一种散热焊盘及印刷电路板的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种散热焊盘，其用于设置电子元件的表面包括上焊料区和非上焊料区，上焊料区用于涂覆焊料；非上焊料区包括集热通道和散热通道，集热通道用于收集散热焊盘上的热量，散热通道与集热通道连通，且散热通道的开口位于散热焊盘的边缘处，以将集热通道内收集的热量排放至散热焊盘的外部。上述散热焊盘使其上的热量中的大部分会散发至集热通道内，并通过散热通道散发至散热焊盘外部；并使热量沿集热通道和散热通道散发的速度快于热量沿上焊料区向散热焊盘的边缘散发的速度，从而使上述散热焊盘具有更快的散热速度。
【专利说明】
一种散热焊盘及印刷电路板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及印刷电路板的封装【技术领域】，具体地，涉及一种散热焊盘及印刷电路板。
【背景技术】
[0002]随着电子设计技术的不断发展，电子元器件的微型化，集成电路的集成化，电子元器件和组件热流密度不断提高，这对电子元器件的散热提出了更高的要求，进而要求设置于印刷电路板(Printed Circuit Board,以下简称为PCB)上的散热焊盘具有更高的散热效率。
[0003]图1为现有的PCB基板的结构示意图。如图1所示，PCB基板上设有散热焊盘1，散热焊盘I上设置有呈十字交叉状的绿油阻焊层2，绿油阻焊层2将散热焊盘分割成四个焊接区域，该四个焊接区域作为上锡区，其表面上涂覆锡膏；散热焊盘I上被绿油阻焊层2覆盖的区域下方设有多个散热孔(图中未示出)，用于将焊接于散热焊盘I上的电子元器件产生的热量散发出去。
[0004]在上述散热焊盘中，为防止锡膏从散热孔漏出，将散热孔设于绿油阻焊层下方，而未设于上锡区的下方，这使得焊接于散热焊盘I上的电子元件在工作过程中产生的热量无法直接散发到散热孔中，通过散热孔的孔壁排出，从而导致其散热较慢，散热效率较低。
实用新型内容
[0005]本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种散热焊盘及印刷电路板，其可以使热量经温度较低的集热通道和散热通道更快地散发出去，使其具有较高的散热速度。
[0006]为实现本实用新型的目的而提供一种散热焊盘，所述散热焊盘的用于设置电子元件的表面包括上焊料区和非上焊料区，所述上焊料区用于涂覆焊料；所述非上焊料区包括集热通道和散热通道，所述集热通道用于收集所述散热焊盘上的热量，所述散热通道与所述集热通道连通，且所述散热通道的开口位于所述散热焊盘的边缘处，以将所述集热通道内收集的热量排放至所述散热焊盘的外部。
[0007]其中，所述集热通道包括第一集热通道，所述第一集热通道为封闭图形。
[0008]其中，所述第一集热通道为封闭的矩形或环形。
[0009]其中，所述集热通道还包括第二集热通道，所述第二集热通道包括多个集热段，该多个集热段排列成环形或矩形，且每个集热段均与至少一个所述散热通道连通。
[0010]其中，所述第二集热通道的数量为一个或多个。
[0011]其中，每个所述散热焊盘的侧面边缘对应有至少一个所述散热通道，该散热通道自所述散热焊盘的内部延伸至相应的所述侧面边缘。
[0012]其中，所述散热焊盘上设有多个散热孔，多个所述散热孔均匀地分布在所述散热焊盘的上焊料区上。
[0013]其中，所述散热孔为半塞孔。
[0014]作为另一个技术方案，本实用新型还提供一种印刷电路板，其上设有散热焊盘，且所述散热焊盘采用本实用新型提供的上述散热焊盘。
[0015]本实用新型具有以下有益效果:
[0016]本实用新型提供的散热焊盘，其表面上设有集热通道和散热通道，并且集热通道和散热通道均位于非上焊料区内，使集热通道和散热通道的温度低于上焊料区以及涂覆于上焊料区上的焊料的温度；从而使由焊接于散热焊盘上的电子元件产生，并传导至焊料上的热量中的大部分会散发至集热通道内，并通过与集热通道连通的散热通道散发至散热焊盘外部；并使热量沿集热通道和散热通道散发的速度快于热量沿上焊料区向散热焊盘的边缘散发的速度，从而，本实用新型提供的散热焊盘具有更快的散热速度。
[0017]本实用新型提供的印刷电路板，其采用本实用新型提供的上述散热焊盘，可以使由焊接于散热焊盘上的电子元件产生，并传导至焊料上的热量中的大部分会散发至集热通道内，并通过与集热通道连通的散热通道散发至散热焊盘外部；并使热量沿集热通道和散热通道散发的速度快于热量沿上焊料区向散热焊盘的边缘散发的速度，从而，本实用新型提供的印刷电路板具有更快的散热速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0019]图1为现有的PCB基板的结构不意图；
[0020]图2为本实用新型实施例提供的散热焊盘的示意图；
[0021]图3为图2所示散热焊盘中散热孔的分布示意图；
[0022]图4为本实用新型实施例提供的散热焊盘的形状示意图；以及
[0023]图5为本实用新型实施例提供的印刷电路板的示意图。
[0024]附图标记说明
[0025]1:散热焊盘；2:绿油阻焊层；
[0026]10:散热焊盘；20:印刷电路板；11:上焊料区；12:非上焊料区；13:散热孔；120:集热通道；121:散热通道；120a:第一散热通道；120b:第二散热通道；H、L、Μ、N、P:组成上焊料区11的多个区域。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图对本实用新型的【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实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0028]请参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的散热焊盘的示意图。散热焊盘10设置于印刷电路板20上，其用于设置电子元件的表面包括上焊料区11和非上焊料区12。其中，上焊料区11用于涂覆焊料，在本实施例中，该焊料为锡膏。非上焊料区12包括集热通道120和散热通道121。具体地，集热通道120用于收集散热焊盘10上的热量；该热量一般由焊接在散热焊盘10表面的电子元件在工作工程中产生，并通过热传导传递至涂覆于散热焊盘10表面的锡膏上。散热通道121与集热通道120连通，且散热通道121的开口位于散热焊盘10的边缘处，以将集热通道120内收集的热量排放至散热焊盘121的外部。
[0029]具体地，在本实施例中，集热通道120包括第一集热通道120a，第一集热通道120a为封闭图形。在实际应用中，焊接于散热焊盘10上的电子元件在工作过程中产生的热量传导至涂覆于上焊料区11上的锡膏上，使锡膏以及上焊料区11的温度升高；同时，热量也会自上焊料区11传导至非上焊料区12，使非上焊料区12的温度升高。容易理解，在该过程中，非上焊料区12的温度低于位于其两侧的锡膏以及上焊料区11的温度。此外，由于散热焊盘10边缘处以及位于该边缘处的锡膏与外界的接触面积较大，其温度散发的速度快于散热焊盘10中心区域以及位于中心区域的锡膏的温度散发的速度，因此，散热焊盘10中心区域以及位于该中心区域的锡膏的温度高于散热焊盘10边缘区域以及位于该边缘区域的锡膏的温度。
[0030]在本实施例中，位于散热焊盘10的中心区域的锡膏和上焊料区11的热量向四周均匀地辐射，会辐射至第一集热通道120a中；并且，由于第一集热通道120a的温度低于第一集热通道120a内外两侧的上焊料区11以及锡膏的温度，根据热量的辐射原理，第一集热通道120a内的大部分热量不会继续沿四周的锡膏和上焊料区11向外均匀地辐射，而是会沿第一集热通道120a传递至散热通道121，并经散热通道121散发至散热焊盘10外部；并且，其散发的速度相比沿四周的锡膏和上锡膏区11向外辐射更快。
[0031]优选的，第一集热通道120a为封闭的矩形或环形。
[0032]另外，除包括第一集热通道120a外，集热通道还可以包括第二集热通道120b。其中，第二集热通道120b包括多个集热段，该多个集热段排列成环形或矩形，且每个集热段均与至少一个散热通道121连通。
[0033]优选地，在本实施例中，第一集热通道120a和第二集热通道120b的数量均为一个，且第一集热通道120a位于第二集热通道120b内部。但需要说明的是，本实用新型对第二集热通道的数量不做限定，可以为一个，也可以为多个。
[0034]在本实施例中，第一集热通道120a和第二集热通道120b之间的锡膏的朝向第一集热通道120a的一侧也会向温度较低的第一集热通道120a内辐射热量，这部分热量同样经第一集热通道120a，以及散热通道121快速地散发至散热焊盘10外部。
[0035]同理，第一集热通道120a和第二集热通道120b之间的区域的锡膏会向外辐射热量至第二集热通道120b内，第二集热通道120b外部的锡膏的朝向第二集热通道120b的一侧也会向第二集热通道120b内辐射热量，上述热量会沿第二集热通道120b传递至散热通道121内，最终经散热通道121快速地散发至散热焊盘10外部。
[0036]此外，在本实施例中，每个散热焊盘10的侧面边缘对应有至少一个自散热焊盘10的内部延伸至相应的侧面边缘的散热通道121。
[0037]在本实施例中，根据散热焊盘10的散热需要，设置第一集热通道120a和第二集热通道120b的数量、形状和位置，以使散热焊盘10上的上焊料区11的热量可以快速地传递至第一集热通道120a和/或第二集热通道120b内，使散热焊盘10具有较高的散热速度。
[0038]本实施例提供的散热焊盘10，其表面上设有集热通道120和散热通道121，并且集热通道120和散热通道121均位于非上焊料区12内，使集热通道120和散热通道121的温度低于上焊料区11以及涂覆于上焊料区11上的焊料的温度；从而使由焊接于散热焊盘10上的电子元件产生，并传导至焊料11上的热量中的大部分会散发至集热通道120内，并通过与集热通道120连通的散热通道121散发至散热焊盘10外部；并使热量沿集热通道120和散热通道121散发的速度快于热量沿上焊料区11向散热焊盘10的边缘散发的速度，从而，本实施例提供的散热焊盘10具有更快的散热速度。
[0039]在本实施例中，第一集热通道120a内部的区域、第一集热通道120a和第二集热通道120b之间的区域和第二集热通道120b外部的区域(不包括散热通道121所占的区域)为上焊料区11，其表面上涂覆锡膏，这样可以使散热焊盘10与电子元件之间的焊接面积较大，且散热焊盘10与电子元件之间的多个焊接处基本均匀分布在散热焊盘10的各处，从而可以提闻焊接的稳固性。
[0040]在本实施例中，如图3所示，散热焊盘10上设有多个散热孔13，多个散热孔13均匀地分布在散热焊盘10的边缘与中心区域的上焊料区11上；从而使上焊料区11以及涂覆于上焊料区11上的焊料的热量还可以通过散热孔13传递至散热焊盘10外部；并且，由于散热孔13设置在上焊料区11上，上焊料区11和焊料上的热量可以有效且快速地通过散热孔13散发出去。在实际应用中，根据上焊料区11在散热焊盘10上的分布和焊料上的热量散热的需要，设置散热孔13的分布。在本实施例中，多个散热孔13的分布如图3所示。
[0041]在本实施例中，优选地，散热孔13为半塞孔，这样可以防止涂覆于上焊料区11上的锡膏等焊料沿散热孔13渗入到印刷电路板20上。
[0042]优选地，第一集热通道120a为封闭的矩形；多个集热段排列成矩形；多个散热通道121自散热焊盘10的边缘处延伸至第一集热通道120a，从而使散热焊盘10的形状为图4所示的形状。在图4中，上焊料区11可分为相同的四个区域H、L、M和N，以及位于第一集热通道120a内的区域P。在此情况下，以下述参数为例:散热焊盘10为正方形，其边长为16s ;第一集热通道120a、第二集热通道120b和散热通道121的宽度为s ;a = 9s ;b = 2s ;c = 6s ；d = 3s ；e = 6s ；f = 3s ；g = 2s ；h = 4s ；
[0043]则区域H 的面积 Sh = 2s X 5s+3s X 3s — s X s+2s X 4s+2s X 6s = 38s2 ；
[0044]区域P 的面积 Sp = 4s X 4s = 16s2，
[0045]散热焊盘10的表面的面积Sltl = 16s X 16s = 256s2 ；
[0046]从而，上焊料区11在散热焊盘10表面所占的比例为(Sh+Sl+Sm+Sn+Sp)/S10 =(4X38s2+16s2)/256s2 = 168s2/256s2 = 0.65625 ?66%。
[0047]根据上述可知，在第一集热通道120a为矩形，多个集热段排列成矩形，使散热焊盘10为图4所示形状的情况下，上焊料区11在散热焊盘10的表面上所占的比例大于60%，接近66%，这表明在散热焊盘10表面上，上焊料区11所占的比例较大，从而使电子元件与散热焊盘10之间的焊接非常稳固。
[0048]需要说明的是，在本实施例中，集热通道120包括第一集热通道120a和第二集热通道120b，且第一集热通道120a和第二集热通道120b的数量均为一个，但本实用新型并不限于此，在实际应用中，集热通道120还可以仅包括第一集热通道120a，或者仅包括第二集热通道120b，并且，在集热通道120仅包括第二集热通道120b的情况下，第二集热通道120b的数量可以为多个，其相互之间彼此环绕。
[0049]还需要说明的是，在本实施例中，第一集热通道120a为矩形，多个集热段排列成矩形，但本实用新型并不限于此，在实际应用中，第一集热通道120a和第二集热通道120b的形状根据散热焊盘10的散热需要以及上焊料区11在散热焊盘10表面上所需要占的比例设置，具体地，第一集热通道120a还可以为圆形、椭圆形或其他不规则形状，同样，多个集热段也可以排列成圆形、椭圆形或其他不规则形状。
[0050]作为另一个技术方案，本实用新型实施例还提供一种印刷电路板，图5为本实用新型实施例提供的印刷电路板的示意图，如图5所示，印刷电路板20上设有散热焊盘10，该散热焊盘采用本实用新型上述实施例提供的散热焊盘10。
[0051]本实用新型实施例提供的印刷电路板20，其采用本实用新型上述实施例提供的散热焊盘10，可以使由焊接于散热焊盘10上的电子元件产生，并传导至焊料上的热量中的大部分会散发至集热通道内，并通过与集热通道连通的散热通道散发至散热焊盘外部；并使热量沿集热通道和散热通道散发的速度快于热量沿上焊料区向散热焊盘的边缘散发的速度，从而，本实施例提供的印刷电路板具有更快的散热速度。
[0052]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种散热焊盘，所述散热焊盘的用于设置电子元件的表面包括上焊料区和非上焊料区，所述上焊料区用于涂覆焊料，其特征在于； 所述非上焊料区包括集热通道和散热通道，所述集热通道用于收集所述散热焊盘上的热量，所述散热通道与所述集热通道连通，且所述散热通道的开口位于所述散热焊盘的边缘处，以将所述集热通道内收集的热量排放至所述散热焊盘的外部。
2.根据权利要求1所述的散热焊盘，其特征在于，所述集热通道包括第一集热通道，所述第一集热通道为封闭图形。
3.根据权利要求2所述的散热焊盘，其特征在于，所述第一集热通道为封闭的矩形或环形。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的散热焊盘，其特征在于，所述集热通道还包括第二集热通道，所述第二集热通道包括多个集热段，该多个集热段排列成环形或矩形，且每个集热段均与至少一个所述散热通道连通。
5.根据权利要求4所述的散热焊盘，其特征在于，所述第二集热通道的数量为一个或多个。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的散热焊盘，其特征在于，每个所述散热焊盘的侧面边缘对应有至少一个所述散热通道，该散热通道自所述散热焊盘的内部延伸至相应的所述侧面边缘。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的散热焊盘，其特征在于，所述散热焊盘上设有多个散热孔，多个所述散热孔均匀地分布在所述散热焊盘的上焊料区上。
8.根据权利要求7所述的散热焊盘，其特征在于，所述散热孔为半塞孔。
9.一种印刷电路板，其上设有散热焊盘，其特征在于，所述散热焊盘采用权利要求1-8任意一项所述的散热焊盘。
【文档编号】H05K1/11GK203951677SQ201420256932
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】吴月, 解红军, 任妍, 王子锋 申请人:京东方科技集团股份有限公司