本發明描述了一種電路組件（1），其包括：電路板（10），其具有金屬芯（11）、導電跡線（13）的圖案、以及在金屬芯（11）和導電跡線（13）之間的電介質層（12）；至少一個電路部件（20），其借助于焊料互連件（33）安裝到電路板（10），其中，焊料互連件（33）形成在電路部件（20）的接觸墊（23）和導電跡線（13）之間；其特征在于，金屬芯（11）包括至少一個腔（110），其中腔（110）布置在焊料互連件（33）的附近。本發明還描述了用于這種電路組件（1）的電路板（10）以及制造這種電路組件（1）的方法。

技術領域

本發明描述了一種電路組件，以及制造這種電路組件的方法。

背景技術

通常將電路部件焊接到諸如印刷電路板（PCB）的載體。焊料提供了良好的電氣連接，并且繼續還用于將非常小的部件（諸如表面安裝器件（SMD））安裝到PCB。從封裝部件或集成電路延伸的引線或支腳可以通過非常小的焊料珠連接到PCB，例如在回流焊接過程中。

但是，在設計的各個部分中使用的不同材料的熱性能差異可能促進電路過早發生故障。例如，在PCB的金屬芯、多芯片LED陣列的陶瓷載體、LED的藍寶石襯底等之間可能存在非常高的熱膨脹失配。這可能是個問題，尤其是當部件在操作期間反復加熱（并膨脹），并且然后冷卻（并收縮）。在熱循環期間不同的膨脹率和收縮率導致很大的力作用在板和部件之間的焊料接合件或互連件上，從而使互連層處于高應力狀態。這可能導致互連層中的塑性應變，即某種程度的變形，這可能導致焊料材料中微觀裂紋的形成。這種“微故障”可能在進一步的熱循環期間加劇，并且可能最終導致一個或多個焊料接合件的疲勞故障，這實際上意味著電路的整體故障或災難性故障。

通常，包括焊接到PCB上的電氣和電子部件的系統經受徹底的溫度循環測試，以便確定其抵抗溫度極限的能力。這種溫度循環測試可以遵循行業標準，例如JEDEC JESD22-A104。客戶可以指定系統在故障之前必須承受的最小熱循環次數，并且制造商必須遵守規格。

因此，為確保系統將通過溫度循環測試，有必要采取一些措施以避免焊料互連件中故障的發生。例如，可以采取措施以減少在系統的各個部分中使用的金屬之間的熱失配。在單層絕緣金屬襯底（IMS）或單層金屬芯PCB（MCPCB）的情況下，這意味著選擇金屬（諸如銅）作為襯底或芯。可替代地，當在陶瓷載體上設置部件時，可以使用陶瓷鑲嵌板。但是，這些設計選擇導致大量附加成本。

因此，本發明的目的是提供一種降低這種系統的焊料互連件中的應力的更經濟的方式。

發明內容

本發明的目的通過權利要求1的電路組件以及通過權利要求11的制造電路組件的方法來實現。

根據本發明，電路組件包括：電路板，其具有金屬芯、導電跡線的圖案、以及在金屬芯和導電跡線之間的電介質層；以及至少一個電路部件，其借助于焊料互連件安裝到電路板，其中，焊料互連件形成在電路部件的接觸墊和導電跡線之間。本發明的電路組件的特征在于金屬芯包括至少一個腔，其中腔形成在焊料互連件的下方，作為具有正圓柱體的形狀的盲孔。

該電路組件可以稱為金屬芯PCB（MCPCB）系統，因為它包括一個或多個安裝在金屬芯PCB上的電路部件。如上所述，由于MCPCB系統中的熱膨脹系數的失配而引起的塑性應變可能導致電路故障。本發明的電路組件的優點在于，可以顯著降低焊料互連件中的這種塑性應變。術語“焊料互連件”和“焊料接合件”是同義的，并且可以在本文中互換使用。發明人已經看到，通過在金屬芯中在焊料接合件下方的位置處形成一個或多個腔，焊料接合件經受較小的塑性應變。這是因為腔導致應力重新分布，從而減小了在應力最大值否則可能導致裂紋萌生和/或裂紋增長的關鍵位置處由各種材料的不同熱膨脹引起的應力。由于腔導致焊料接合件處的應力的這種顯著降低，因此可以考慮對現有技術MCPCB系統所需的昂貴金屬芯的替代方案。本發明的MCPCB可以以非常成本有效的方式實現，因為它允許將廉價且容易獲得的金屬（諸如鋁）用于金屬芯。