印制电路板及其制作方法、板级架构和电子设备技术

本申请公开一种印制电路板及其制作方法，以及一种板级架构、和装备有该板级架构的电子设备。印制电路板包括基板和覆盖于基板表面上的介质层。介质层背离基板一面还设有焊盘，焊盘用于连接外部器件。介质层包括有第一介质区和第二介质区，焊盘在介质层上的竖直投影位于第一介质区内。第一介质区的材质为第一介质，第二介质区的材质为第二介质，且第一介质的杨氏模量小于第二介质的杨氏模量，和/或第一介质的热膨胀系数小于第二介质的热膨胀系数。通过在焊盘位置对应设置杨氏模量和/或热膨胀系数更低的第一介质，可以减小焊盘位置的热疲劳应力，进而提升印制电路板的使用寿命。本申请电子设备包括该印制电路板。电子设备包括该印制电路板。电子设备包括该印制电路板。

【技术实现步骤摘要】
印制电路板及其制作方法、板级架构和电子设备


[0001]本申请涉及电子器件领域，尤其涉及一种印制电路板及其制作方法，以及一种板级架构，和一种电子设备。

技术介绍

[0002]电子设备中大多使用到印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)，通过在印制电路板上焊接元器件，以实现电子设备的各项功能。印制电路板为复合层结构，其主体结构采用绝缘材料制作，并于外表面和内层中设置有焊盘和金属走线，用于实现元器件之间的电性连接。
[0003]元器件的本体通常为陶瓷、硅片等材质，并采用环氧塑封(Epoxy Molding Compound，EMC)进行封装。其相较于印制电路板的主体材料在热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion，CTE)上存在差异，且电子设备在工作过程中因为发热等原因，元器件的材料也会与印制电路板的主体材料形成温度差异，导致元器件与印制电路板之间的膨胀和收缩不一致，连接于二者之间的焊点位置长期承受周期性的热疲劳应力(蠕变疲劳)，最终可能导致焊点开裂失效。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供了一种印制电路板及其制作方法，以及一种包含该印制电路板的板级架构，以及一种装备该板级架构的电子设备。通过降低对应元器件焊点位置下方介质材料的杨氏模量，以达到减小焊点位置热疲劳应力的效果，具体采用如下方案：
[0005]第一方面，本申请提供一种印制电路板。包括基板和覆盖于基板表面上的介质层，介质层背离基板一面还设有焊盘，焊盘用于连接并固定外部器件，介质层包括有第一介质区和第二介质区，焊盘在介质层上的竖直投影位于第一介质区内，第一介质区的材质为第一介质，第二介质区的材质为第二介质，且第一介质的杨氏模量小于第二介质的杨氏模量，或第一介质的热膨胀系数小于第二介质的热膨胀系数。
[0006]本申请印制电路板通过基板承载介质层，并通过介质层上的焊盘实现与外部器件的焊接导通。外部器件在焊盘位置形成焊点，本申请印制电路板通过在焊盘位置设置杨氏模量或热膨胀系数更低的第一介质，可以减小在焊盘位置形成的焊点的热疲劳应力效应。由此可以避免焊点处的开裂失效现象，提升印制电路板的使用寿命。
[0007]在一种可能的实现方式中，第一介质的杨氏模量小于第二介质的杨氏模量，且第一介质的热膨胀系数小于第二介质的热膨胀系数。
[0008]在本实施例中，设置第一介质的杨氏模量和热膨胀系数同时相较于第二介质的对应参数更低，可以进一步减小在焊盘位置形成的焊点的热疲劳应力效应。
[0009]在一种可能的实现方式中，第一介质为单一材料。
[0010]在一种可能的实现方式中，第一介质为复合材料，且该复合材料的平均杨氏模量小于第二介质的杨氏模量，和/或该复合材料的平均热膨胀系数小于第二介质的热膨胀系
数。
[0011]在一种可能的实现方式中，外部器件在介质层上的竖直投影为第一投影区，第一投影区位于第一介质区之内。
[0012]在本实现方式中，设置第一介质区完全收容第一投影区，以使得印制电路板在对应外部器件的整个区域范围内，均采用第一介质的材料与外部器件配合。因为电子设备在工作过程中的温度反复变化，采用第一介质可降低外部器件焊点位置的热疲劳应力作用。另一方面，外部器件的整体面积相对较大，其形成的第一投影区也相对较大，利于第一介质区的制作。
[0013]在一种可能的实现方式中，第一投影区的边缘与第一介质区的边缘之间的最小距离大于或等于50μm。
[0014]在本实现方式中，控制第一介质区边缘与第一投影区的边缘距离，可以使得第一介质区环绕于第一投影区的外围，外部器件的外缘一定范围内均设置为杨氏模量较小的第一介质，保证外部器件的焊盘热疲劳应力也处于相对低的范围内。
[0015]在一种可能的实现方式中，第一投影区的边缘与第一介质区的边缘之间的距离D满足条件：5mil≤D≤50mil。
[0016]在一种可能的实现方式中，还包括中间介质层，中间介质层位于基板与介质层之间。
[0017]在本实现方式中，介质层与基板之间还可以设置中间介质层，以提升介质层与中介质层的整体厚度。同时，中间介质层的引入，也减薄了介质层的厚度，减少对第一介质的使用量。
[0018]在一种可能的实现方式中，中间介质层的材料为第二介质。
[0019]在一种可能的实现方式中，基板与介质层之间，和/或基板与中间介质层之间，还设有金属层用于传输信号。
[0020]在一种可能的实现方式中，介质层的数量为两层，两层介质层分别覆盖于基板的相对两外表面上。
[0021]在一种可能的实现方式中，基板的数量为多个，相邻两个基板之间还设有半固化层。
[0022]在一种可能的实现方式中，第一介质的杨氏模量小于或等于15GPa。
[0023]在一种可能的实现方式中，第一介质的杨氏模量小于或等于3GPa。
[0024]在一种可能的实现方式中，第一介质的热膨胀系数小于或等于100ppm/℃。
[0025]在一种可能的实现方式中，第一介质的热膨胀系数小于或等于35ppm/℃。
[0026]在一种可能的实现方式中，第一介质的热固化温度大于或等于130℃。
[0027]在一种可能的实现方式中，介质层的厚度小于或等于75μm。
[0028]在一种可能的实现方式中，介质层与中间介质层的厚度之和小于或等于75μm。
[0029]第二方面，本申请提供一种印制电路板制作方法，包括如下步骤：
[0030]在基板的一面外表面上采用第一介质制作第一介质区，并采用第二介质制作第二介质区；其中第一介质的杨氏模量小于第二介质的杨氏模量，和/或第一介质的热膨胀系数小于第二介质的热膨胀系数；
[0031]压合第一介质区和第二介质区，以在基板上形成介质层；
[0032]在介质层背离基板一面制作焊盘。
[0033]本申请第二方面提供的印制电路板制作方法，用于对应形成上述第一方面的印制电路板。其中在制作介质层时，需要分别制作第一介质区和第二介质区，然后通过压合形成介质层。可以理解的，第一介质区的位置对应印制电路板需要连接外部器件的位置设置，达到上述第一方面可以提升印制电路板使用寿命的效果。
[0034]在一种可能的实现方式中，在基板的一面外表面上采用第一介质制作第一介质区，并采用第二介质制作第二介质区，包括：
[0035]在基板的一面外表面上采用第一介质制作第一介质区；
[0036]采用第二介质制作第二介质膜层，并在第二介质膜层上开设镂空区；
[0037]将第二介质膜层表贴于外表面上，以形成第二介质区，且第一介质区透过镂空区露出。
[0038]在本实现方式中，通过分开形成第一介质区和对应第二介质区的第二介质膜层，并在第二介质膜层对应第一介质区的位置开设镂空区，以使得第二介质膜层表贴于基板上时，能在形成第二介质区的同时，使得第一介质区透过镂空区露出，进而形成第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种印制电路板，其特征在于，包括基板和覆盖于基板表面上的介质层，所述介质层背离所述基板一面还设有焊盘，所述焊盘用于连接外部器件，所述介质层包括有第一介质区和第二介质区，所述焊盘在所述介质层上的竖直投影位于所述第一介质区内，所述第一介质区的材质为第一介质，所述第二介质区的材质为第二介质，且所述第一介质的杨氏模量的小于所述第二介质的杨氏模量，和/或所述第一介质的热膨胀系数小于所述第二介质的热膨胀系数。2.根据权利要求1所述的印制电路板，其特征在于，所述外部器件在所述介质层上的竖直投影为第一投影区，所述第一投影区位于所述第一介质区之内。3.根据权利要求1或2所述的印制电路板，其特征在于，还包括中间介质层，所述中间介质层位于所述基板与所述介质层之间。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的印制电路板，其特征在于，所述第一介质的杨氏模量小于或等于15GPa。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的印制电路板，其特征在于，所述第一介质的热膨胀系数小于或等于100ppm/℃。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的印制电路板，其特征在于，所述第一介质的热固化温度大于或等于130℃。7.一种印制电路板制作方法，其特征在于，包括如下步骤：在基板的一面外表面上采用第一介质制作第一介质区，并采用第二介质制作第二介质区；其中所述第一介质的杨氏模量小于所述第二介质的杨氏模量，和/或所述第一介质的热膨胀系数小于所述第二介质的热膨胀系数；压合所述第一介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：程柳军，蔡黎，高峰，张林川，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：