热管与PCB板配合结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种热管与PCB板配合结构，包括PCB板和热管，其特征在于：还包括设置于PCB板的介电层内的异型槽，热管埋设于异型槽内，热管的两端分别为热管吸热端和热管冷却端，热管吸热端埋设在发热元件下方，热管冷却端暴露于底部绿油层且与热管散热器连接。相对于现有技术，本实用新型专利技术的有益效果为：热管吸热端与芯片封装底部焊盘采用低热阻方式接触。高效散热器通过螺钉或者其它常用方式固定在底部绿油层一侧，与热管冷却端接触以增强热量耗散，实现芯片封装底部的有效散热。

Structure of heat pipe and PCB plate

The utility model relates to a combination structure of heat pipe and PCB plate, including PCB plate and heat pipe, which is characterized in that the hot pipe is buried in the heat pipe and the heat pipe cooling end respectively, the heat pipe is buried under the heating element and the heat pipe is cold, and the heat pipe is buried in the special groove, and the heat pipe is buried in the special groove. The ends are exposed to the bottom green oil layer and connected to the heat pipe radiator. Compared with the prior art, the utility model has the beneficial effect that the heat pipe end is contacted with the bottom pad of the chip packaging by adopting a low heat resistance mode. The high efficiency radiator is fixed in the bottom green oil layer by screw or other commonly used way, and contact with the cooling end of the heat pipe to increase the heat dissipation, so as to achieve the effective heat dissipation at the bottom of the chip package.

【技术实现步骤摘要】
热管与PCB板配合结构
本技术涉及一种热管与PCB板配合结构。
技术介绍
近几十年来，电子设备在军用和民用方面的应用的大大增加，自20世纪80年代以来，由于微电子技术和大规模集成电路技术的迅速发展6，细微化和高密度化是为电子器件的发展方向。一方面，虽然器件管芯尺寸的缩小使得芯片上每个单管功耗减小，但是由于集成度提高和封装管壳的小型化，整个芯片的功率密度却比以前高出很多，由热因素引起的可靠性问题变得更加突出。另一方面，随着电子系统体积更加小巧，功能更强，更高效，人们对电子设备的性能要求也越来越高。电子设备都是依靠电流的流动与控制来完成各种功能，只要电流连续流动，热量就会不断地产生，随着热量的积聚，若不存在一条流通路径将热量导出，元件的温度就会上升，直到元件损坏电流中断为止。一般而言，电子元件由发热芯片die和保护性的封装组成，电子元件的封装技术经历了几代变迁，工艺一代比一代先进，根据其在结构上的变化，发展历程大致如下：TO晶体管封装、DIP双列直插封装、PLCC特殊引脚芯片封装、QFP方型扁平式封装、BGA球栅阵列封装以及CSP芯片级封装。一般通过热阻参数结壳热阻θjc和结板热阻θjb来评估芯片散热性能，热量一部分从芯片封装顶部（case）耗散，一部分通过PCB（board）耗散，芯片封装顶部比较容易采取一些散热措施来强化散热，封装底部由于通过多种方式和PCB焊接在一起，在情况允许下埋设热过孔是唯一的强化散热方法，并且效果有限。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供了实现芯片封装底部的有效散热的热管与PCB板配合结构。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案为：热管与PCB板配合结构，包括PCB板和热管，其特征在于：还包括设置于PCB板的介电层内的异型槽，热管埋设于异型槽内，热管的两端分别为热管吸热端和热管冷却端，热管吸热端埋设在发热元件下方，热管穿过底部绿油层且热管冷却端露出，且热管冷却端与热管散热器连接。热管埋设在PCB板的异形槽中，与散热器接触的热管冷却段暴露在外以便接触传导散热器，相应部分绿油层避让（即热管冷却段位置处不涂布绿油层）；散热器在PCB板外侧。热管冷却端露出指底部绿油层中热管所在位置不涂布绿油，且热管冷却端作为PCB板的外表面的一部分。前述的热管与PCB板配合结构，热管吸热端与信号层的铜箔实现热量传递。PCB板为典型的四层板结构：芯片-信号层-介电层-信号层-介电层-信号层-介电层-信号层-阻焊层，最外侧信号层又由绿油层（又叫阻焊层）覆盖；绿油涂覆在最外侧信号层上，用于阻焊、保护和防止短路。信号层也设有与热管吸热端相配合的异型槽，热管吸热端插入信号层的异型槽中。所述的热管冷却端通过导热界面材料层与热管散热器连接，导热界面材料层为金属外壳或金属箔片。所述的热管在PCB板内延伸，由金属材料制成，比如铜热管。所述的热管散热器为叉指型散热器。对于布线稀疏的PCB板，热管设计为较长较宽；对于布线较密集的PCB板，热管设计为较窄，长度应大于3倍的发热元件的边长。所述的发热元件为芯片。相对于现有技术，本技术的有益效果为：热管吸热端与芯片封装底部焊盘（即信号层）采用低热阻方式接触。高效散热器通过螺钉或者其它常用方式固定在底部绿油层一侧，与热管冷却端接触以增强热量耗散，实现芯片封装底部的有效散热。附图说明图1为本技术的PCB板分层结构结构图；图2和图3为本技术的异型槽、热管、PCB板配合结构示意图；其中，1多层PCB板，2芯片，3芯片散热器，4热管，5热管散热器，6介电层，7异型槽，4a热管吸热端，4b热管冷却端，8底部绿油层。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。根据图1，PCB板分层包括芯片2、用于对芯片顶部进行散热的芯片散热器3、多层PCB板1（PCB板分层结构）、埋设于PCB板内的热管4、与热管端部连接的热管散热器5。根据图2和图3，热管与PCB板配合结构，包括PCB板（即多层PCB板1）和热管，还包括设置于PCB板的介电层6内的异型槽7（异型槽截面形状与热管截面形状相同，且异型槽具有一定深度，以对应于较薄但仍具一定直径的热管），热管埋设于异型槽内，热管的两端分别为热管吸热端4a和热管冷却端4b，热管吸热端埋设在发热元件(即芯片2)下方，热管冷却端暴露于底部绿油层8且与热管散热器5连接。热管吸热端与信号层的铜箔实现热量传递。所述的热管冷却端通过导热界面材料层与热管散热器连接，导热界面材料层为金属外壳或金属箔片。所述的热管在PCB板内延伸，由金属材料制成，比如铜热管。所述的热管散热器为叉指型散热器。对于布线稀疏的PCB板，热管设计为较长较宽；对于布线较密集的PCB板，热管设计为较窄，长度应大于3倍的发热元件的边长。PCB中文名称为印刷电路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体和电子元器件电气连接的载体。典型的FR4基材的多层PCB板构成包括信号层和介电层，其中信号层和内部电源层为铜，有非常好的导热导电性，介电层为FR4，导热系数仅0.3W/m.K。因此，传统FR4基材PCB板在法向方向上导热性能比较差。本技术介绍了一种复合超薄热管的FR4基材PCB，其导电层和介电层与传统PCB完全相同，区别在于，在不影响各元件电气连接的条件下，在PCB上做凹槽埋设超薄热管，热管吸热端埋设在发热元件下方，热管在PCB中延伸并且冷却端辅以导热界面材料连接散热器或热沉。这种新PCB架构大大减少了低导热的介电层的厚度，取而代之以高导热的热管，使得芯片封装底部的热量能够从热阻最小通路耗散，从而优化芯片的散热。对于布线稀疏的PCB板，热管可设计为较长较宽，更有利于芯片热量耗散；对于布线较密集的PCB板，热管可以设计较窄，长度应大于3倍芯片边长，同样能够形成良好的散热通路。一个实施例中，PCB介电层根据热管的轮廓做异形切割形成阶槽，用于埋设超薄型热管。热管吸热端在芯片下方，与信号层1铜箔通过低热阻方式实现热量导通。超薄热管在PCB板体内延伸至另一端，其冷却端暴露在bottom层并连接高效叉指型散热器将热量耗散。在其他的方案中，冷却端可贴附金属箔片强化对流散热，亦可接触金属外壳连接热沉强化热量耗散。介电层和信号层根据热管外形做异形槽，信号层铜箔含量并不是100%，在信号层的一些区域可以不铺铜用来布置热管；绿油层根据散热器和热管冷却端接触方式选择不涂绿油做出避让，用于埋设超薄热管，热管吸热端与芯片封装底部焊盘采用低热阻方式接触。高效散热器通过螺钉或者其它常用方式固定在底部绿油层一侧，与热管冷却端接触以增强热量耗散。上述实施例不以任何形式限制本技术，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
热管与PCB板配合结构，包括PCB板和热管，其特征在于：还包括设置于PCB板的介电层内的异型槽，热管埋设于异型槽内，热管的两端分别为热管吸热端和热管冷却端，热管吸热端埋设在发热元件下方，热管穿过底部绿油层且热管冷却端露出，热管冷却端与热管散热器连接。

【技术特征摘要】
1.热管与PCB板配合结构，包括PCB板和热管，其特征在于：还包括设置于PCB板的介电层内的异型槽，热管埋设于异型槽内，热管的两端分别为热管吸热端和热管冷却端，热管吸热端埋设在发热元件下方，热管穿过底部绿油层且热管冷却端露出，热管冷却端与热管散热器连接。2.根据权利要求1所述的热管与PCB板配合结构，其特征在于，热管冷却端露出指底部绿油层中热管所在位置不涂布绿油，且热管冷却端作为PCB板的外表面的一部分；热管散热器位于PCB板外侧。3.根据权利要求1所述的热管与PCB板配合结构，其特征在于：热管吸热端与信号层的铜箔实现热量传递；信号层也设有与热管吸热端相配合的异型槽，热管吸热端插入信号层的异型槽中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟明，
申请(专利权)人：昆山宏力诚光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32