板级结构及其制备方法和电子设备与流程

文档序号:32931066发布日期:2023-01-14 06:19阅读:45来源:国知局
板级结构及其制备方法和电子设备与流程

1.本技术涉及封装与印制电路板安装技术领域,特别涉及一种板级结构及其制备方法和电子设备。


背景技术:

2.近年出现的平面网格阵列的芯片封装技术(land grid array,lga)实现了芯片出线密度的增加,在计算机、通信等技术领域获得了广泛的应用。在平面网格阵列的芯片封装技术中,芯片通过插座连接器(又称socket连接器)与印制电路板的上表面连接到一起,进而实现芯片与印制电路板之间的机械互联和电气互联。现有的板级结构中,为了提升板级结构的集成度,要求在印制电路板的下表面也设置一定的电子元器件。
3.首先,随着电子元器件的增多,需要对电子元器件进行充分散热。现有技术中采用散热片进行散热的方式散热效果较差。
4.另外,由于插座连接器和芯片互联的一侧采用接触弹片的形式进行连接,为了保证插座连接器的电连接可靠性,在进行封装压接安装的过程中,芯片、插座连接器以及印制电路板在垂直平面上受到的安装力高达4000n/10k pin,即每10000根管脚对应的面积所受到的安装力高达4000n。而在封装压接安装的过程中,印制电路板背面布局了电子元器件的区域由于缺少有效支撑,在高强度安装力的作用下容易产生变形,进而导致插座连接器与印制电路板之间出现接触不良,信号完整性(signal integrity,si)和电源完整性(power integrity,pi)不满足封装要求的情况出现。


技术实现要素:

5.为了克服上述技术问题,本技术实施例第一方面提供了一种板级结构,通过在印制电路板的背部第一功能器件周围区域设置支撑部,能够在封装过程中为印制电路板中设置有第一功能器件的区域提供支撑支持,从而避免了印制电路板在封装过程中因高强度安装力作用而产生形变的风险。本技术实施例第一方面提供的板级结构,包括:印制电路板、支撑背板、第一功能器件及支撑部;
6.所述印制电路板具有上表面和与所述上表面相对的下表面,所述支撑背板设于所述印制电路板的下表面;
7.所述支撑背板具有避让槽,所述避让槽贯穿所述支撑背板;
8.所述第一功能器件设于所述印制电路板的下表面且位于所述避让槽内;可以理解,所述第一功能器件可以通过焊盘等连接于所述印制电路板的下表面;
9.所述支撑部填充于所述避让槽内,所述支撑部沿所述印制电路板厚度方向的高度大于或等于所述第一功能器件沿所述印制电路板厚度方向的高度。
10.可以理解,本技术实施例中提及的印制电路板的上表面为第一功能器件与印制电路板连接的一面,印制电路板的下表面为印制电路板的上表面与相对的一面。第一功能器件的顶面为第一功能器件与印制电路板的下表面连接的一面,第一功能器件的底面为与第
一功能器件的顶面相对的一面,第一功能器件的侧面为第一功能器件的除顶面与底面之外的表面。
11.本技术实施例中,支撑部可以完全填充避让槽与第一功能器件之间的间隙以实现对印制电路板中设置有第一功能器件的区域提供支撑,即支撑部可以与避让槽的内壁完全贴合连接。通过在印制电路板的背部第一功能器件周围区域设置支撑部,能够在封装过程中为印制电路板中设置有第一功能器件的区域提供支撑,从而有效避免印制电路板在封装过程中因高强度安装力作用而产生形变的风险。
12.可以理解,本技术实施例中,第一功能器件可以为一个器件组,包括有源器件和周围的多个无源器件,此时,所述支撑部沿所述印制电路板厚度方向的高度需要大于或等于所述第一功能器件中最高的器件的高度。
13.在上述第一方面的一种可能的实现中,所述支撑部为塑胶固化材料。
14.其中塑胶固化材料可以为主要由碳、氧、氢和氮及其他有机或无机元素所构成,在制造过程中是熔融状的液体,固化后可以形成各种形状的固体。可以理解,由于塑胶固化材料在固化后具有足够的刚度,因此可以为印制电路板中设置有第一功能器件的区域提供足够的支撑。
15.在上述第一方面的一种可能的实现中,所述第一功能器件具有顶面、与所述顶面相对的底面,所述第一功能器件的顶面与所述印制电路板的下表面连接;
16.所述板级结构还包括第一散热部,所述第一散热部设于所述第一功能器件的底面。
17.在上述第一方面的一种可能的实现中,所述第一散热部为导热凝胶。可实施的,第一散热部也可以为其他能够固化的导热材料。
18.在上述第一方面的一种可能的实现中,所述第一功能器件具有侧面,所述支撑部环绕并贴合于所述第一功能器件的侧面;
19.可以理解,本技术实施例中,支撑部可以完全包覆第一功能器件未与印制电路板连接的区域;支撑部也可以为环绕并贴合于所述第一功能器件的侧面;
20.其中,上述支撑部只围绕第一功能器件的侧面区域设置的方案可以应用于有些第一功能器件的底面需要散热,不允许进行塑胶封装的情况。例如,当第一功能器件是电压调节模组,由于电压调节模组的表面设置有裸硅片,在压力影响下容易造成器件的损坏且其需要散热,不允许进行塑胶封装。针对这类特殊的第一功能器件,可以通过筑坝或围坝操作以形成支撑部,然后在支撑部与第一功能器件的底面围成的区域内填充导热凝胶等导热材料形成第一散热部。
21.具体筑坝操作以形成支撑部的方法可以为在第一功能器件的外围进行筑坝操作以形成第二坝结构,第二坝结构包括内围结构和外围结构;内围结构贴合于第一功能器件的侧面,内围结构和外围结构围成限定区域,在限定区域内进行塑胶等材料的填充并进行固化处理,固化后的塑胶和第二坝结构共同形成支撑部。
22.其中,支撑部中第二坝结构的沿印制电路板厚度方向的高度大于第一功能器件沿印制电路板厚度方向的高度,一方面可以避免在填充过程中避免覆盖或部分覆盖的第一功能器件的底面区域。另一方面能够使得便于在支撑部与第一功能器件的底面区域围成的区域内填充导热凝胶以形成散热部,第一散热部与支撑部配合能够在对电压调节模组等特殊
电子元器件进行散热的同时,进一步增强对印制电路板中设置有第一功能器件的区域的支撑作用。
23.在上述第一方面的一种可能的实现中,所述支撑部为导热凝胶。
24.可以理解,当支撑部采用导热凝胶,则可以对印制电路板中设置有第一功能器件的区域起到支撑作用的同时具有散热作用。可实施的,上述第一功能器件为电压调节模组等特殊器件的情况下,可以采用导热凝胶等导热材料作为支撑部填充于避让槽内且包覆第一功能器件的未与印制电路板连接的区域。
25.在上述第一方面的一种可能的实现中,还包括第二功能器件和第二散热部;
26.所述第二功能器件设于所述印制电路板的上表面或下表面,所述第二散热部包覆所述第二功能器件。
27.可以理解,本技术实施例中,第二散热部的制备方式可以采用支撑部的制备方式。采用第二散热部包覆所述第二功能器件可以使得第二散热部对第二功能器件进行三维层面的覆盖,形成三维导散热面,提高散热效果。可以理解,第二功能器件可以为印制电路板上的需要散热的任意器件,例如,第二功能器件可以为后文提及的芯片、第一功率器件或第二功率器件。第二散热部可以为后文提及的覆盖体。
28.在上述第一方面的一种可能的实现中,所述第二散热部为导热凝胶。可实施的,第二散热部可以为其他能够固化的导热材料。
29.本技术实施例第二方面提供一种板级结构的制备方法,能够用于制备上述板级结构,该方法可以包括:
30.在印制电路板的底面设置第一功能器件;
31.在第一功能器件的侧围环绕设置限位结构件以形成限位区域;
32.在限位区域内进行第一功能材料填充处理以形成支撑部。
33.本技术实施例中,可以理解,上述制备方法还可以包括在印制电路板的顶面设置电子元器件。
34.可以理解,在本技术实施例中,若第一功能材料为液态胶体材料等则需要将印制电路板进行翻转,将印制电路板的下表面朝上进行填充处理等操作。若第一功能材料为硅脂、胶体、胶膜、胶垫、各种固体或不易于流动的半固态材料等,则印制电路板不用翻转即可进行填充。
35.可以理解,本技术实施例中限位结构件可以为限位板,与第一功能器件的侧面之间间隔有第一距离,以使得限位板与第一功能器件的侧面能够围成限位区域,在限位区域内进行塑胶填充灌封及固化的操作可以形成支撑部。此时,在形成支撑部之后,可以将限位结构板去除,然后进行支撑背板的安装。可以理解,支撑背板上开设有避让槽,避让槽与支撑部和第一功能器件形成的结构相匹配,即支撑部的外侧壁与避让槽的内侧壁贴合连接。
36.在上述第二方面的一种可能的实现中,限位结构件为第一坝结构;在第一功能器件的周围设置限位结构件以形成限位区域;包括:
37.在第一功能器件的外围进行筑坝操作以形成第一坝结构,第一坝结构与第一功能器件的侧面围成限位区域。其中,本文提及的筑坝操作与围坝填充操作意思相同。
38.可以理解,本技术实施例中,可以采用第一坝结构代替上述需要去除的限位板,在第一坝结构与第一功能器件的侧面围成限位区域内进行第一功能材料填充处理以形成支
撑部。该支撑部包括第一坝结构及在限位区域内进行第一功能材料填充处理后形成的固化的第一功能材料。例如,第一功能材料是塑胶固化材料,则该支撑部包括第一坝结构及在限定区域内形成的固化的塑胶。此时,第一坝结构不用去除,简化制备过程。
39.在上述第二方面的一种可能的实现中,限位结构件为第二坝结构;在第一功能器件的外围环绕设置限位结构件以形成限位区域;包括:
40.在第一功能器件的外围进行筑坝操作以形成第二坝结构,第二坝结构包括内围结构和外围结构;内围结构贴合于第一功能器件的侧面,内围结构和外围结构围成限定区域。
41.可以理解,本技术实施例中,可以采用第二坝结构代替上述需要去除的限位结构板,此时第二坝结构是由内围结构和外围结构形成的两层结构,内围结构贴合于第一功能器件的侧面,内围结构和外围结构围成限位区域;也即内围结构和外围结构结构形成了能够容纳第一功能材料的容纳腔。在限位区域内进行第一功能材料填充处理以形成支撑部。该支撑部包括第二坝结构及在限位区域内进行第一功能材料填充处理后形成的固化的第一功能材料。例如,第一功能材料是塑胶,则该支撑部包括第二坝结构及在限定区域内形成的固化的塑胶。此时,第二坝结构不用去除,简化制备过程。
42.其中,第一坝结构的材料和第二坝结构的材料可以为高密度易于成型的塑胶。便于作为限位结构件限定第一功能材料的形状和位置。
43.在上述第二方面的一种可能的实现中,第二坝结构沿印制电路板厚度方向的高度大于第一功能器件沿印制电路板厚度方向的高度。
44.本技术实施例中,制备第二坝结构以形成支撑部的方案可以使得上述支撑部只围绕第一功能器件的侧面区域设置,可以应用于上述顶面需要散热,不允许进行塑胶封装的第一功能器件。
45.其中,支撑部中第二坝结构的沿印制电路板厚度方向的高度大于第一功能器件沿印制电路板厚度方向的高度,一方面可以避免在填充过程中避免覆盖的第一功能器件顶面区域。另外,能够使得便于在支撑部与第一功能器件的底面区域围成的区域内填充导热凝胶以形成散热部,第一散热部与支撑部配合能够在对电压调节模组等特殊电子元器件进行散热的同时,进一步增强对印制电路板中设置有第一功能器件的区域的支撑作用。
46.在上述第二方面的一种可能的实现中,在所述第二坝结构超出所述第一功能器件的部分与所述第一功能器件的底面围成的区域内进行第二功能材料填充处理。
47.在上述第二方面的一种可能的实现中,所述第二功能材料为导热凝胶或塑性胶质材料。
48.可以理解,可以在第二坝结构与第一功能器件的底面围成的区域内进行导热凝胶的填充,可以用于第一功能器件的散热。也可以在第二坝结构与第一功能器件的底面区域围成的区域内进行塑胶等胶质材料的填充,用于不需要散热的第一功能器件。
49.在上述第二方面的一种可能的实现中,其特征在于,所述限位结构件为具有避让槽的支撑背板。可以理解,限位结构件可以为后文实施例所提及的支撑结构件。
50.可以理解,限位结构件可以为整个的支撑背板,开设有与第二电子元器件的数量相同的避让槽。可实施的,限位结构件的数量也可以为多个,多个支撑结构件共同构成支撑背板,例如,限位结构件的数量与第二电子元器件的数量相同,每个限位结构件开设有一个避让槽。此时以采用支撑背板代替上述需要去除的限位板,能够有效简化制备流程。
51.可以理解,限位结构件可以为设有避让槽的支撑背板的至少部分区域,后续再进行支撑背板的其他区域的制备或连接,例如,将其他区域的板与限位结构件焊接或螺栓连接共同形成整个的支撑背板。
52.在上述第二方面的一种可能的实现中,所述第一功能材料为塑胶固化材料或导热凝胶。
53.本技术实施例第三方面提供一种电子设备,包括安装部和上述板级结构;所述板级结构安装于所述安装部上。
54.本技术实施例中,电子设备可以为能够用到在印制电路板上搭载芯片的板级结构的各种设备,例如,电子设备可以为手机、平板电脑、穿戴手表、路由器、智能家电、智慧屏等电子产品。以电子设备为电脑为例,上述板级结构可以为电脑的主板,安装部可以为电脑的外壳的部分区域,用于板级结构的安装。
附图说明
55.图1根据本技术的一些实施例,示出了一种芯片板级结构的示意图;
56.图2根据本技术的一些实施例,示出了一种插座连接器的结构示意图;
57.图3根据本技术的一些实施例,示出了板级结构的示意图;
58.图4根据本技术的一些实施例,示出了一种支撑部的制备方法的流程示意图;
59.图5根据本技术的一些实施例,示出了一种支撑部的制备方法的过程示意图;
60.图6根据本技术的一些实施例,示出了一种支撑部的制备方法的流程示意图;
61.图7根据本技术的一些实施例,示出了一种支撑部的制备方法的过程示意图;
62.图8根据本技术的一些实施例,示出了一种支撑部的制备方法的流程示意图;
63.图9根据本技术的一些实施例,示出了一种支撑部的制备方法的过程示意图;
64.图10根据本技术的一些实施例,示出了一种板级结构的散热器设置方式示意图;
65.图11根据本技术的一些实施例,示出了一种板级结构的散热器设置方式示意图。
66.附图标记说明:
67.100-芯片;110-封装基板;
68.200-插座连接器;201-第一壳体;202-第一弹片;202a-第一上弹片;202b-固定部;202c-下弹片;203-第二壳体;204-第二弹片;205-焊接端子;204a-第二上弹片204a;204b-第二固定部;
69.300-印制电路板;310-第一功能器件;320-电子元器件;330-限位结构件;340-支撑结构件;
70.400-封装盖板;410-垫环;
71.500-支撑背板;
72.600-散热器;600a-第一散热器600a;600b-第二散热器;600c-第三散热器;120a-第一功率器件;120b-第二功率器件;
73.700-支撑部;710-覆盖体。
具体实施方式
74.下面将结合附图对本技术的实施例作进一步地详细描述。
75.应注意的是,在本说明书中,相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
76.在本技术的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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技术和简化描述,而不是指示或暗示所致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技术的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
77.在本技术的描述中,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,也可以提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,可以根据具体情况理解上述属于在本技术中的具体含义。
78.可以理解的是,本技术涉及一种板级结构、安装方法及包括板级结构的电子设备。其中,电子设备可以为手机、平板电脑、穿戴手表、路由器、智能家电、智慧屏等电子产品,在此不做限定。以电子设备为电脑为例,上述板级结构可以为电脑的主板,安装部可以为电脑的外壳的部分区域,用于板级结构的安装。
79.在本技术实施例中,板级结构可以将有源器件和/或无源器件等元器件集成在一个封装体内。其中,有源器件可以为将各种芯片等电子元器件,无源器件可以为电容、电感、电阻等电子元器件。通过将板级结构与前述电子装置的功能模块进行电连接,能够实现基于板级结构内部的有源元件及无源元件的配合工作控制电子装置的功能模块进行工作。
80.如前,在封装过程中,当前的芯片封装技术容易出现pcb板设置电子元器件的部分产生变形的问题。具体地,图1示出了一种芯片板级结构。
81.如图1所示,一个完整的板级结构可以包括散热器600、封装盖板400、芯片100、封装基板110、插座连接器200、印制电路板300和支撑背板500,其中在印制电路板300的下表面设置有多个第一功能器件310。为了避让这些第一功能器件310,板级结构中的支撑背板500需要在设置有第一功能器件310的位置进行开槽避让形成避让槽。这就导致印制电路板300中设置有第一功能器件310的区域无法得到支撑背板500的有效支撑,在高强度安装力的作用下容易出现如图1中矩形虚线区域所示的变形,进而导致插座连接器200与印制电路板300之间出现接触不良,信号完整性(signal integrity,si)和电源完整性(power integrity,pi)不满足封装要求的情况出现。
82.可以理解的是,于上述板级结构中,芯片100可以是裸芯片(die),或是堆栈裸芯片(stack dies),或是堆栈裸芯片构成的功能性模组,在此不做限定。其中,裸芯片指的是半导体元器件制造完成、封装之前的产品形式,通常是大圆片形式(wafer form)或单颗芯片(die form)的形式存在,裸芯片经封装操作后可以成为半导体元件、集成电路、或是复杂混合电路的组成部分;堆栈裸芯片指的是由多个裸芯片堆叠在一起形成的芯片。芯片100固定设置于封装基板110上。
83.可以理解的是,于上述板级结构中,设置有芯片100的封装基板110可以通过插座连接器200设置于印制电路板300的上表面。具体地,图2示出了一种插座连接器的结构示意
图。其中,图2a示出了一种双面均为弹片的插座连接器200的剖视图以及剖视视角下的连接示意图。如图2a所示,插座连接器200可以包括第一壳体201和在竖直方向上穿过第一壳体201的第一弹片202。第一弹片202可以包括第一上弹片202a,第一固定部202b和下弹片202c,其中:第一固定部202b的一端与第一上弹片202a相连接,另一端与下弹片202c相连接,且第一固定部202b与壳体201固定连接。第一上弹片202a与封装基板110的下表面中凸起的信号端子部分相抵以实现电连接;下弹片202c与印制电路板300的上表面中凸起的信号端子部分相抵以实现电连接。可以理解的是,第一上弹片202a和下弹片202c均具有一定的弹性,能够在压力作用下发生弹性形变。
84.图2b示出了一种一面为弹片另一面为焊接端子的插座连接器的剖视图和剖视视角下的连接示意图。如图2b所示,插座连接器200可以包括第二壳体203,在竖直方向上穿过第二壳体的203的第二弹片204和焊接端子205。第二弹片204可以包括第二上弹片204a和第二固定部204b,其中第二固定部204b的一端与第二上弹片204a相连接,另一端与焊接端子205相连接,且第二固定部204b与第二壳体203固定连接。第二上弹片204a与封装基板110的下表面中凸起的信号端子部分相抵进行电连接;焊接端子205与印制电路板300的上表面中凸起的信号端子部分相焊接以实现电连接。可以理解的是,第二上弹片204a具有一定的弹性,能够在压力作用下发生弹性形变。
85.可以看出,无论是采用如图2a所示的插座连接器,还是采用如图2b所示的插座连接器,设置有芯片100的封装基板110和插座连接器200之间的电连接方式均是由插座连接器200的弹片和封装基板110下表面的信号端子相抵接,封装基板110和插座连接器200之间并未采取任何固定连接方式。因此在封装过程中,需要由封装盖板400和支撑背板500相配合对芯片100和印制电路板300进行紧压,以保障芯片100和印制电路板300之间能够通过插座连接器200进行完整的电气连接,进而保证芯片100和印制电路板300之间的信号完整性和电源完整性满足封装要求。
86.为了实现封装盖板400和支撑背板500之间的紧固连接,对于如图1所示的板级结构,需要在垂直方向上施加较大的安装力,并且该安装力可达3000n~4000n/10k pin,即每10000根信号管脚对应的面积所受到的安装力高达3000n~4000n。其中,如图1所示,安装力的传递路径可以为“封装盖板400——垫环410——芯片100——封装基板110——插座连接器200——印制电路板300——支撑背板500”。具体地,在封装过程中,可以将设置有芯片100的印制电路板300置于支撑背板500上,而后在封装基板110上设置防护减压用的垫环410,进而覆盖封装盖板400并通过封装盖板400垂直向下施加安装力以实现紧固封装。在上述封装过程中,具有高固件强度的支撑背板500支撑于印制电路板300的下表面,能够保护印制电路板300不在高强度安装力的作用下发生形变。
87.然而,随着板级结构体集成化程度的不断提升,需要在印制电路板300的背面,即如图1所示的印制电路板300的下表面,进行电子元器件的布置。例如,针对芯片100的供电需求,可以在印制电路板300的背面布置供电模组和电压调节模组(voltage regulator module,vrm),以实现对芯片100的垂直供电,从而缩小板级结构在水平方向上的面积。
88.可以理解的是,设置于印制电路板300的背面的电子元器件具有应力敏感的特性,无法与支撑背板500进行直接接触。为了避让设置在印制电路板300下表面的第一功能器件310,如图1所示,需要支撑背板500在设置有第一功能器件310的区域进行开槽避让。这就印
制电路板300中设置有第一功能器件310的区域无法得到支撑背板500的有效支撑,容易在高强度安装力的作用下出现如图1中矩形虚线区域所示的变形。
89.为了克服上述印制电路板因缺乏支撑背板的支撑而在封装过程中发生变形的问题,本技术提供了一种板级结构,通过在印制电路板的背部设置有电子元器件的区域采用塑胶固化材料等胶质材料进行覆盖保护,由于胶质材料在固化后具有足够的刚度,能够在封装过程中为印制电路板中设置有电子元器件的区域提供支撑支持,从而避免了印制电路板在封装过程中因高强度安装力作用而产生形变的风险。
90.在本技术的一些实施例中,图3示出了一种板级结构。与图1示出的板级结构相类似的是,图3示出的板级结构同样包括了散热器600、封装盖板400、芯片100、封装基板110、插座连接器200、印制电路板300和支撑背板500。而与图1示出的板级结构不同的是,图3示出的板级结构还包括了支撑部700。具体地,支撑部700位于印制电路板300的下表面,覆盖了第一功能器件310的整个区域。
91.可以理解,本技术实施例中,其中,支撑部700可以为只围绕第一功能器件310的侧面区域设置且与并贴合第一功能器件310的侧面区域贴合连接。支撑部700也可以为部分区域环绕并部分区域贴合于第一功能器件310的侧面区域,另外部分区域贴合于第一功能器件310的底面区域,即支撑部700完全包覆第一功能器件未与印制电路板连接的区域。
92.另外,上述支撑部700只围绕第一功能器件310的侧面区域设置的方案可以应用于有些的底面需要散热,不允许进行塑胶封装的情况。例如,当第一功能器件310是电压调节模组,由于电压调节模组的表面设置有裸硅片,在压力影响下容易造成器件的损坏其而需要散热,不允许进行塑胶封装。针对这类特殊的第一功能器件310,可以通过筑坝或围坝操作以形成支撑部700,然后在支撑部700与第一功能器件310的底面围成的区域内填充导热凝胶等导热材料形成第一散热部。
93.可以理解的是,由于支撑部700覆盖了第一功能器件310及其周围的区域,在对前述板级结构进行紧压封装的过程中,对于印制电路板300中设置有第一功能器件310的区域,所受到的安装力的传递路径可以为“印制电路板300——支撑部700——支撑背板500”。虽然支撑背板500在这一区域进行了开槽避让,但由于在开槽区域中存在支撑部700进行安装力的传递,使得支撑背板500和支撑部700相配合,依旧能为印制电路板300提供有效支撑,从而避免了印制电路板300的变形风险。
94.可以理解的是,在本技术的一些实施例中,支撑部700可以采用塑胶固化材料,通过灌封工艺一体成型,有关支撑部700的具体设置方式将于后文中进行说明。而在本技术的另一些实施例中,支撑部700可以采用柔性或刚性的非液态材料,如硅脂、胶体、胶膜、胶垫、各种固体或粒子、半固态材料等。此外,考虑到不同的电子元器件310具有不同的功能需求,例如导热需求、电气绝缘需求等,支撑部700所采用的材料中可以添加不同的功能性填料以满足上述需求。
95.以下将对于支撑部700的具体设置方式进行说明。
96.在本技术的一些实施例中,图4示出了一种支撑部700的设置方式,具体包括:
97.步骤501:在印制电路板300的第一面设置电子元器件320,并在印制电路板300的第二面设置第一功能器件310。可以理解,本技术实施例中提及的印制电路板300的第一面为印制电路板300的上表面,印制电路板300的第二面为印制电路板300的下表面。
98.电子元器件320可以包括设置有芯片100的封装基板110等功能器件,第一功能器件310可以包括有源器件310a和无源器件310b,在此不做限定。
99.步骤502,对印制电路板300进行翻转。如图5b所示,翻转后印制电路板300的第二面朝向图5b视图中的上方,方便后续步骤中进行限位结构件330的安装以及为第一功能器件310进行灌封操作。
100.步骤503,于印制电路板300的第二面设置限位结构件330。其中,限位结构件330可以为限位结构板,限位结构件330环绕第一功能器件310的外围设置,并与限位结构件330的外围之间间隔设定距离以围成限位区域,以便后续在限位区域进行塑胶固化材料或其他材料的填充。可以理解的是,如图5c所示,限位结构件330的设置是为了在后续对第一功能器件310进行灌封操作时能够对灌封用材料进行必要的限位。
101.本技术实施例中,在印制电路板300的第二面设置的第一功能器件310的数量可以为多个,此时,可以在多个第一功能器件310的周围分别设置限位结构件330。
102.本技术实施例中,第一功能器件可以为一个器件组,即包括1个有源器件310a和周围多个无源器件310b,此时,可以将限位结构件330设于器件组的外围,此时,限位结构件330沿所述印制电路板厚度方向的高度需要大于或等于所述第一功能器件中最高的器件的高度。
103.步骤504,对限位结构件330围成的区域进行灌封操作和固化操作,以得到支撑部700。可以理解的是,如图5d所示,支撑部700可以通过液态的第一功能材料的灌封以及固化操作得以形成并设置于印制电路板300的第二面。例如,第一功能材料可以是塑胶固化材料,通过对限位结构件330围成的区域进行填充塑胶固化材料,使得固化后的塑胶固化材料能够吸附于印制电路板300的第二面同时具有一定的结构刚度,从而得到支撑部700。
104.步骤505,于印制电路板300的第二面去除限位结构件330并再次对印制电路板300进行翻转。可以理解的是,如图5e至图5f所示,对于去除限位结构件330并翻转后的印制电路板300,支撑部700能够有效对第一功能器件310进行应力保护,同时能够支撑设置有第一功能器件310的印制电路板300的对应区域,避免封装过程中出现印制电路板300变形的风险。
105.可以理解的是,结合图3和图5f可以看出,支撑部700与支撑背板500中的避让槽相匹配,该种设计能够保障支撑部700能够与支撑背板500相配合,从而对印制电路板300起到良好的支撑效果。
106.在本技术的另一些实施例中,图6示出了另一种支撑部700的设置方式,具体包括:
107.步骤701:在印制电路板300的第一面设置电子元器件320,并在印制电路板300的第二面设置第一功能器件310。
108.步骤702:对印制电路板300进行翻转。
109.可以理解的是,如图7a至图7b所示,上述步骤701至步骤702与前述步骤501至步骤502相同,在此不做赘述。
110.步骤703:对第一功能器件310的设置区域采用围坝填充操作和固化操作,以得到支撑部700。如图7c所示,采用围坝填充(dam and fill,d&f)和固化操作所实现的支撑部700与图5d中示出的支撑部700在结构上相同。
111.其中,围坝填充操作的具体实现方式可以有两种:
112.其中一种为在第一功能器件310的外围采用第一胶体进行筑坝操作以形成第一坝结构,第一坝结构与第一功能器件310的侧面围成限位区域。其中,本文提及的筑坝操作与围坝填充操作意思相同。在第一坝结构与第一功能器件310的侧面围成限位区域内进行第一功能材料填充处理以形成支撑部700。该支撑部700包括第一坝结构及在限位区域内进行第一功能材料填充处理后形成的固化的第一功能材料。例如,第一功能材料是塑胶固化材料,则该支撑部700包括第一坝结构及在限定区域内形成的固化的塑胶。
113.可以理解,本技术实施例中,可以采用第一坝结构代替上述需要去除的限位板,此时,第一坝结构不用去除,简化制备过程。
114.另一种为采用第一胶体在第一功能器件310的外围进行筑坝操作以形成第二坝结构,第二坝结构包括内围结构和外围结构;内围结构贴合于第一功能器件310的侧面,内围结构和外围结构围成限位区域。而后采用第二胶体在第二坝结构围成的限位区域中进行灌封填充。
115.可以理解,本技术实施例中,可以采用第二坝结构代替上述需要去除的限位结构件330,此时第二坝结构是由内围结构和外围结构形成的两层结构,内围结构贴合于第一功能器件310的侧面,内围结构和外围结构围成限位区域;也即内围结构和外围结构形成了能够容纳第一功能材料的容纳腔。在限位区域内进行第一功能材料填充处理以形成支撑部700。该支撑部700包括第二坝结构及在限位区域内进行第一功能材料填充处理后形成的固化的第一功能材料。例如,第一功能材料是塑胶,则该支撑部700包括第二坝结构及在限定区域内形成的固化的塑胶。此时,第二坝结构不用去除,简化制备过程。
116.其中第一胶体具备较强的触变性,能够在接触到印制电路板300后形成稳固的第二坝结构,第二胶体的流动性较强,能够在第二坝结构内进行有效填充。第一胶体和第二胶体在固化操作后能够形成一体化的支撑部700。
117.可以理解,采用制备第二坝结构的方式可以用于第一功能器件310为单个器件的情况,采用制备第二坝结构的方式可以使得上述支撑部700只围绕第一功能器件310的侧面区域设置,可以应用于顶面需要散热,不允许进行塑胶封装的第一功能器件310。
118.例如,第一功能器件310可以是电压调节模组,由于电压调节模组的表面设置有裸硅片,在压力影响下容易造成器件的损坏,不允许进行完成封装。针对这类特殊电子元器件,在执行围坝填充操作时可以灵活地将第二坝结构高度设置得大于或等于如电压调节模组的电子元器件,能够在填充过程中避免覆盖电子元器件的表面区域。通过上述设置,在保障支撑部700能够有效对印制电路板300进行支撑的同时,避免对这类电子元器件的正常安装使用造成影响。
119.其中,支撑部700中第二坝结构的沿印制电路板厚度方向的高度大于或等于第一功能器件310沿印制电路板厚度方向的高度,一方面可以避免在填充过程中避免覆盖的第一功能器件310顶面区域。另外,能够使得便于在支撑部700与第一功能器件310的底面区域围成的区域内填充导热凝胶以形成第一散热部,实现对第一功能器件310的散热,另外第一散热部与支撑部700配合能够在对电压调节模组等特殊电子元器件进行散热的同时,进一步增强对印制电路板300的下表面设置有第一功能器件310的区域的支撑强度。
120.可以理解,也可以在第二坝结构与第一功能器件310的底面区域围成的区域内进行塑胶固化材料等胶质材料的填充,用于不需要散热的第一功能器件310。
121.可以理解的是,相较于前述实施例中采用限位结构件330对灌封操作进行限位的技术方案,采用围坝填充的方式无需在封装过程中置入额外的结构件,同时更为灵活便捷,适用于各种复杂的印制电路板环境。
122.步骤704:再次对印制电路板300进行翻转。可以理解的是,如图7d所示,对于翻转后的印制电路板300,采用围坝填充方式形成的支撑部700同样能够有效对第一功能器件310进行应力保护,避免封装过程中出现印制电路板300变形的风险。
123.在本技术的另一些实施例中,图8示出了另一种支撑部700的设置方式,具体包括:
124.步骤901:在印制电路板300的第一面设置电子元器件320,并在印制电路板300的第二面设置第一功能器件310。可以理解的是,如图9a所示,上述步骤901与前述步骤501相同,在此不做赘述。
125.步骤902:于印制电路板300的第二面设置支撑结构件340。可以理解,可以将印制电路板300的第二面翻转朝上进行支撑结构件340的设置;
126.其中,支撑结构件340限位结构件330的设置规则相同,在此不做赘述。但与前述限位结构件不同的是,支撑结构件340可以是设有避让槽的支撑背板500的至少部分区域,后续在支撑背板500的避让槽内进行灌封操作和固化操作。
127.可以理解,支撑结构件340可以为整个的支撑背板500,开设有与第一功能器件310的数量相同的避让槽。
128.可实施的,支撑结构件340的数量也可以为多个,多个支撑结构件340共同构成支撑背板500,例如,支撑结构件340的数量与第一功能器件310的数量相同,每个支撑结构件340开设有一个避让槽。
129.可实施的,支撑结构件340也可以构成部分支撑背板500,后续再进行支撑背板的其他区域的制备或连接,
130.此时,后续支撑背板的设置无需根据第一功能器件310的设置位置进行避让开槽,可以直接与支撑结构件340以及支撑部700进行配合对印制电路板300进行支撑,进一步简化了封装所需工艺。
131.步骤903:对支撑结构件340围成的区域进行灌封操作和固化操作,以得到支撑部700。可以理解的是,如图9c所示,上述步骤903与前述步骤504相同,在此不做赘述。可以理解的是,如图9c所示,支撑部700可以经表面打磨后和支撑结构件340处于同一水平面上,且在支撑部700形成后无需对支撑结构件340进行去除操作。
132.可以理解,在本技术实施例上述实施方案中,若灌封所用的材料即前述第一功能材料为硅脂、胶体、胶膜、胶垫、各种固体或不易于流动的半固态材料等,则印制电路板不用翻转即可进行填充,若灌封所用的材料即前述第一功能材料为液态胶体材料等则需要将印制电路板300进行翻转,将印制电路板300的第二面朝上进行灌封等操作。
133.可以理解的是,前述技术方案通过对第一功能器件310采用塑胶固化材料进行覆盖保护,不仅能够避免印制电路板300因缺乏支撑而产生形变,还能够对第一功能器件310进行必要的应力防护。而在本技术的另一些实施例中,对电子元器件采用其他功能材料进行同种规格的覆盖保护时,还可以对电子元器件起到绝缘防护、导散热等额外的有益效果。
134.例如,图10示出了一种板级结构的散热器设置方式。其中第一散热器600a、第二散热器600b和第三散热器600c分别用于对芯片100、第一功率器件120a和第二功率器件120b
进行散热。可以看出,于第一散热器600a和芯片100之间、第二散热器600b和第一功率器件120a之间以及第三散热器600c和第二功率器件120b之间均设置有界面导热材料800,通过界面导热材料800能够为芯片100、功率器件120a和功率器件120b提供一个二维的导散热面,进而与散热器配合实现对芯片和功率器件的导散热。
135.但是二维的导散热面效果有限,渐渐无法应对大功率器件功耗日益提升的挑战。
136.而在本技术的一些实施例中,图11示出了另一种板级结构的散热器设置方式,其中以第一功率器件120a为例进行说明。如图11所示,第一功率器件120a采用第二功能材料形成的覆盖体710进行了三维层面的覆盖,且该种覆盖体710具有导散热的功能。相较于如图10所示的二维的导散热面,三维导散热面的散热效果更佳,能够配合散热器更好地对功率器件120a进行散热。可以理解的是,覆盖体710的形成可以采用前述支撑部700形成的任意实现方式,在此不做赘述。
137.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
138.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
139.另外,在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
140.集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解,本技术实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机,芯片等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(read only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
141.以上内容,仅为本技术的具体实施方式,但本技术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技术揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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