一种线路板的制作方法

1.本实用新型涉及电器领域，具体涉及一种线路板。


背景技术：

2.线路板是许多电器上必不可少的零部件，诸如电水壶、养生壶等液体加热器上均使用了线路板，线路板包括板体及设在板体上的可控硅。可控硅在工作时会产生大量的热量，一般的产品上设置了散热器对可控硅进行散热。如中国专利授权公告号cn206293431u，名称为“一种可控硅散热器的快速安装结构”的专利中公开了一种电路板、散热铝座和可控硅的安装结构，可控硅与电路板电性连接，散热铝座置于电路板上并与可控硅一侧连接，还包括散热铝压片，散热铝压片置于在可控硅另一侧，散热铝座和散热铝压片相互卡置连接并夹紧可控硅。
3.但是散热器的成本较高，且占据较大的空间，已经越不来越不适用于现代的液体加热器，如何利用线路板的有限空间进行有效散热是亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中线路板利用散热器对可控硅散热导致成本较高、空间占据较大的不足，本实用新型的目的在于提供一种线路板，对线路板上的散热结构进行改进设计，使得线路板在省去散热器的情况下，也能利用线路板上的有限空间进行高效地散热。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种线路板，包括板体及设置在板体上的可控硅，可控硅包括主体及设置在主体上的引脚，所述板体包括由上至下堆叠的铜箔层、基层，所述主体通过引脚固定在铜箔层上，铜箔层上设有裸锡面，裸锡面布置在可控硅的周围并裸露于铜箔层之外以对可控硅进行散热。
6.本技术方案中，通过焊锡将引脚焊接固定从而使主体贴合固定在铜箔层上，热传递方向主要有以下几种途径：主体至铜箔层，铜箔层至基层，主体至引脚，引脚至焊锡，铜箔层至裸锡面，以及主体、引脚、焊锡、裸锡面与空气之间的对流。这种安装方式下，可控硅与铜箔层具有较大的接触面积，具有良好的传热效果，同时在可控硅的周围布置了大面积的裸锡面来加强散热效果，建立了可控硅至铜箔层至裸锡面至空气的快速热传递路径，省去了散热器，利用线路板上的有限空间进行高效地散热，以减少可控硅重量体积，降低成本。
7.本实用新型还进一步设置为：所述裸锡面由呈点状的裸锡排布形成。通过本设置，点状的裸锡在排布时，相互之间可以布置足够的间隙，从而加强裸锡之间的空气对流，使得裸锡面的散热效果更好。
8.本实用新型还进一步设置为：所述裸锡面有呈带状的裸锡排布形成。通过本设置，带状的裸锡便于焊接，在排布时也能保证裸锡相互之间具有一定的间隙，从而加强裸锡之间的空气对流，使得裸锡面的散热效果更好。
9.本实用新型还进一步设置为：所述裸锡由可控硅处向两侧排布成多行且相邻两行间互相错开。通过本设置，裸锡面的纹理呈砖墙式，能够在铜箔层上的有限空间上布置尽量
多的裸锡，同时还能保证裸锡之间具有散热间隙。
10.本实用新型还进一步设置为：所述裸锡由可控硅处向四周呈旋涡状排布。通过本设置，裸锡面的纹理呈旋涡式，除了能够保证裸锡之间的散热间隙，对裸锡上方冷热空气的热对流也有增益效果。
11.本实用新型还进一步设置为：所述裸锡面的面积与铜箔层的面积之比为0.5～0.8。通过本设置，越大的裸锡面面积，带来的散热收益越高，但相应带来的生产耗材费用也越高，同时出于其他元器件的布置和裸锡散热间隙的考虑，裸锡面也不能布满整个铜箔层，因此裸锡面的面积应该在优化在一个合适的范围。
12.本实用新型还进一步设置为：所述板体上设有对流槽或对流孔，对流槽或对流孔布置在可控硅的周围。可控硅至基层至空气的散热热阻最大，对流槽或对流孔可以解决可控硅散热过程中因pcb基层的热阻导致热传递效率低的问题，另外也可以增加冷热空气的对流，形成热对流改善散热效果。
13.本实用新型还进一步设置为：所述对流槽或对流孔沿着可控硅的电流输出方向延伸。通过本设置，因为电流方向上垂直开槽或其他方向开槽容易阻断电流的输出方向，进一步导致可控硅的温度上升，因此对流槽或对流孔顺着可控硅的电流输出方向开槽，合理布局，防止和电流的输出方向干涉。
14.本实用新型还进一步设置为：所述对流槽或对流孔对称分布在可控硅的电流输出方向的两侧。通过本设置，多个对流槽或对流孔增大可控硅散热的热传递、热对流，提升了散热效率。
15.本实用新型还进一步设置为：所述对流槽或对流孔与可控硅的距离为0～1mm。通过本设置，对流槽或对流孔贴近可控硅，保证热对流效果。
16.本实用新型的优点是：1)通过焊锡焊接引脚从而使主体贴合固定在铜箔层上，这种安装方式下，可控硅与铜箔层具有较大的接触面积，具有良好的传热效果，同时在可控硅的周围布置了大面积的裸锡面来加强散热效果，建立了可控硅至铜箔层至裸锡面至空气的快速热传递路径，省去了散热器，利用线路板上的有限空间进行高效地散热，以减少可控硅重量体积，降低成本。2)提供了裸锡面的构成和布局形式，点状或带状的裸锡能保证裸锡相互之间具有一定的间隙，从而加强裸锡之间的空气对流，使得裸锡面的散热效果更好。砖墙式或旋涡式的布局能够在铜箔层上的有限空间上布置尽量多的裸锡，同时还能保证裸锡之间具有散热间隙，对裸锡上方冷热空气的热对流也有增益效果。3)在线路板上设置了对流槽或对流孔来解决可控硅散热过程中因pcb基层的热阻导致热传递效率低的问题，另外也可以增加冷热空气的对流，形成热对流改善散热效果。对流槽或对流孔顺着可控硅的电流输出方向开槽，合理布局，防止和电流的输出方向干涉。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例1中线路板的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例1中线路板的热传递示意图；
19.图3为本实用新型实施例1中裸锡面处的结构示意图；
20.图4为本实用新型实施例2中裸锡面处的结构示意图；
21.图5为本实用新型实施例3中对流槽处的结构图。
22.附图标记：板体100、铜箔层101、基层102、裸锡103、对流槽104、可控硅200、主体201、引脚202。
具体实施方式
23.在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等，其所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实用新型和简化描述，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，不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“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。
24.下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
25.实施例1：如图1至图3中所示，一种线路板，包括板体100及设置在板体100上的可控硅200，可控硅200包括主体201及设置在主体201上的引脚202，板体100包括由上至下堆叠的铜箔层101、基层102，主体201通过引脚202固定在铜箔层101上，铜箔层101上设有裸锡面，裸锡面布置在可控硅200的周围并裸露于铜箔层101之外以对可控硅200进行散热。
26.本实施例中，通过焊锡将引脚202焊接固定从而使主体201贴合固定在铜箔层101上，如图2中所示，箭头代表了热传递方向，热传递方向主要有以下几种途径：主体201至铜箔层101，铜箔层101至基层102，主体201至引脚202，引脚202至焊锡，铜箔层101至裸锡面，以及主体201、引脚202、焊锡、裸锡面与空气之间的对流。这种安装方式下，可控硅200与铜箔层101具有较大的接触面积，具有良好的传热效果，同时在可控硅200的周围布置了大面积的裸锡面来加强散热效果，建立了可控硅200至铜箔层101至裸锡面至空气的快速热传递路径，省去了散热器，利用线路板上的有限空间进行高效地散热，以减少可控硅200重量体积，降低成本。
27.与可控硅200接触的铜箔层101面积应做到空间允许范围内的最大值，可以带来最大的散热增益提升，但由于外形等因素，留给线路板的空间往往不能极致的增加。去除散热器后，为了保证散热效率，铜箔层101辅助散热的面积应有最小值。
28.铜箔层101散热面积的最小值与发热管的功率正相关，因此可以得出以下面积设计方案：
29.s＝γ
·
p。
30.s为铜箔层101最小的散热面积。
31.γ为限定的比例参数，一般取1.25～1.4mm2/w。
32.p为发热管的功率，一般定义的大功率取800～1200w。
33.裸锡面由呈点状的裸锡103排布形成也可以由带状的裸锡103排布形成，本实施例中以点状的裸锡103为例，点状的裸锡103在排布时，相互之间可以布置足够的间隙，从而加强裸锡103之间的空气对流，使得裸锡面的散热效果更好。
34.具体地，越大的裸锡面面积，带来的散热收益越高，但相应带来的生产耗材费用也越高，同时出于其他元器件的布置和裸锡103散热间隙的考虑，裸锡面也不能布满整个铜箔层101，因此裸锡面的面积应该在优化在一个合适的范围。
35.这里可以对裸锡面的面积与铜箔层101面积进行关联：s
裸锡面
＝(0.5-0.8)
×s铜箔层101
。
36.在以上基础上涉及了一种裸锡面的布局方式，裸锡103由可控硅200处向两侧排布成多行且相邻两行间互相错开，形成砖墙纹理，砖墙纹理的比例系数能够接近0.8，且在线路板生产波峰焊工艺环节可以最大化的降低连锡、不吃锡等工艺不良，能够在铜箔层101上的有限空间上布置尽量多的裸锡103，同时还能保证裸锡103之间具有散热间隙。
37.实施例2：基于上述实施例中的结构，不同之处在于裸锡面的布局形式，如图4中所示，本实施例中裸锡103由可控硅200处向四周呈旋涡状排布，形成旋涡扩散纹理，这种纹理除了能够保证裸锡103之间的散热间隙，对裸锡103上方冷热空气的热对流也有增益效果。
38.实施例3：基于上述实施例中的结构，区别之处在于，如图5中所示，本实施例中板体100上设有对流槽104或对流孔，对流槽104或对流孔布置在可控硅200的周围。可控硅200至基层102至空气的散热热阻最大，在此基础上涉及了合理的开孔和开槽结构来增加散热效率，对流槽104或对流孔可以解决可控硅200散热过程中因pcb基层102的热阻导致热传递效率低的问题，另外也可以增加冷热空气的对流，形成热对流改善散热效果。
39.板体100开槽或开孔的位置决定了散热增益效果，因为电流方向上垂直开槽或其他方向开槽容易阻断电流的输出方向，进一步导致可控硅200的温度上升，因此对流槽104或对流孔顺着可控硅200的电流输出方向开槽(图5中箭头方向为可控硅200的电流输出方向)，位于可控硅200的两侧，合理布局，防止和电流的输出方向干涉，多个对流槽104或对流孔增大可控硅200散热的热传递、热对流，提升了散热效率。
40.因基层102的热阻较高，开槽或开孔可以带来增大空气对流、增加可控硅200与空气间热传递的收益。但同时因开槽或开孔位置也位于铜箔层101区域，其带来的负益是损失了铜箔层101的传导散热。
41.因此开槽或开孔的设计可做最优化设计，以对流槽104为例：
42.对流槽104宽度：一般取1.0mm-2.5mm。
43.对流槽104长度：等于可控硅200塑封尺寸长度。
44.对流槽104与可控硅200的距离：0-1mm为优。
45.上述实施例对本实用新型的具体描述，只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述实用新型的内容对本实用新型作出一些非本质的改进和调整均落入本实用新型的保护范围之内。