一种电路板及电子设备的制作方法

专利2022-11-15  69


本实用新型实施例涉及电子技术领域,尤其涉及一种电路板及电子设备。



背景技术:

电子设备通常包括至少一块电路板,电路板上焊接有各种各样的电子元器件,例如电阻、电容、控制芯片等,通常存在一些发热源器件,因此,许多电子设备在长时间使用后出现温升现象,如果无法及时散热,可能会减慢设备的运行速度,甚至损坏它的热敏感器件。

在电子产品市场中,电路板是一种单板直接对外销售的产品,它不同于整机电子设备可以通过增加导热垫、散热钣金、金属外壳等形式将热量导出去。电路板就一块单板,客户在装机过程中采用什么样的散热方式或者是否有散热处理都是不确定的,因此,板级的散热处理在电路板上就显得尤为重要。



技术实现要素:

本实用新型提供一种电路板及电子设备,以实现板级散热,进而提高电路板的可靠性性和寿命。

第一方面,本实用新型实施例提供了一种电路板,包括:

印刷线路板以及设置在所述印刷线路板上的多个电子元器件;其中,多个所述电子元器件中包括发热源器件和热敏感器件;

散热结构,位于所述印刷线路板上,且位于所述发热源器件远离所述热敏感器件的一侧。

可选的,所述印刷线路板包括相对设置的第一面和第二面,所述发热源器件设置于所述第一面;

所述散热结构包括第一散热部,所述第一散热部位于所述第一面;和/或;

所述散热结构包括第二散热部,所述第二散热部位于所述第二面。

可选的,在所述散热结构所在区域,所述印刷线路板上设置有多个通孔;

所述散热结构包括所述第一散热部、所述第二散热部以及多个连接部,所述连接部和所述通孔一一对应;所述连接部位于所述通孔侧壁上,连接所述第一散热部和所述第二散热部。

可选的,所述连接部填满所述通孔。

可选的,所述通孔的孔径大于0且小于等于0.25mm。

可选的,所述印刷线路板包括地线,所述散热结构与所述地线连接。

可选的,所述印刷线路板为多层板,所述印刷线路板包括多条导线,至少一条所述导线在水平平面内的正投影与所述散热结构在所述水平平面内的正投影至少部分交叠;其中,所述水平平面与所述印刷线路板所在平面平行。

可选的,所述发热源器件和所述热敏感器件之间还设置有隔热结构。

可选的,沿所述热敏感器件指向所述发热源器件的方向,所述热敏感器件和所述隔热结构至少部分交叠。

可选的,所述隔热结构包括隔热孔,所述隔热孔贯穿所述印刷线路板。

第二方面,本实用新型实施例还提供了一种电子设备,该电子设备包括第一方面所述的电路板。

本实用新型实施例提供的电路板,通过在发热源器件远离热敏感器件的一侧增设散热结构,即散热结构和热敏感器件位于发热源的相对两侧,相当于在与热敏感器件相对的方向设置一个温度相对较低的“泄洪”口,将热量导到热敏感器件相反方向,当热源“泄洪”完毕后,再次到达热敏感器件的热量将很大程度得到减弱,避免过多的热量传导至热敏感器件影响其性能,解决现有技术中的电路板缺少板级散热的问题,实现板级散热,进而提高电路板的可靠性性和寿命的效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种电路板的结构示意图;

图2是图1沿aa’方向的剖面图;

图3是本实用新型实施例提供的另一种电路板的结构示意图;

图4是图3沿bb’方向的剖面图;

图5是本实用新型实施例提供的又一种电路板的结构示意图;

图6是图5沿cc’方向的剖面图;

图7是本实用新型实施例提供的再一种电路板的结构示意图;

图8是图7沿dd’方向的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

有鉴于背景技术中提到的问题,本实用新型实施例提供了一种电路板,该电路板包括:

印刷线路板以及设置在印刷线路板上的多个电子元器件;其中,多个电子元器件中包括发热源器件和热敏感器件;

散热结构,位于印刷线路板上,且位于发热源器件远离热敏感器件的一侧。

以上是本申请的核心思想,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型实施例提供的一种电路板的结构示意图。图2是图1沿aa’方向的剖面图。图3是本实用新型实施例提供的另一种电路板的结构示意图。图4是图3沿bb’方向的剖面图。参见图1-图4,该电路板包括:印刷线路板10以及设置在印刷线路板10上的多个电子元器件;其中,多个电子元器件中包括发热源器件20和热敏感器件30;散热结构40,位于印刷线路板10上,且位于发热源器件20远离热敏感器件30的一侧。

具体的,印刷线路板10可以为单层板,双面板或者多层板,此处不作限定;印刷线路板10上焊接的电子元器件本领域技术人员可根据实际情况设置,此处也不作限定。

具体的,多个电子元器件中包括发热源器件20和热敏感器件30,这里所述的发热源器件20指的是功耗较高,易产生热量的电子元器件,例如中央处理器(centralprocessingunit,cpu)、数字信号处理(digitalsignalprocessing,dsp)芯片等;这里所述的热敏感器件30指的是工作性能易受到温度影响、或者适用温度范围较窄的电子元器件,例如图像传感器等。具体的,印刷线路板10包括第一面110和第二面120,发热源器件20和热敏感器件30可以均位于第一面110(如图2所示),也可以均位于第二面120,还可以一个位于第一面110且另一个位于第二面120(如图4所示),对此不作限定。

具体的,散热结构40的导热系数大于印刷线路板10的导热系数,散热结构40的材料本领域技术人员可根据实际情况设置,此处不作限定,例如散热结构40的材料包括铜。具体的,散热结构40和热敏感器件30分位于发热源器件20的相对两侧。例如从图1来看,热敏感器件30位于发热源器件20的右侧,散热结构40位于发热源器件20的左侧。散热结构40散热路径如下:发热源器件20产生的热量通过印刷线路板10传递至散热结构40,散热结构40再将热量传递至空气中,以将热量导出电路板。

可以理解的是,由于散热结构40的导热系数大于印刷线路板10的导热系数,因此,发热源器件20产生的热量更容易向散热结构40的方向传导,不容易向热敏感器件30所在方向传导或者向热敏感器件30所在方向传导的热量较少,换句话说,相当于在与热敏感器件30相对的方向设置一个温度相对较低的“泄洪”口,将热量传导到热敏感器件30相反方向,当热源“泄洪”完毕后,再次到达热敏感器件30的热量将很大程度得到减弱,避免过多的热量传导至热敏感器件30影响其性能。

还可以理解的是,当发热源器件20的封装方式为bga封装(ballgridarraypackage,简称bga封装)时,由于bga封装的输入输出端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,因此,对于gba封装的发热源器件20无法通过在发热源器件20朝向印刷线路板10的一面铺铜的方式散热,而本实用新型实施例提供的技术方案中,由于散热结构40在印刷线路板10所在平面上的正投影和发热源器件20在印刷线路板10所在平面上的正投影不交叠,因此,本实用新型实施例提供的技术方案不仅适用于方形扁平无引脚封装(quadflatno-leadpackage,qfn)封装的发热源器件20,也适用于gba封装的发热源器件20。

需要说明的是,图1-图4中示例性示出了印刷线路板10上设置有一个热敏感器件30,但并非对本申请的限定,本领域技术人员可根据实际情况设置热敏感器件30的数量。当存在多个热敏感器件30时,可以设置多个热敏感器件30位于发热源器件20的同一侧,如此,可使任意一热敏感器件30与散热结构40的位置关系均为分位于发热源器件20的相对两侧。还需要说明的是,为作图方便,图1-图4以及后文中涉及的图5-图8均未示出除发热源器件20和热敏感器件30之外的其它电子元器件。

本实用新型实施例提供的电路板,通过在发热源器件远离热敏感器件的一侧增设散热结构,即散热结构和热敏感器件位于发热源的相对两侧,相当于在与热敏感器件相对的方向设置一个温度相对较低的“泄洪”口,将热量导到热敏感器件相反方向,当热源“泄洪”完毕后,再次到达热敏感器件的热量将很大程度得到减弱,避免过多的热量传导至热敏感器件影响其性能,解决现有技术中的电路板缺少板级散热的问题,实现板级散热,进而提高电路板的可靠性性和寿命的效果。

具体的,散热结构40的具体实现方式有多种,下面就典型示例进行说明,此处不作限定。

继续参见图1-图4,可选的,印刷线路板10包括相对设置的第一面110和第二面120,发热源器件20设置于第一面110;散热结构40包括第一散热部410,第一散热部410位于第一面110;和/或;散热结构40包括第二散热部420,第二散热部420位于第二面120。

具体的,第一散热部410和第二散热部420的散热面积本领域技术人员可根据实际情况设置,此处不作限定。具体的,位于第一面110的第一散热部410可以和印刷线路板10中最靠近第一面110的金属层中的导线通过同一道工序制备;位于第二面120的第二散热部420可以和印刷线路板10中最靠近第二面120的金属层中的导线通过同一道工序制备。如此,可简化印刷线路板10制备工序。需要说明的是,印刷线路板10的表面上通常会涂油,为了更好的散热,散热结构40所在位置可以不涂油。

可以理解的是,当散热结构40包括第一散热部410和第二散热部420时,有利于增大散热结构40的散热面积,进而提到散热结构40的散热能力。

图5是本实用新型实施例提供的又一种电路板的结构示意图。图6是图5沿cc’方向的剖面图。参见图5和图6,可选的,在散热结构40所在区域,印刷线路板10上设置有多个通孔130;散热结构40包括第一散热部410、第二散热部420以及多个连接部430,连接部430和通孔130一一对应;连接部430位于通孔130侧壁上,连接第一散热部410和第二散热部420。

具体的,通孔130的可以为圆孔、矩形孔、菱形孔、正六边形孔等,此处不作限定。此外,通孔130的孔径本领域技术人员可根据实际情况设置,此处不作限定。可选的,连接部430填满通孔130,如此,可增大散热结构40的散热面积,且有利于热量在散热结构40内部的传递。可选的,通孔130的孔径大于0且小于等于0.25mm。可以理解的是,当通孔130的孔径在该范围内时,以目前镀铜的制备工艺,位于通孔130侧壁上的连接结构几乎可将通孔130填满,如此,可避免由于通孔130孔径过大导致的影响或阻隔热量从印刷线路板10向散热结构40传导的问题。

可以理解的是,在通孔130中填充连接部430,相当于将印刷线路板10内的部分材料替换为导热系数更高的材料,如此,可加快向第一散热部410和第二散热部420的热传导,进而加快散热速度。

可选的,印刷线路板10包括地线(各图中均未示出),散热结构40与地线连接。

可以理解的是,电路板上通常设置有接地孔(各图中均未示出),装机时的外壳通常为金属外壳。当电路板与电子设备的金属外壳装配时,穿设于接地孔中的铜柱连接电路板和金属外壳。如此,传导至电路板上的散热结构40的热量可依次通过电路板中的地线、铜柱以及金属外壳散至外界,有利于提高电路板的散热效果。

可选的,印刷线路板10为多层板,印刷线路板10包括多条导线,至少一条导线在水平平面内的正投影与散热结构40在水平平面内的正投影至少部分交叠;其中,水平平面与印刷线路板10所在平面平行。

具体的,当印刷线路板10上未设置有通孔130,散热结构40不包括连接部430时,与散热结构40不位于同一层的导线不受散热结构40的阻挡,可以穿过散热结构40覆盖的区域,从印刷线路板10的俯视图来看,导线可以横穿散热结构40将发热源器件20的管脚与其它电子元器件电连接。当印刷线路板10上设置有通孔130,散热结构40包括连接部430时,虽然位于通孔130会阻挡导线的连通,但是导线可绕过通孔130将发热源器件20的管脚与其它电子元器件电连接。如此,散热结构40的设置不会影响发热源器件20与其它电子元器件的连接,换句话说,散热结构40的设置不影响对印刷线路板10的布线,或者说对印刷线路板10的布线影响较小。

图7是本实用新型实施例提供的再一种电路板的结构示意图。图8是图7沿dd’方向的剖面图。参见图7和图8,可选的,发热源器件20和热敏感器件30之间还设置有隔热结构50。

具体的,隔热结构50设置在热敏感器件30朝向发热源器件40的一侧,发热源器件20和热敏感器件30之间的连线可以穿过该隔热结构50,隔热结构50的具体设置位置以及尺寸本领域技术人员可根据实际情况设置,此处不作限定。示例性的,如图7和图8所示,隔热结构50设置在热敏感器件30的左侧,且隔热结构50的长度大于热敏感器件30的长度。

具体的,隔热结构50可以是隔热孔、隔热槽、低导热系数的材料中的至少一种,本申请对此不作限定,本领域技术人员可根据实际情况设置。可以理解的是,通过在发热源器件20和热敏感器件30之间设置隔热结构50,可提高发热源器件20向热敏感器件30传递热量的难度,以及降低向热敏感器件30传递的热量。

可选的,隔热结构50包括隔热孔,隔热孔贯穿印刷线路板10。隔热孔的长度和宽度本领域技术人员可根据实际情况设置,此处不作限定。可以理解的是,当隔热孔贯穿印刷线路板10时,热量难以横穿隔热孔向热敏感器件30传递,换句话说,在发热源器件20向热敏感器件30传递热量的某些路径上,隔热孔起到了隔断作用,热量必须绕过隔热孔才能传导至热敏感器件30,如此,隔热孔切断了某些发热源器件20向热敏感器件30传递热量的路径,换句话说,隔热孔的设置减少了发热源器件20向热敏感器件30传递热量的路径的数量,提高了发热源器件20向热敏感器件30传递热量的难度,较大程度地降低了向热敏感器件30传递的热量。

可选的,沿热敏感器件30指向发热源器件20的方向(称为第一方向),热敏感器件30和隔热结构50至少部分交叠。

可以理解的是,沿第一方向的路径是发热源器件20向热敏感器件30传递热量的最短路程路径,将隔热结构50设置在该最短路程路径上,可使隔热结构50较大程度地起到隔热作用。

具体的,热敏感器件30在水平平面内的正投影为热敏感器件投影,隔热结构50在水平平面内的正投影为隔热结构投影,热敏感器件投影在垂直平面内的正投影和隔热结构投影在垂直平面内的正投影至少部分交叠;垂直平面与水平平面垂直,且与第一方向垂直。具体的,沿第一方向热敏感器件30和隔热结构50的交叠程度,本领域技术人员可根据实际情况设置,此处不作限定。优选的,热敏感器件30在垂直平面内的正投影落在隔热结构50在垂直平面内的正投影内,如此,可较大程度地增加热量传导至热敏感器件30的难度,进而降低向热敏感器件30传递的热量。

基于同上的发明构思,本实用新型实施例还提供了一种电子设备。该电子设备包括本实用新型任意实施例所述的电路板,因此,具备与电路板相同的功能和有益效果,此处不再赘述,未详尽解释之处请参见上文理解。示例性的,该电子设备可以为相机、监控器等电子设备。

注意,上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本实用新型不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明,但是本实用新型不仅仅限于以上实施例,在不脱离本实用新型构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。


技术特征:

1.一种电路板,其特征在于,包括:

印刷线路板以及设置在所述印刷线路板上的多个电子元器件;其中,多个所述电子元器件中包括发热源器件和热敏感器件;

散热结构,位于所述印刷线路板上,且位于所述发热源器件远离所述热敏感器件的一侧。

2.根据权利要求1所述的电路板,其特征在于,所述印刷线路板包括相对设置的第一面和第二面,所述发热源器件设置于所述第一面;

所述散热结构包括第一散热部,所述第一散热部位于所述第一面;和/或;

所述散热结构包括第二散热部,所述第二散热部位于所述第二面。

3.根据权利要求2所述的电路板,其特征在于,在所述散热结构所在区域,所述印刷线路板上设置有多个通孔;

所述散热结构包括所述第一散热部、所述第二散热部以及多个连接部,所述连接部和所述通孔一一对应;所述连接部位于所述通孔侧壁上,连接所述第一散热部和所述第二散热部。

4.根据权利要求3所述的电路板,其特征在于,所述连接部填满所述通孔。

5.根据权利要求3所述的电路板,其特征在于,所述通孔的孔径大于0且小于等于0.25mm。

6.根据权利要求2所述的电路板,其特征在于,所述印刷线路板为多层板,所述印刷线路板包括多条导线,至少一条所述导线在水平平面内的正投影与所述散热结构在所述水平平面内的正投影至少部分交叠;其中,所述水平平面与所述印刷线路板所在平面平行。

7.根据权利要求1所述的电路板,其特征在于,所述发热源器件和所述热敏感器件之间还设置有隔热结构。

8.根据权利要求7所述的电路板,其特征在于,沿所述热敏感器件指向所述发热源器件的方向,所述热敏感器件和所述隔热结构至少部分交叠。

9.根据权利要求7所述的电路板,其特征在于,所述隔热结构包括隔热孔,所述隔热孔贯穿所述印刷线路板。

10.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求1-9任一项所述的电路板。

技术总结
本实用新型实施例公开了一种电路板及电子设备。该电路板包括:印刷线路板以及设置在所述印刷线路板上的多个电子元器件;其中,多个所述电子元器件中包括发热源器件和热敏感器件;散热结构,位于所述印刷线路板上,且位于所述发热源器件远离所述热敏感器件的一侧。本实用新型实施例提供的技术方案可以实现板级散热,提高电路板的可靠性和寿命,进而提高整机电子设备的寿命。

技术研发人员:李海涛
受保护的技术使用者:浙江宇视科技有限公司
技术研发日:2020.09.28
技术公布日:2021.04.06

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