PCB板及元器件的制作方法

pcb板及元器件
技术领域
1.本申请涉及电子产品技术领域，具体是涉及pcb板及元器件。


背景技术：

2.电路设计中经常用到带散热焊盘的元器件，这类元器件通常功耗较高、散热较大，该元器件的印刷电路板(pcb，printed circuit board)需要做相应的散热设计，否则当温度超过元器件的承受范围时，元器件的工作效率就会降低，甚至发生损坏。


技术实现要素：

3.本申请提供一种pcb板及元器件。
4.本申请提供一种pcb板，包括：
5.pcb焊盘，包括多个间隙设置的子焊盘，相邻所述子焊盘之间围成间隙通道；以及
6.基材层，包括相背设置的第一表面和第二表面，所述第一表面设有用于固定所述多个子焊盘的第一固定区；
7.其中，所述pcb板开设有贯穿所述子焊盘与所述基材层的过孔，所述过孔邻近所述间隙通道设置，以用于将所述子焊盘的热量传导至所述第二表面和所述间隙通道内，提高散热效率。
8.本申请还提供一种元器件，其特征在于，包括：
9.pcb板；
10.元件本体，包括元件焊盘；以及
11.焊锡层，所述焊锡层位于所述元件焊盘与所述子焊盘之间，用于连接所述子焊盘与所述到热pcb焊盘，进而将所述pcb焊盘的热量经所述过孔传导至所述第二表面和所述间隙通道内。
12.本申请提供的pcb板，通过相邻的子焊盘之间围成间隙通道，可将子焊盘与焊锡层焊接产生的气体自间隙通道排出，避免气体被熔融的焊料包裹而形成气泡，以提高子焊盘的焊接质量；第三过孔邻近间隙通道设置，能够使间隙通道与第三过孔内壁之间发生热交换，降低第三过孔的内壁温度，从而使得第三过孔的导热效率大大提高。
附图说明
13.为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1是本申请实施例提供的元器件的截面示意图；
15.图2是现有技术一中pcb板的俯视示意图；
16.图3是现有技术二中pcb板的俯视示意图；
17.图4是图1所示的元器件中pcb板与焊锡层配合的的截面示意图；
18.图5是图4所示的区域a的局部放大图；
19.图6是图2所示的pcb板中pcb焊盘与基材层配合的俯视示意图；
20.图7是图6所示的pcb板与原件本体配合另一个角度的截面示意图；
21.图8是图2所示的pcb板中pcb焊盘与基材层配合另一个实施例的俯视示意图；
22.图9是图2所示的pcb板中pcb焊盘与基材层配合又一个实施例的俯视示意图；
23.图10是图2所示的pcb板中pcb焊盘与基材层配合还一个实施例的俯视示意图；
24.图11是图2所示的pcb板中pcb焊盘与基材层配合再一个实施例的俯视示意图；
25.图12是图6所示的pcb焊盘与基材层配合一个变形的俯视示意图；
26.图13是图12所示的pcb板与原件本体配合的截面示意图；
27.图14是图13所示的pcb板与原件本体配合一个变形的截面示意图；
28.图15是图12所示的pcb板一个实施例的截面示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
30.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
31.请参照图1，图1是本申请实施例提供的元器件的截面示意图。本申请提供一种元器件100。具体地，该元器件100可以应用于手机、蜂窝电话、媒体播放器、其他手持设备、腕表设备等设备。
32.元器件100可包括但不限于：pcb板10、元件本体20和焊锡层30。焊锡层30位于元件本体20与pcb板10之间，用于连接元件本体20与pcb板10，并将元件本体20的热量传递至pcb板10上，提高元件本体20的散热效率。
33.由于pcb板10是一个多层结构，由一层铜箔一层树脂层层压叠而成，铜箔的导热快，树脂的导热很慢。通常情况下，元件本体20的热量只传递到与元件本体20接触的铜箔上，并未能继续传递，以致pcb板10的散热效果不佳。
34.需要说明的是，本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
35.请参照图2，图2是现有技术一中pcb板的俯视示意图。改进后的现有技术一中，pcb板300包括pcb本体301及固定于pcb本体301一侧表面的pcb焊盘302，其中pcb焊盘302位于pcb板300的中间位置。pcb本体301上开设有多个第一过孔3011，多个第一过孔3011围绕pcb焊盘302设置。当pcb焊盘302较小时，pcb板10能够满足散热需求。但是当pcb焊盘302较大
时，pcb焊盘302上的热量并不能快速传递至第一过孔3011内，以使pcb板10的散热效果大打折扣。另外，pcb本体301上设有多个围绕pcb焊盘302设置的信号脚，假设pcb本体301上第一过孔3011的数量过多，则会侵占信号脚的空间，使信号脚不能很好地引出来。但是第一过孔3011的数量过少，则会影响pcb板10的散热效果。
36.对于上文以及下文的名称，“第一过孔”、“第二过孔”、“第三过孔101”和“过孔”可以相互转换，比如，“第一过孔”也可以被称为“第二过孔”或“第三过孔”，也可以被称为“过孔”。
37.请参照图3，图3是现有技术二中pcb板的俯视示意图。改进后的现有技术二中，pcb板400包括pcb本体401及固定于pcb本体401一侧表面的pcb焊盘402。pcb板400上开设有多个贯穿pcb本体401与pcb焊盘402的第二过孔403，第二过孔403均匀分布于pcb焊盘402上。pcb焊盘402上的热量经第二过孔403传递至pcb本体401的内层以及pcb本体401背离pcb焊盘402的另一侧，以提高散热效率。但是由于第二过孔403贯穿pcb本体401与pcb焊盘402，当pcb焊盘402与原件本体通过焊锡层30焊接时，焊锡层30融化会自第二过孔403渗透至pcb本体401背离pcb焊盘402的表面形成锡珠，而锡珠触碰至pcb本体401上的信号网络会使pcb本体401的信号网络短路，影响pcb板400的可靠性。
38.尽管可采用树脂塞孔工艺阻塞第二过孔403，以解决pcb本体401渗锡问题，但如此操作会增加pcb板400的制作工序，增加pcb板400的制作成本。
39.当然，也可采用在pcb本体401背离pcb焊盘402的表面涂刷防焊油墨，由于防焊油墨是pcb制作的原有工序，如此处理并不增加制作成本。但是，在元件本体20与pcb焊盘402通过焊锡焊接的过程中，由于第二过孔403中的空气受热膨胀冲入焊锡层30中，轻则焊锡层30生成气泡空洞，使元件本体20与pcb焊盘402焊接不牢固，严重时融化的焊锡冲出焊盘区域，使pcb本体401短路。
40.请参照图4和图5，图4是图1所示的元器件中pcb板与焊锡层配合的截面示意图，图5是图4所示的区域a的局部放大图。本申请提供一种pcb板10，可包括但不限于pcb焊盘11和基材层12，其中pcb焊盘11与元件本体20焊接连接。
41.请一并参照图6和图7，图6是图2所示的pcb板中pcb焊盘与基材层配合的俯视示意图，图7是图6所示的pcb板与原件本体配合另一个角度的截面示意图。pcb焊盘11包括多个间隙设置的子焊盘111，相邻子焊盘111之间围成间隙通道110。基材层12包括相背设置的第一表面121与第二表面122，第一表面121上设置有用于固定多个子焊盘111的第一固定区1211。pcb板10上开设有贯穿子焊盘111与基材层12的第三过孔101，第三过孔101邻近间隙通道110设置，可将子焊盘111上的热量传导致第二表面122和间隙通道110内，提高散热效率。具体地，第三过孔101的内壁镀铜，以提高第三过孔101的导热性能。第三过孔101邻近间隙通道110设置，实现间隙通道110与第三过孔101内壁之间的热交换，降低第三过孔101的内壁温度，从而使得第三过孔101的导热效率大大提高。
42.另外，焊锡层30的助焊剂中有机物高温裂解产生的气体能够进入间隙通道110内，并经由间隙通道110排出，从而避免气体被熔融的焊料包裹而形成气泡。通过上述方式，pcb焊盘11与元件本体20贴装过炉冷却后，焊锡层30内部不会出现气泡，既使得pcb焊盘11的导热能力得以提升，又使pcb焊盘11与焊锡层30的接触面积增大，焊接强度提高，使得pcb焊盘11与元件本体20的焊接更加牢固。
43.pcb焊盘11包括多个间隙设置的子焊盘111，相邻子焊盘111之间围成间隙通道110，换言之，pcb焊盘11通过间隙通道110分隔成多个子焊盘111。本实施例中，间隙通道110包括多个平行间隔设置的第一通道1101以及多个与第一通道1101交错设置的第二通道1102，焊锡层30的助焊剂中有机物高温裂解产生的气体可自第一通道1101和/或第二通道1102排出，即使部分第一通道1101或者部分第二通道1102发生阻塞，依旧不影响间隙通道110的通气性能，进而保证pcb焊盘11与焊锡层30的焊接质量。
44.请一并参照图5，可选地，子焊盘111的厚度h1在30
‑
40um之间，第一通道1101或者第二通道1102的宽度d1在150um
‑
250um之间。本实施方式中，子焊盘111的厚度h1为30um，第一通道1101或者第二通道1102的d1宽度为200um。
45.请参照图8至图11，图8是图2所示的pcb板中pcb焊盘与基材层配合另一个实施例的俯视示意图，图9是图2所示的pcb板中pcb焊盘与基材层配合又一个实施例的俯视示意图，图10是图2所示的pcb板中pcb焊盘与基材层配合还一个实施例的俯视示意图，图11是图2所示的pcb板中pcb焊盘与基材层配合再一个实施例的俯视示意图进一步地，第一通道1101的数量为两个，第二通道1102的数量也为两个，第一通道1101与第二通道1102垂直交错设置并呈“井”形设置。对应地，子焊盘111呈矩形且数量为九个。在其他具体实施方式中，第一通道1101的数量可以为零(如图8所示)、一个、三个等，第二通道1102的数量可以等于第一通道1101的数量，也可以与第一通道1101的数量不等，在此不一一列举。
46.在其他实施例中，子焊盘111的形状可以相同，譬如可以为尺寸一致的矩形、也可以为直径相等的圆形(如图9所示)，菱形等，也可为大小不一致的矩形、三角形、梯形(如图10和图11所示)，在此不一一列举。
47.请继续参照图5，可选地，基材层12的第一表面121还设有围绕第一固定区1211的第二固定区1212。本实施例中，第一固定区1211呈矩形并位于第一表面121的中间位置，第二固定区1212为第一表面121除去第一固定区1211的其他区域，也即第二固定区1212呈环状设置并围绕第一固定区1211设置。
48.在其他实施例中，第一固定区1211可设置于第一表面121的边缘。当然，第一固定区1211还可以是其他形状，譬如圆形、梯形等，第一固定区1211的位置还可以位于除第一表面121中间位置、边缘位置的其他区域，在此也不一一列举。
49.pcb板10还可包括第一铜箔层13和第一油墨层14，第一铜箔层13固定于第二固定区1212，第一油墨层14固定于第一铜箔层13背离第一表面121的一侧，可用于隔离保护第一铜箔层13。具体地，当pcb焊盘11与焊锡层30焊接时，第一油墨层14可阻止焊锡层30的锡珠溅射至第一铜箔层13上，使第一铜箔层13发生短路，另外，第一油墨层14还具有防尘、防静电的功能，用于提高pcb板10的可靠性。
50.请参照图12和图13，图12是图6所示的pcb焊盘与基材层配合一个变形的俯视示意图，图13是图12所示的pcb板与原件本体配合的截面示意图。可选地，pcb板10还开设有位于第一铜箔层13与第一油墨层14上并连通间隙通道110的延伸通道102，用于使间隙通道110的空气自延伸通道102排出。
51.可以理解地，子焊盘111的厚度h1为30um，第一通道1101或者第二通道1102的宽度d1为200um，焊锡层30的厚度h2约60um，由此可算出pcb焊盘11与元件本体20之间的间隙通道110的截面面积大致为200um*(30+60)um，也即200um*90um。假设不设置延伸通道102，由
于第一铜箔层13与第一油墨层14的阻挡，pcb焊盘11与元件本体20之间的间隙通道110的截面面积远小于对应的截面面积，以第一铜箔层13的厚度h3为30um、第一油墨层14的厚度h4为15um计算，pcb焊盘11与元件本体20之间的间隙通道110的出口位置的截面面积大致为200um*[(30+60)
‑
(30+15)]um，也即200um*45um。pcb焊盘11与元件本体20之间的间隙通道110的出口位置的截面面积只有间隙通道110截面的一半，极大地影响了间隙通道110的排气效率。而延伸通道102的设置，相当于扩大了pcb焊盘11与元件本体20之间的间隙通道110的出口位置的截面面积，有利于提高间隙通道110的排气效率。
[0052]
请参照图14，图14是图13所示的pcb板与原件本体配合一个变形的截面示意图。进一步地，pcb板10还开设有贯穿基材层12并位于延伸通道102内的通孔103，通孔103与延伸通道102连通，用于将延伸通道102中的空气能够自通孔103排出。如此设置，使得间隙通道110的空气不仅可以经延伸通道102自第一表面121一侧排出，还可以经通孔103自第二表面122一侧排出，极大地提高了间隙通道110的排气效率，进而确保焊锡层30与pcb焊盘11的焊接质量。
[0053]
当pcb板10是单层电路板时，pcb板10可包括pcb焊盘11、基材层12、第一铜箔层13和第一油墨层14。基材层12为绝缘板121，其中基材层12的材料为树脂。
[0054]
当pcb板10是双层电路板时，pcb板10不仅可包括pcb焊盘11、基材层12、第一铜箔层13和第一油墨层14，还可包括第二铜箔层15和第二油墨层16。第二铜箔层15可固定于基材层12的第二表面122，第二油墨层16固定于第二铜箔层15背离第二表面122的一侧。如此设置，当pcb焊盘11与焊锡层30焊接时，第一油墨层14可阻止焊锡层30的锡珠自通孔103渗透至第二铜箔层15上，使第二铜箔层15发生短路，另外，第二油墨层16还具有防尘、防静电的功能，用于提高pcb板10的可靠性。其中，基材层12为绝缘板121，其材料为树脂，用于隔离并保护第一铜箔层13与第二铜箔层15。
[0055]
当pcb板10是多层电路板时，pcb板10不仅可包括pcb焊盘11、基材层12、第一铜箔层13和第二铜箔层15，还可包括第二铜箔层15和第二油墨层16。其中，基材层12包括层叠设置的绝缘板121和铜箔板122，其中任一铜箔板122位于相邻的两个绝缘板121之间，以保护铜箔板122。
[0056]
当述pcb板10是单层电路板，通孔103贯穿基材层12并与延伸通道102连通，用于将延伸通道102中的空气能够自通孔103排出。当pcb板10是双层或者多层电路板时，通孔103贯穿基材层12、第二铜箔与第二油墨层16并与延伸通道102连通，用于将延伸通道102中的空气能够自通孔103排出。
[0057]
当pcb板10是单层电路板，第三过孔101贯穿子焊盘111与基材层12，一方面第三过孔101有利于子焊盘111与焊锡层30焊接时热空气的排出，另外焊锡层30熔融生成的锡珠收容于第三过孔101中，有利于提高第三过孔101的导热性能。
[0058]
请参照图15，图15是图12所示的pcb板一个实施例的截面示意图。pcb板10是双层或者多层电路板时，第三过孔101贯穿子焊盘111、基材层12与第二铜箔层15。第三过孔101贯穿第二铜箔层15，不仅能够实现子焊盘111与第二铜箔层15的电连接，还能够将子焊盘111的热量传递至第二铜箔层15，提高pcb板10的散热效率。另外，第三过孔101贯穿第二铜箔，还有利于提高第三过孔101的内壁与第二铜箔层15的接触面积，进一步提高pcb板10的散热效率。
[0059]
本申请提供的pcb板10，通过相邻的子焊盘111之间围成间隙通道110，可将子焊盘111与焊锡层30焊接产生的气体自间隙通道110排出，避免气体被熔融的焊料包裹而形成气泡，以提高子焊盘11的焊接质量；第三过孔101邻近间隙通道110设置，能够使间隙通道110与第三过孔101内壁之间发生热交换，降低第三过孔101的内壁温度，从而使得第三过孔101的导热效率大大提高。
[0060]
请继续参照图1，元件本体20包括元件焊盘，焊锡层30位于元件焊盘与子焊盘111之间，用于连接子焊盘111与到热pcb焊盘11，进而将pcb焊盘11的热量经过孔传导至第二表面122和间隙通道110内，以提高散热效率。
[0061]
以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。