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一种计算设备

文献发布时间:2023-06-19 18:46:07


一种计算设备

技术领域

本申请涉及服务器领域,尤其涉及一种计算设备。

背景技术

随着服务器等计算设备处理器的计算性能的不断提升,处理器功耗也不断增加,从而,处理器对板级供电需求也越来越大。印刷电路板(printed circuit board,PCB)上过孔的通流能力直接影响电源对处理器的供电能力。然而,处理器底部的PCB过孔孔径较小,流通能力较低,无法满足高性能处理器的供电需求。

如何提升处理器底部PCB过孔的流通能力提升有限,无法满足大功率处理器的供电需求。

发明内容

本申请实施例提供了一种电路板及计算设备,该计算设备通过电路板上的与一排焊球电连接的导电件为处理器供电,具有更低的电阻和更搞的流通能力,以满足功耗大的处理器的供电需求。

第一方面,本申请实施例提供了一种计算设备,包括:电路板、处理器和电源连接器;

所述处理器设置于所述电路板,并通过球栅阵列与所述电路板电连接;所述电源连接器设置于所述电路板上,并与所述电路板电连接;

所述电路板包括层叠设置的多层印刷电路板PCB以及至少一个导电件;

所述导电件贯穿至少一层所述PCB;所述导电件用于电连接所述处理器与所述电源连接器;其中,所述导电件与所述球栅阵列中的多个焊球电连接,所述多个焊球排列成一排。

上述计算设备,通过电路板上的与一排焊球电连接的导电件为处理器供电,具有更低的电阻和更搞的流通能力,以满足功耗大的处理器的供电需求。

在一种可能的实现中,所述导电件的厚度小于或等于所述电路板的厚度。

在一种可能的实现中,所述导电件贯穿所述电路板;

所述电路板包括相背的第一表面和第二表面;

所述处理器设置于所述电路板的第一表面;

所述电源连接器设置于所述电路板的第二表面;

沿所述电路板的厚度方向,所述导电件包括第一表面和第二表面;所述导电件的第一表面用于电连接所述多个焊球;所述第二表面用于电连接所述电源连接器。

上述计算设备,通过导电件直接导通处理器和电源组件,可以进一步地降低处理器和电源连接器之间的连通电阻。

在一种可能的实现中,所述导电件的第一表面设置多个焊盘;所述处理器通过所述多个焊球、所述多个焊盘和所述导电件与所述电源连接器电连接。

在一种可能的实现中,所述导电件的宽度大于或等于所述焊球的直径且小于相邻两个所述焊球之间的距离。

上述计算设备的电路板中的导电件具有更大的横截面,提升导电件的流通能力。

在一种可能的实现中,所述导电件为长方体。

在一种可能的实现中,所述导电件的材质为铜或银。

在一种可能的实现中,所述导电件的第二表面设置多个连接器焊盘,所述电源连接器通过所述连接器焊盘与所述电路板电连接。

在一种可能的实现中,所述电路板还包括电源层和贯穿所述电路板的导体柱;所述导电件贯穿所述电路板;

所述处理器和所述电源连接器位于所述电路板的同一表面;所述导电件的一表面电连接所述处理器;所述导电件的侧面电连接所述电源层;所述导体柱的一端电连接所述电源连接器;所述导体柱的侧壁电连接所述电源层。

上述计算设备,通过导电件、电源层和导体柱为处理器进行供电,由于导电件具有更低的电阻,更高的流通能力,可以满足功耗大的处理器的供电需求。

在一种可能的实现中,所述电路板包括电源层和贯穿部分层所述PCB的导体柱;所述处理器和所述电源连接器分别位于所述电路板的相对的两个的第一表面和第二表面;所述导电件的第一表面电连接所述处理器;所述导电件的第二表面电连接所述电源层;所述导体柱的第一端电连接所述电源连接器;所述导体柱的第二端电连接所述电源层。

上述计算设备,通过导电件、电源层和导体柱为处理器进行供电,由于导电件具有更低的电阻,更高的流通能力,可以满足功耗大的处理器的供电需求。

第二方面,本申请实施例提供了一种电路板,包括:

层叠设置的多层印刷电路板PCB以及至少一个导电件;

每层所述PCB包括绝缘层和布线层;

所述导电件贯穿至少一层所述PCB;

所述导电件用于将处理器上用于供电的多个焊球与电源连接器或电源转换器连接,所述多个焊球排列成一排。

上述电路板通过导电件为处理器供电,具有更低的电阻和更搞的流通能力,以满足功耗大的处理器的供电需求。

在一种可能的实现中,所述导电件的宽度不小于所述焊球的直径且不大于相邻两个所述焊球之间的距离;所述导电件的长度为包围所述多个焊球最小矩形或圆角矩形的长度。

上述电路板中的导电件具有更大的横截面,提升导电件的流通能力。

在一种可能的实现中,所述导电件贯穿所述多层PCB。

在一种可能的实现中,所述导电件的第一表面用于电连接所述多个焊球;所述导电件的第二表面用于电连接所述电源连接器或电源转换器。

上述电路板,通过导电件直接导通处理器和电源组件,可以进一步地降低处理器和电源组件之间的连通电阻。这里电源组件包括电源连接器或电源转换器等。

在一种可能的实现中,所述电路板还包括多个导体柱;所述多层PCB包括电源层;所述导电件的一表面电连接所述多个焊球,所述导电件的侧面电连接所述电源层;所述导体柱贯穿所述多层PCB,所述导体柱的一端电连接所述电源连接器或所述电源转换器,所述导体柱的侧壁电连接所述电源层。

在一种可能的实现中,所述电路板还包括多个导体柱;所述多层PCB包括电源层;所述导电件贯穿部分层所述PCB;所述导电件的第一表面电连接所述多个焊球,所述导电件的第二表面电连接所述电源层,所述第一表面和所述第二表面为所述导电件上相对的两个表面;所述导体柱的第一端电连接所述电源连接器或所述电源转换器,所述导体柱的第二端电连接所述电源层。

上述电路板,通过导电件、电源层和导体柱为处理器进行供电,由于导电件具有更低的电阻,更高的流通能力,可以满足功耗大的处理器的供电需求。

第三方面,本申请实施例提供了一种电路板的制备方法,其特征在于,方法包括:

提供一电路板,在所述电路板上与每组第一BGA焊球对应的区域开设贯穿该电路板的槽孔;其中,一组第一BGA焊球中的每个第一BGA焊球用于为处理器供电,一组第一BGA焊球排列成一排;

通过孔金属化工艺在所述槽孔内壁和电路板的表面形成第一金属层。

将金属片塞入金属化的槽孔。

在金属化的槽孔的孔壁、所述第一金属层的表面和所述金属片的表面电镀形成第二金属层,所述槽孔内填充的金属片、第一金属层和第二金属层形成导电件。

上述方法,通过在大尺寸的槽孔内塞入金属片和电镀的方式形成导电件,进而通过导电件为处理器供电,具有更低的电阻和更搞的流通能力,以满足功耗大的处理器的供电需求。

在一种可能的实现中,该方法还包括:在所述电路板的表面与第一BGA焊球和第二BGA焊球对应的位置生成BGA焊盘,所述第二BGA焊球用于所述处理器传输信号。

第四方面,本申请实施例还提供了一种主板,包括:处理器、电源组件,以及,如上述第一方面或其任意一种实现电路板;或包括处理器、电源组件,以及如上述第三方面或其任意一种实现方法制备得到的电路板。

可以理解地,上述提供的第四方面提供的主板可以均包括上述第二方面所提供的电路板或第三方面提供的方法制备得到的电路板。因此,其所能达到的有益效果可参考第一方面或第三方面中对应的有益效果,此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电子设备或处理器的供电系统的硬件架构示例图;

图2A为本申请实施例提供的一种主板的立体示意图;

图2B为图2A所示的主板沿AB线的剖面示意图;

图2C为图2A所示的主板沿CD线的剖面示意图;

图2D为图2A所示的主板中的电路板的俯视示意图;

图3为本申请实施例提供的一种处理器上BGA中焊球的分布示意图;

图4为本申请实施例提供的一种电路板的剖面示例图;

图5A为本申请实施例提供的另一种主板的立体示意图;

图5B为图5A所示的主板沿AB线的剖面示意图;

图5C为图5A所示的主板沿CD线的剖面示意图;

图5D为图5A所示的主板中的电路板的俯视示意图;

图6为本申请实施例提供的一种电路板的剖面示例图;

图7为图2A所示的主板沿CD线的剖面示意图;

图8为本申请实施例提供的一种电路板的制备方法的流程示意图;

图9A-图9G为本申请实施例提供的电路板的制备流程中形成的结构的剖面示意图。

具体实施方式

首先对本申请实施例涉及的术语进行说明。

(1)过孔是多层PCB(也称为电路板)上钻出的孔,提供各PCB层之间的电气连接,即在多层PCB上将信号由一层传输到另一层。过孔可以包括但不限于三种类型,分别是通孔、盲孔和埋孔。其中,通孔也称为贯通孔,是PCB顶层和底层之间的连接孔,也可以提供内部PCB层的互联。盲孔是连接PCB表层和内层但不贯穿电路板的过孔,可以用于PCB顶层或底层与内层的互连。埋孔是连接内层但表层看不到的过孔,用于内部PCB层之间的互连。

提升过孔的流通能力的方法可以包括:孔壁镀厚铜、孔内塞铜针,孔内塞带点浆料(如铜浆、银浆等)等。然而,孔壁镀厚铜技术适用于较大孔径(0.3mm以上),且孔壁电镀铜的厚度有限(通常在3mil以内),在大通流场景下通流能力不足;孔内塞铜针技术也不适用于小孔径场景(若孔径过小,所需要的铜针直径也小,插针困难);孔内塞导电浆料的技术虽然适用于小孔径场景,但浆料(如铜浆、银浆等)电阻较高,导电性较差,导致流通能力不足。

处理器底部的PCB过孔孔径只有6-8mil,通流能力较低,现有的过孔通流技术无法满足高性能处理器的供电需求。

(2)电路板,也称为电路板,即为层叠的多层PCB,即多层布线层,该多层PCB通常包括信号层、接地层和电源层等。其中,信号层、接地层和电源层的层数均可以是一层或多层,各个层的具体层数和位置基于所要实现电路的功能确定。需要说明的是,在本申请实施例中,电源层不是必须的层,也可以不包括电源层。其中,电路板的顶层和底层通常用于布置元器件和少量走线。本申请实施例中,电路板的顶层用于放置处理器。电路板一般采用偶数层结构,可以是4层板、6层板、8层板、12层板、14层板或更多层板的结构。

如图1所示,为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件架构示例图,该电子设备也称为计算设备,可以是服务器,也可以是基站、路由器等网关设备或网络设备,还可以是笔记本电脑、台式电脑、平板电脑、手机等终端设备。其中,服务器可以是文件服务器(fileserver)、域控制服务器(domain server)、数据库服务器(database server),邮件服务器(mail Server),Web服务器(web server),多媒体服务器(multimedia server),通讯服务器(communication server),终端服务器(terminal server),基础架构服务器(infrastructure server),虚拟化服务器(virtualization server)等。服务器可以是塔式、机架式、刀片式等。电子设备可以但不限于采用X86架构,精简指令集计算机(reducedinstruction set computer,RISC)架构,进阶精简指令集机器(advanced RISC machine,ARM)架构等。

该电子设备可以包括但不限于:一个或多个处理器11、一个或多个存储器12、电源连接器13以及其他电子组件等。一个或多个处理器11通过总线耦合一个或多个存储器12,电源连接器13电连接至处理器11等。

应理解,不限于图1所指的电子设备,电子设备还可以包括更多或更少的单元/电子组件,本发明实施例示意的结构并不构成对电子设备的具体限定。在本申请另一些实施例中,电子设备可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。

处理器11可以是中央处理器(central processing unit,CPU)、图像处理器(GPU)、神经网络处理器(neural network processing unit,NPU)、深度学习处理器(deep-learning processing unit,DPU)、张量处理器(tensor processing unit,TPU)、加速处理器(accelerated processing unit,APU)等各种处理器。处理器11还可以是CPU与其他外围设备(如内存和GPU等)组成的片上系统(system on chip,SoC)。

存储器12可以包括内部存储器(也称为内存)、外部存储器(如,硬盘、闪存等)。其中,存储器12可以存储可执行程序代码,该可执行程序代码包括指令。处理器11通过运行存储在存储器12的指令,从而实现电子设备的各种功能以及数据处理。

电源连接器13用于接收电源的输入,为电子设备内的器件,如处理器11和存储器12等供电。

其中,处理器11、存储器12和电源连接器13均可以设置在主板上,例如通过焊接或连接器等与主板连接。

主板用于实现电子设备内各电子组件之间的通信连接,如处理器11与其他电子组件如存储器12、电源连接器13等之间的连接,以实现各个电子组件之间的通信。

其中,主板也称电路板,包括多层PCB(图1中未示出)。其中,多层PCB可以为4层板、6层板、8层板、12层板或更多层板等。每一层PCB均可以用于布线或覆铜。每层可以包括具有不同的功能,各个层之间还可以通过通孔、盲孔和埋孔实现相互连接。

在一些实施例中,电子设备还可以包括电源转换器(图中未示出)。电源转换器可以连接电源连接器,设置于电路板的表面(顶层或底层)。在一些实现中,电源转换器也即电压调节模块(voltage regulator module,VRM),用于接收电源输入,对电源的电压转换,包括但不限于降压电路(如Buck电路)、升压电路(如Boost电路)或者Buck-Boost电路等中的一种或多种,由处理器11所需要的电压与输入电压确定。

不限于图1中示出的处理器11连接的电源连接器13,处理器11还可以通过主板连接其他的通信接口,以实现处理器11与存储器12、其他处理器等电子组件之间的信息交互。

还应理解,不限于图1所示的电子设备,电子设备还可以包括更多或更少的单元。

可以理解的是,本发明实施例示意的结构并不构成对电子设备的具体限定。在本申请另一些实施例中,电子设备可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。

如下分两个实施例介绍本申请实施例涉及的处理器的供电系统和电路板的结构。

实施例一

如图2A所示的主板的立体示意图、图2B所示的图2A主板在AB线处的剖面示意图、图2C所示的图2A主板在CD线处的剖面示意图以及图2D所示的图2A中的电路板的上表面的俯视示例图,该主板可以应用于上述图1中的电子设备。该主板可以包括但不限于处理器11、电路板14和电源连接器13。其中,处理器11和电源连接器13设置于电路板14的不同表面上,例如,处理器11设置于电路板14的顶层的表面上,电源连接器13设置于电路板14的底层的表面上。应理解,该电源连接器13还可以是电源转换器,或者是电源转换器与电源连接器的组合。图2B和图2C以电源连接器13为例来说。其中,当主板包括电源转换器时,该电源转换器可以连接电源连接器,电源连接器可以连接供电电源。

其中,处理器11邻接电路板14的顶层的表面可以包括球栅阵列(ball gridarray,BGA)。BGA包括多个焊球,也称为BGA焊球,用于与PCB顶层焊接。其中,BGA阵列中包括用于为处理器11供电的BGA焊球111a和用于传输信号的BGA焊球111b。

通常处理器11等大功率芯片中用于大电流供电的连接端(焊球111a)的分布会比较集中。如图3所示,为处理器11的BGA中焊球的分布示例图,其中,用于同一供电电源的焊球111a呈线状分布或者集中在一处或多处。其中,区域301集中了多行多列的焊球111a,例如,可以划分为多个区域3011,每个区域3011内的焊球111a排列成一排,也可以说呈纵向的线状分布;或区域302内焊球111a呈45°角的斜线分布,也排列成一排,区域303内焊球111a则呈横向的线状分布,也排列成一排。其中,排列成一排或者呈线状分布是指多个邻接的焊球可以连接成一条线,该线可以是直线、或斜线,还可以是折线。其中,两个焊球邻接是指一个焊球位于另一个焊球的上、下、左、右或对角且两个焊球之间无焊球(以图3的视角为参考)。

应理解,这里的大电流是指不小于100A的电流,例如,为300-600A或400-500A的电流。还应理解,上述图1中焊球的数量,焊球111a的分布以及焊球111b的分布为示例性说明焊球111a“集中”的含义,不代表实际处理器产品中的数量和分布方式。

为了提高处理器11大电流的供电需求,本申请实施例在电路板14中与一排BGA焊球111a对应的区域形成贯穿电路板14的槽孔,在该槽孔内填充导电材料,形成导电件。相对于过孔,该导电件具有更大的横截面积,因而大大提高流通能力。

如图2B-图2D所示,电路板14包括贯穿电路板14的一个或多个导电件141,每个导电件对应一排用于为处理器11大电流供电的BGA焊球111a。该导电件141可以是由铜或银等导电材料形成。应理解,导电件141还可以是其他金属或合金形成,此处不作限定。其中,每个导电件141的一表面用于电连接呈线状分布的多个BGA焊球111a,另一表面用于电连接电源连接器13。

导电件141可以是长方体或圆角长方体等,其厚度可以等于或小于电路板14的厚度,例如为1mm-10mm,如为2mm;其宽度不小于1个BGA焊球111a的直径且小于相邻两个BGA焊球111a的之间的距离,例如为0.1-0.3mm或6-14mil,又例如为0.2mm;通常其长度可以是包围呈线状的多个BGA焊球111a的最小矩形或圆角矩形的长度,例如为1-20mm。如图2D所示,导电件141的表面为包围4个BGA焊球111a对应位置的最小圆角矩形。

电路板14可以包括间隔设置的多个导电件141,每个导电件141为处理器11的供电的电源不同。这里“电源不同”是指供电的电压和/或电流不同。上述图2B和图2D以电路板内设置5个导电件141为例来说明。

在一些实施例中,在导电件141的表面与每个BGA焊球(111a、111b)相对应的位置分别设置一个BGA焊盘142,用于与对应位置的BGA焊球(111a、111b)焊接。电路板14的底层与每个BGA焊球111a对应的位置可以分别设置一个连接器焊盘143。连接器焊盘143用于与电源连接器13焊接。此时,每根导电件141的一端连接该导电件141对应的BGA焊盘142,另一端连接连接器焊盘143。各个导电件141对应的BGA焊盘142用于与其对应的焊球111a焊接。电源连接器13可以包括连接器焊球131,用于与连接器焊盘143焊接。处理器11依次通过BGA焊球111a、BGA焊盘142、导电件141、连接器焊盘143和连接器焊球131连接电源连接器13,以接收电源的供电。

其中,电路板14可以是多层PCB结构,以12层为例,如图4所示的一种电路板的剖面示例图,该电路板14可以包括:L1-L12层布线层。其中,L1-L12可以是信号层或接地层,任意相邻的两层布线层之间均通过绝缘的PP板隔离。在图2B或图3中,电路板14可以不包括电源层。电路板14还可以包括过孔(图未示出)。处理器11上用于传输信号的BGA焊球111b通过过孔耦合电路板14中的一层或多层信号层,各个信号层之间也可以通过通孔、盲孔和埋孔等实现相互连接,以实现处理器11于各个信号层的耦合。

实施例二

如图5A所示的另一种主板的立体示意图、图5B为图5A所示的主板在AB线处的剖面示意图、图5C为图5A所示的主板在CD线处的剖面示意图以及图5D为图5A所示的电路板的表面在CD线处的剖面示意图,该结构可以应用于上述图1中的电子设备。该主板可以包括但不限于处理器11、电路板14和电源连接器13。其中,处理器11和电源连接器13设置于电路板14的同一个表面上,例如,处理器11和电源连接器13均设置于电路板14的顶层的表面上。应理解,该电源连接器13还可以是电源转换器,或者为电源连接器13和电源转换器的组合。图5B以电源连接器13为例来说。其中,当主板包括电源转换器时,该电源转换器可以连接电源连接器13,电源连接器13可以连接供电电源。

同上述实施例一,处理器11包括用于供电的BGA焊球111a和用于传输信号的BGA焊球111b。

如图5B-图5D所示,电路板14包括多层PCB层,该多层PCB层包括至少一层电源层144a以及多个导电件141,其中,每个导电件141可以贯穿整个电路板14也可以仅贯穿位于电源层144a上的PCB层,每个导电件141的一表面耦合呈线状分布的多个BGA焊球111a,其侧面耦合电源层144a,而电源层144a耦合到电源连接器13。

应理解,该导电件141可以是由铜或银等导电材料形成。应理解,导电件141还可以是其他金属或合金形成,此处不作限定。其中,导电件141可以是长方体或圆角长方体等,其厚度等于电路板14的厚度,例如为1mm-10mm,如为2mm;其宽度不小于1个BGA焊球111a的直径且小于相邻两个BGA焊球111a的之间的距离,例如为0.1-0.3mm或6-14mil,又例如为0.2mm;其长度至少大于2个BGA焊球111a的直径之和,通常其长度可以是包围呈线状的多个BGA焊球111a的最小矩形或圆角矩形的区域的长度,例如为1-20mm。如图5D所示,导电件141的表面为包围4个BGA焊球111a对应位置的最小圆角矩形。

电路板14可以包括间隔设置的多个导电件141,每个导电件141为处理器11的供电的电源可以不同。

图6所示的图5A中的电路板在AB线处的剖面结构图,电路板14可以是多层PCB结构,图6以12层为例来描述。电路板14包括两层电源层144a,设置于该两层电源层144a第一表面上的至少一层第一PCB层144b,设置于该两层电源层144a的第二表面上的至少一层第二PCB层144c,以及,贯穿电路板14的多个导电件141和贯穿电路板14的多个导体柱145,其中,导电件141和导体柱145均耦合电源层144a,其中,导电件141的一表面电连接一排BGA焊球111a,其侧面电连接电源层144a;导体柱的一端电连接电源连接器,其侧壁电连接电源层144a。可选地,导电件141和导体柱145均也可以仅贯穿位于电源层144a上的第一PCB层144b,与电源层144a连接。其中,电路板14可以包含两层电源层144a,一层用于布线,以将电源连接器13接收到的电源信号输入到导电件141;另一层用于接地,提供导电回路。电路板14还可以包括更多层的电源层144a和更多的导电件141;此处不作限定。各个导电件141上的通过的电压或电流可以相同或不同,由处理器11的供电需求确定,这里也不作限定。

可选地,导电件141和导体柱145均也可以仅贯穿位于电源层144a上的第一PCB层144b,并与电源层144a耦合。此时,导电件141的一表面电连接一排BGA焊球111a,另一表面电连接电源层144a;导体柱145的一端电连接电源连接器13,另一表面电连接电源层144a。

其中,处理器11通过电路板14上的导电件141a耦合至电源层144a,电源连接器13通过导体柱145耦合至电源层144a,以实现电源连接器13通过导体柱145、电源层144a、导电件141为处理器21供电。可以理解的,部分的导电件141耦合至一层电源层144a;另外一部分导电件141耦合至另一层电源层144a;一部分导体柱145耦合至一层电源层144a;另外一部分导体柱145耦合至另一层电源层144a。

其中,导体柱145可以是实心的铜柱或银柱等,还可以是其他金属或合金,此处不作限定。另外,导体柱145的直径可以大于或等于第一导电件141a的直径,可以为0.15-1mm或更大。

在一些实施例中,在电路板14的顶层与每个BGA焊球(111a、111b)相对应的位置分别设置一个BGA焊盘142,用于与对应位置的BGA焊球(111a、111b)焊接。此时,每个导电件141的一端连接呈一条线分布的BGA焊球111a对应的BGA焊盘142,另一端连接一层电源层144a;每根导体柱145的一端连接一层电源层144a,另一端连接电源连接器13。

应理解,导体柱145还可以替换为其他导体组件,例如为过孔。由于电源连接器13与处理器11并列设置于电路板14的顶层上,在电路板14位于电源连接器13一侧的过孔的直径不受处理器11的BGA阵列的限制,该过孔可以为较大的直径,过孔内还可以是注入导电液或插入导电针。

其中,电源连接器13可以焊接、通过引线或导线等连接方式与导体柱145(或过孔)连接。例如,电路板14的顶层还包括连接器焊盘,电源连接器13可以通过连接器焊盘与导体柱145焊接。

其中,电路板14可以是多层PCB结构,以12层为例,如图6所示一种电路板的剖面示例图,该电路板14可以包括:L1-L12层布线层。其中,L1-L5、L8-L12中的各个层分别可以是信号层或接地层,L6-L7可以是电源层144a。

在另一种实施例中,如图7所示为图2A所示的主板在CD线的另一种剖面示例图,此时电路板14包括一层或多层电源层144a,导电件141和导体柱145可以分别设置于电源层144a的两侧,此时,处理器11和电源连接器13可以分别设置于电路板14的相对的两个表面,导电件141的一表面电连接一排BGA焊球111a,另一表面电连接电源层144a;导体柱145的一端电连接电源连接器13,另一表面电连接电源层144a。

在上述实施例一和实施例二中,包括电路板14中的各个PCB的厚度T均可以为0.1mm-5mm,例如为2mm。

在图2A-图7中,电路板14内部还可以包括过孔(图未示出)。处理器11上用于传输信号的BGA焊球111b通过过孔耦合电路板14中的一层或多层信号层,各个信号层之间也可以通过通孔、盲孔和埋孔等实现相互连接,以实现处理器11于各个信号层的耦合。

应理解,BGA中还可以包括用于为处理器11小电流供电的焊球(图中未示出),该焊球可以通过过孔或导体柱等方式连接到电源连接器13或者电路板14中的电源层144a。

还应理解,电源连接器13还可以被置换为电源转换器。这里以电源连接器13为例来说明。

还应理解,一层PCB层对应一层布线层,各个布线层附着在基板上,一个基板上相对的两个表面均可以附着布线层,因此,PCB层数与PCB的层数可以不一致。本实施例中,PCB层包括为一层布线层及其承载该布线层的基板,不同PCB层可以共用基板。基板可以是聚丙烯(PP)板、环氧树脂板、聚酯树脂板、酚醛树脂板等。

还应理解,上述实施例一和实施例二中描述的“连接”可以理解为直接连接和间接连接。两个组件/部件直接连接是指一个组件/部件直接接触另一个组件/部件;而间接连接是指一个组件/部件通过一些其他的导电组件(如焊球焊盘、金属布线等)与另一个组件/部件电连接。

如下介绍上述图2A-图7中电路板的制备方法。

如图8所示的电路板的制备方法的流程示意图,以及图9A-图9G所示的制备流程中形成的结构的示意图。该方法可以包括但不限于如下部分或全部步骤:

S01:提供一电路板,在电路板上与每组BGA焊球111a对应的区域开设贯穿该电路板的槽孔。其中,一组BGA焊球111a中的每个焊球用于为处理器供电,一组BGA焊球111a排列成一条线,也即呈线状分布,也称为一排BGA焊球111a。

其中,如图9A所示的电路板的俯视图及其在A-B线和C-D线处的剖面图,电路板801包括多层PCB(图中未示出),相邻两层PCB之间通过粘合层粘合。电路板是多层PCB和粘合层经过压合得到的。每层PCB可以包括绝缘的基板和覆盖在基板单面说双面的布线层。

应理解,图9A示出了电路板表面上与BGA焊球111a和BGA焊球111b分布相对的位置,而不是焊球或过孔本申请。关于BGA焊球111a和BGA焊球111b及其分布,可以参见上述实施例一和实施例二中相关描述,这里不再赘述。

在一些实施例中,可以通过机械打孔或激光打孔等方式,在电路板801上每组BGA焊球111a对应的区域开设槽孔。其中,在一些实现中,槽孔可以贯穿电路板801。在另一些实现中,电路板801内部包括至少一层电源层,该槽孔可以贯穿位于电源层上的PCB。

本申请实施例以槽孔贯穿电路板801为例。其中,电路板801内可以包括电源层,如制备的图2A-图2D中示出的电路板;也可以不包括电源层,如制备的图5A-图5D中示出的电路板。

如图9B和图9C所示的电路板的俯视图及其分别在A-B线和C-D线处的剖面图,在电路板801中开设槽孔的一种具体实现可以是,先在每个用于大电流供电的BGA焊球对于的位置(也称为电源焊点位置)钻孔,得到与用于供电的BGA焊球111a一一对应的电源孔802,如图9B所示,再在多个电源孔中间采用多次钻孔技术,将电源孔802连成槽孔803,如图9C所示。

其中,槽孔803的长度为连接一组BGA焊球111a的线的长度,槽孔803的宽度可以大于BGA焊球111a的直径。槽孔803的尺寸等于上述实施例一或实施例二中导电件114的尺寸,可以参见上述实施例一或实施例二中导电件114的尺寸的描述,这里不再赘述。

S02:通过孔金属化工艺在槽孔803内壁和电路板801的表面形成第一金属层804。

如图9D所示的电路板的俯视图及其在A-B线和C-D线处的剖面图。其中,孔金属化是指在槽孔中用化学镀和电镀方法使绝缘的孔壁上镀上一层金属层,也称第一金属层804。

S03:将金属片805塞入金属化的槽孔803。

如图9E所示的电路板的俯视图及其在A-B线和C-D线处的剖面图。具体地,提供多个金属片805,将该金属片805分别塞入槽孔803。其中,各个金属片805的长度可以不同,基于其塞入的槽孔803的尺寸确定。其长度l可以等于槽孔803长度,以使金属片805与槽孔805电连接;金属片805的宽度h可以等于电路板801的厚度,也可以大于电路板801的厚度,金属片805的厚度d小于电源孔802的直径,例如为4-12mil。

S04:在金属化的槽孔的孔壁、第一金属层804的表面和金属片805的表面电镀形成第二金属层806,槽孔803内填充的金属片805、第一金属层804和第二金属层806形成导电件。如图9F所示的电路板的俯视图及其在A-B线和C-D线处的剖面图。

应理解,BGA焊球111b对应的位置也可以打孔(图中未示出),可以是通孔或盲孔等,也可以金属化该孔,以及电镀一层金属层,以形成可以导电的过孔,以实现处理器与电路板801的信号传输。

可选地,还可以通过研磨等工艺平坦化电路板801的两个表面,以为表面布线层、焊盘等的制备提供平坦化的表面。

S05:在电路板的表面与BGA焊球对应的位置生成BGA焊盘。

其中,在形成焊盘之前,可以图案化电路板801的两个表面,以在电路板801的表面形成布线层。

如图9G所示的电路板的俯视图及其在A-B线和C-D线处的剖面图。在电路板801的表面上BGA焊球111a对应的位置形成BGA焊盘806a,在BGA焊球111b对应的位置形成BGA焊盘806b,其中,BGA焊盘806a用于与处理器11上对应的BGA焊球111a焊接,BGA焊盘806b用于与处理器11上对应的BGA焊球111b焊接。

具体制备时,可以采用树脂塞孔电镀填平工艺(plate over filled via,POFV)形成BGA焊盘(111a,111b),此时,BGA焊盘也可以称为POFV焊盘。

上述第一金属层804和第二金属层806以及金属片805的材质可以相同或不同,可以是铜、银、铝、钯等金属。

进一步地,在制备电路板后,可以将其与处理器11、电源连接器13等进行焊接,以上述图2A-图7所示的主板。

需要说明的是,本发明各个实施例描述的流程图仅仅为一个实施例。在不偏离本发明的精神的情况下,各个流程图中的步骤可以有多种方式修改或变化,比如不同次序地执行流程图中的步骤,或删除、增加或修改某些步骤。

本发明实施例中所使用的技术术语仅用于说明特定实施例而并不旨在限定本发明。在本文中,单数形式“一”、“该”及“所述”用于同时包括复数形式,除非上下文中明确另行说明。进一步地,在说明书中所使用的用于“包括”和/或“包含”是指存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件,但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件。

还应当理解,在本申请各实施例中,“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。术语“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系;例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A、B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。

在所附权利要求中对应结构、材料、动作以及所有装置或者步骤以及功能元件的等同形式(如果存在的话)旨在包括结合其他明确要求的元件用于执行该功能的任何结构、材料或动作。本发明的描述出于实施例和描述的目的被给出,但并不旨在是穷举的或者将被发明限制在所公开的形式。

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