一种在器件E-PAD区域增加背钻的PCB板及其制作方法

摘要

本发明提供了一种在器件E‑PAD区域增加背钻的PCB板及其制作方法，PCB板包括开窗层和与所处开窗层相邻的钢网层，所述钢网层分为若干小钢网，所述小钢网之间通过连接桥连接，所述PCB板还包括若干背钻孔，每个小钢网上均设置背钻孔，所述背钻孔内电镀上铜。本发明通过在PCB板上增加背钻孔，提高散热效率，且在背钻孔穿过的PCB层铺设shape平面，在小钢网的连接桥处设置过孔，使背钻所钻破的所有层都有shape平面且相互连接，利于E‑PAD区域的热量更好更快的传导到内层区域，再由内层区域向外扩散；同时多层平面连接利于GND网络回流。焊接后，钻孔内有大锡球，该大锡球及孔内平面层连接，可以更好更快的传导出器件的热量。

权利要求

1.一种制作PCB板的方法，所述PCB板包括开窗层和与所处开窗层呈叠层相邻的钢网层，所述钢网层分为若干小钢网，所述小钢网之间通过连接桥连接，其特征是，所述方法包括以下步骤：

在E‑PAD区域内，以小钢网为中心进行背钻，背钻孔设置在所述小钢网的中心区域，所述背钻孔是采用背钻工艺在PCB中形成的盲孔；

在背钻所钻破的层面上铺设与E‑PAD等大的电源平面，在连接桥处设置过孔；

在背钻孔表面电镀上铜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述方法还包括步骤：器件焊接过程中，以背钻孔为中心，将E‑PAD区域处的钢网加厚至0.15mm～0.2mm。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述钢网的厚度由E‑PAD距离器件管脚的间距决定，所述钢网厚度与所述间距正相关。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述背钻钻头的直径为背钻孔所在小钢网短边的1/2。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述背钻孔的深度由PCB板的厚度和PCB板的层数确定，具体为：

所述背钻孔的深度小于PCB板厚度的1/2且小于PCB板层数的1/2，取两者中的较小值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述电源平面与E‑PAD为同一网络。

说明书

一种在器件E‑PAD区域增加背钻的PCB板及其制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及PCB板设计技术领域，尤其是一种在器件E‑PAD区域增加背钻的PCB板及其制作方法。

背景技术

[0002] 在PCB设计过程中，功率器件(如DCDC电源转换芯片，LDO线性稳压器芯片)的散热问题是设计的重点也是难点，如果器件在PCB板上散热不良，器件在长时间工作条件下，热
量会持续的积压，进而导致器件性能降低及寿命减小，造成传输信号及系统的稳定性下降。

[0003] 通常带E‑PAD的功率器件PCB封装设计是按照器件规格书设计。如图1、图2所示，其中的Soldermask开窗层均按照器件实体焊盘外形设计，Pastemask钢网层按照设计经验设
计，不能完全与Soldermask开窗层一致，大的E‑PAD钢网要设计为小钢网组合形式，便于器
件焊接。

[0004] 如图1、图2所示的PCB结构，不能很好的解决功率器件的散热问题，导致器件性能降低及寿命减小，造成传输信号及系统的稳定性下降。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种在器件E‑PAD区域增加背钻的PCB板及其制作方法，用于解决现有带E‑PAD的PCB板散热不良的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

[0007] 本发明第一方面提供了一种在器件E‑PAD区域增加背钻的PCB板，所述PCB板包括开窗层和与所述开窗层相邻的钢网层，所述钢网层分为若干小钢网，所述小钢网之间通过
连接桥连接，所述PCB板还包括若干背钻孔，每个小钢网上均设置背钻孔，所述背钻孔内电
镀上铜。

[0008] 进一步地，所述背钻孔的深度小于PCB板厚度的1/2且小于PCB板层数的1/2，所述背钻孔所钻破的PCB板内层铺设与E‑PAD等大的shape平面(电源平面)，所述连接桥处设置
过孔。

[0009] 进一步地，所述E‑PAD区域处钢网的厚度为0.15mm～0.2mm。

[0010] 进一步地，所述背钻孔设置在所述小钢网的中心区域。

[0011] 本发明第二方面提供了一种制作所述PCB板的方法，所述方法包括以下步骤：

[0012] 在E‑PAD区域内，以小钢网为中心进行背钻；

[0013] 在背钻所钻破的层面上铺设与E‑PAD等大的shape平面，在连接桥处设置过孔；

[0014] 在背钻孔表面电镀上铜。

[0015] 进一步地，所述方法还包括步骤：

[0016] 器件焊接过程中，以背钻孔为中心，将E‑PAD区域处的钢网加厚至0.15mm～0.2mm。

[0017] 进一步地，所述钢网的厚度由E‑PAD距离器件管脚的间距决定，所述钢网厚度与所述间距正相关。

[0018] 进一步地，所述背钻钻头的直径为背钻孔所在小钢网短边的1/2。

[0019] 进一步地，所述背钻孔的深度由PCB板的厚度和PCB板的层数确定，具体为：

[0020] 所述背钻孔的深度小于PCB板厚度的1/2且小于PCB板层数的1/2，取两者中的较小值。

[0021] 进一步地，所述shape平面与E‑PAD为同一网络。

[0022] 发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

[0023] 本发明通过在PCB板上增加背钻孔，提高散热效率，且在背钻孔穿过的PCB层铺设shape平面，在小钢网的连接桥处设置过孔，使背钻所钻破的所有层都有shape平面且相互
连接，利于E‑PAD区域的热量更好更快的传导到内层区域，再由内层区域向外扩散；同时多
层平面连接利于GND网络回流。焊接后，钻孔内有大锡球，该大锡球及孔内平面层连接，可以
更好更快的传导出器件的热量。

附图说明

[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而
言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0025] 图1是现有PCB板的其一结构示意图；

[0026] 图2是现有PCB板的另一结构示意图；

[0027] 图3是本发明在图1所示PCB板上加背钻孔的结构示意图；

[0028] 图4是本发明在图2所示PCB板上加背钻孔的结构示意图；

[0029] 图5是本发明在图3所示PCB板上增加过孔的结构示意图；

[0030] 图6是本发明在图4所示PCB板上增加过孔的结构示意图；

[0031] 图7是利用本发明所述PCB板焊接元器件的效果图；

[0032] 图8是本发明所述制作PCB的方法流程图。

[0033] 图中，1开窗层、2钢网层、3管脚、4背钻孔、5过孔、6锡焊球、7E‑PAD、8元器件、9PCB板。

具体实施方式

[0034] 为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结
构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以
在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示
所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例
绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

[0035] 如图3、4所示，本发明在器件E‑PAD区域增加背钻的PCB板包括开窗层1和与开窗层1相邻的钢网层2，钢网层2分为若干小钢网，小钢网之间通过连接桥连接。如图3所示的结
构，将钢网层2分成4个小钢网区域；图4所示的结构，将钢网层2分成2个小钢网区域。在每个
小钢网上均设置背钻孔4，背钻4孔内电镀上铜。

[0036] 在E‑PAD中引入背钻工艺，每个小钢网上设置一个背钻孔4，背钻孔4位置为小钢网的中心区域。背钻钻头直径为小钢网短边的1/2。背钻深度根据实际PCB层数及PCB厚度确
定，且取两者至中的较小者。深度不能超过PCB板厚的1/2；钻破板层数根据PCB设计过程中
的其E‑PAD周围区域信号走线密集数确定，背钻深度最多不能超过整体PCB层数的1/2。比
如，PCB板厚为2mm，板层为12层板，则背钻孔深度不超过1mm，板层第5层破，第6层不钻破。此
设计的优点为，防止焊接过程中背钻孔上锡过多且散热过快而导致E‑PAD表面留锡过少造
成焊接不良；此外钻破层不能过多，以免影响E‑PAD周围信号布线空间。

[0037] 如图5、6所示，在PCB设计过程中，在背钻所钻破的PCB板内层铺设与E‑PAD等大shape平面，其平面网络设置为与E‑PAD同一网络，通常为GND网络。此外，在E‑PAD上的小钢
网之间区域，即连接桥处，增加过孔5(VIA)。此设计的优点是，背钻所钻破的所有层都有大
shape平面且相互连接，利于E‑PAD区域的热量更好更快的传导到内层区域，再由内层区域
向外扩散；同时多层平面连接利于GND网络回流。

[0038] 在PCB生产加工过程中，此处E‑PAD背钻跟常规PCB背钻不同。此E‑PAD背钻后需要电镀上铜，使钻破的所有层面通过背钻孔上铜导通连接，便于更好的散热。

[0039] 在PCB贴片过程中，将E‑PAD区域钢网做局部加厚处理。常用Pastemask钢网的厚度为0.12mm～0.15mm，此处E‑PAD区域以背钻孔为中心做局部加厚处理，将局部钢网厚度增加
到0.15mm～0.2mm，具体厚度视E‑PAD距离器件管脚3(如图1、2所示标记的管脚3)的pitch间
距而定。若pitch间距相对较小，则钢网局部增加的厚度相对较小；反之，则钢网局部厚度增
加到0.2mm。此设计的优点为：钢网加厚，增加E‑PAD上锡量，使背钻孔完全由焊锡填满，并与
各背钻层连接，增加了PCB上E‑PAD区域范围内的金属连接面积及体积，从而更快更好的将
器件的热量传输散去。

[0040] 如图7所示，为利用上述PCB板9焊接元器件8的效果图，在焊接后，背钻孔4内具有大焊锡球6，E‑PAD7、元器件8依次放置在焊锡球6上，元器件的管脚连接PCB板9上的接线管
脚。

[0041] 如图8所示，本发明上述PCB板的制作方法，包括以下步骤：

[0042] S1,在E‑PAD区域内，以小钢网为中心，以小钢网短边的1/2为直径进行背钻；

[0043] S2,PCB设计过程中，在背钻所钻破的层面上铺设与E‑PAD等大的shape平面，在连接桥处设置过孔；

[0044] S3,背钻完成后，在背钻孔表面电镀上铜；

[0045] S4,器件焊接过程中，以背钻孔为中心，将E‑PAD区域处的钢网加厚至0.15mm～0.2mm。

[0046] 背钻孔的深度由PCB板的厚度和PCB板的层数确定，具体为：背钻孔的深度小于PCB板厚度的1/2且小于PCB板层数的1/2，取两者中的较小值。

[0047] shape平面与E‑PAD为同一网络。

[0048] 上述实施例仅以常见的带E‑PAD的器件举例，此设计方式通用于所有带E‑PAD的大功率器件。

[0049] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不
需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。