开中，通过控深铣精确控制用于设置预设焊接引脚30的表面(即焊盘区域)与TOP面之间的尺寸公差，进而精确控制预设焊接引脚30的表面与TOP面之间的尺寸公差，以及第一电路板10上的电子元件11与散热器50之间的导热腔部分的大小，进而精确控制导热材料40的厚度与热阻，提高了所述电路板组件的散热效率。
如图7所示，作为本公开的第二个方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括上文中所述的电路板组件。
在本公开提供的电子设备中，第一电路板10与第二电路板20焊接之前，预设焊接引脚30预先被设置在第一电路板10上，因此第一电路板10与第二电路板20之间可通过预设焊接引脚30与预设焊接件的回流焊焊接固定，进而避免了电路板之间采用波峰焊焊接时出现引脚接触不良的问题，在减小电子设备体积、提升功率密度和效率的同时，提高了所述电路板组件的良品率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。

Claims (11)

  1. 一种电路板组件，包括第一电路板和第二电路板，其中，所述第一电路板上设置有预设焊接引脚，所述第二电路板上设置有预设焊接件，所述预设焊接引脚与所述预设焊接件焊接固定，且所述预设焊接引脚与所述第二电路板上的电路电连接。
  2. 根据权利要求1所述的电路板组件，其中，所述预设焊接引脚包括包边部和分别设置在所述包边部两端的第一固定部和第二固定部，所述包边部贴附在所述第一电路板侧面的一部分，所述第一固定部贴附在所述第一电路板背离所述第二电路板的一面上，所述第二固定部贴附在所述第一电路板朝向所述第二电路板的一面上，所述第二固定部与所述预设焊接件焊接，且所述第二固定部与所述第二电路板上的电路电连接。
  3. 根据权利要求1所述的电路板组件，其中，所述第二电路板上形成有引脚孔，所述预设焊接件贴附在所述引脚孔的孔壁上；
    所述预设焊接引脚的形状为柱状，且所述预设焊接引脚的一端固定在所述第一电路板朝向所述第二电路板的表面上，所述预设焊接引脚的另一端插入所述引脚孔中，并与所述第二电路板上的电路电连接。
  4. 根据权利要求1所述的电路板组件，其中，所述第一电路板上形成有焊接件槽，所述预设焊接引脚设置在所述焊接件槽中，所述预设焊接引脚朝向所述第二电路板的一侧具有预设焊接面，所述预设焊接面不低于所述第一电路板朝向所述第二电路板一侧的表面。
  5. 根据权利要求1至4中任意一项所述的电路板组件，其中，所述第一电路板的预设焊接引脚与所述第二电路板的预设焊接件通过回流焊焊接固定。
  6. 根据权利要求1至4中任意一项所述的电路板组件，其中，所述电路板组件还包括至少一个散热器和多个散热器支撑件，所述第一电路板的至少一侧设置有多个所述散热器支撑件，所述散热器通过多个所述散热器支撑件与所述第一电路板固定连接，以在所述散热器与所述第一电路板相应的一侧之间形成导热腔，所述导热腔用于在所述预设焊接引脚与所述预设焊接件焊接固定后填入导热材料。
  7. 根据权利要求6所述的电路板组件，其中，所述散热器与所述散热器支撑件之间的连接方式包括螺纹连接和粘合剂连接中的至少一者。
  8. 根据权利要求6所述的电路板组件，其中，所述散热器支撑件为柱状，所述第一电路板朝向所述散热器的表面上形成有焊接孔，所述散热器支撑件的一端插入所述焊接孔中，所述散热器支撑件的另一端与所述散热器固定连接。
  9. 根据权利要求6所述的电路板组件，其中，所述散热器支撑件通过所述预设焊接引脚与所述第一电路板固定连接。
  10. 根据权利要求6所述的电路板组件，其中，所述导热腔内设置有导热材料。
  11. 一种电子设备，包括权利要求1至10中任意一项所述的电路板组件。
PCT/CN2020/135622 2019-12-12 2020-12-11 一种电路板组件和电子设备 WO2021115416A1 (zh)

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