一種印刷電路板的電氣連接方法及產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種印刷電路板的電氣連接方法及產(chǎn)品，具體為：在印刷電路板的內(nèi)部機械孔內(nèi)壁或板邊側(cè)壁開設(shè)電氣連接通孔，在電氣連接通孔側(cè)壁電鍍導(dǎo)電材料層，印刷電路板中需要電氣連接的兩導(dǎo)電層分別走線到電氣連接通孔與導(dǎo)電材料層的上、下端連接，從而實現(xiàn)兩導(dǎo)電層之間的電氣連接。本發(fā)明半孔邊緣金屬化可使導(dǎo)電層在上述邊緣處實現(xiàn)互連，從而減少板上通孔需求，特別是在平面變壓器內(nèi)部的電氣換層連接；增加磁芯內(nèi)部PCB可用空間，還可提升單位長度邊緣的過電流能力。
【專利說明】一種印刷電路板的電氣連接方法及產(chǎn)品

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及印刷電路板【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種印刷電路板的電氣連接方法及產(chǎn) 品。

【背景技術(shù)】
[0002] 在電子裝配中，印刷電路板（Printed Circuit Boards)是個關(guān)鍵零件，它搭載其 他的電子零件并連通電路，以提供一個安穩(wěn)的電路工作環(huán)境。多層板屬于其中一種典型的 電路配置形式，電路可以被布置成多層的結(jié)構(gòu)并壓合在一起，并在層間布建通孔電路連通 各層電路。
[0003] 以直流-直流開關(guān)電源為例，其一般包括逆變電路、隔離變壓器、整流電路。逆變 電路由開關(guān)管將輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，開關(guān)管通常是金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場 效應(yīng)管（M0SFET);隔離變壓器將逆變電路輸出的交流電壓轉(zhuǎn)換為要求的交流電壓；最終整 流電路將交流電壓整流為期望的直流電壓。開關(guān)管和整流電路在相對較高的頻率上進行轉(zhuǎn) 換，這樣開關(guān)電源電路就可以使用更小型的元件，如電感和電容。
[0004] 在上述電路中，電路板在不同層間需進行電氣連接，較典型的是用過孔來完成，過 孔為金屬化孔，其導(dǎo)電材料貫穿整個電路板。但在平面變壓器PCB設(shè)計中變壓器繞線用的 換層過孔消耗了寶貴的電路板空間，當電路板上電路復(fù)雜且有較多電子元器件時，過孔數(shù) 量會劇增，其對應(yīng)的電路板空間的消耗也會劇增，這種消耗源于除過孔本身占據(jù)空間外，還 需與周邊電路保持一定的安全間距；當一個電路板需大量過孔時，設(shè)計很難將該電路板的 尺寸和布局控制在特定的要求下。另外典型的過孔為通孔，貫穿所有層，內(nèi)層的空間也將被 消耗，內(nèi)層走線也將成為一個問題點。因此，一種可取代過孔實現(xiàn)電路板各層間的互連，且 節(jié)約電路板空間的連接方式變得非常必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有過孔互連消耗電路板上可用空間的問題，本發(fā)明提供一種印刷電路板 的電氣連接方法及產(chǎn)品，在印刷電路板的內(nèi)部機械孔內(nèi)壁或板邊側(cè)壁形成導(dǎo)電層之間的電 氣連接橋梁，減少板上過孔需求，增加可用空間。
[0006] -種印刷電路板的電氣連接方法，具體為：在印刷電路板的內(nèi)部機械孔內(nèi)壁或板 體邊側(cè)壁開設(shè)電氣連接通孔，在電氣連接通孔側(cè)壁電鍍導(dǎo)電材料層，印刷電路板中需要電 氣連接的兩導(dǎo)電層分別走線到電氣連接通孔與導(dǎo)電材料層的上、下端連接，從而實現(xiàn)該兩 導(dǎo)電層之間的電氣連接。
[0007] -種印刷電路板，由絕緣層與導(dǎo)電層交替疊加而成，在疊加而成的板體內(nèi)開有機 械孔，其特征在于，所述機械圓孔內(nèi)壁或板體邊開有電氣連接通孔，電氣連接通孔側(cè)壁電鍍 有導(dǎo)電材料層，印刷電路板中需要電氣連接的兩導(dǎo)電層分別走線到電氣連接通孔與導(dǎo)電材 料層的上、下端連接，從而實現(xiàn)該兩導(dǎo)電層之間的電氣連接。
[0008] -種變壓器，包括磁芯和線圈，所述磁芯安插在印刷電路板的機械孔內(nèi)，所述線圈 走線到機械圓孔內(nèi)壁，機械孔內(nèi)壁開有電氣連接通孔，電氣連接通孔側(cè)壁電鍍有導(dǎo)電材料 層，印刷電路板中需要電氣連接的兩導(dǎo)電層分別走線到電氣連接通孔與導(dǎo)電材料層的上、 下端連接，從而實現(xiàn)所述線圈與印刷電路板的不同絕緣層上的導(dǎo)電層電氣連接。
[0009] -種模塊電源，包括直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)單元，所述印刷電路板 為上述的印刷電路板。
[0010] 進一步地，所述電氣連接通孔為至少一個的半通孔或\和至少一組由多個相連的 半通孔形成的紋浪形通孔。
[0011] 進一步地，所述紋浪形通孔中相鄰半通孔孔徑相切放置，且半通孔中心位于電路 板的內(nèi)部機械孔外形線或板邊外形線上。
[0012] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在：
[0013] 電路板由導(dǎo)電層和絕緣層相互疊加而成，導(dǎo)電層在板邊緣處終止，通過在機械孔 內(nèi)壁或板體邊側(cè)邊半孔邊緣金屬化，可使導(dǎo)電層在上述邊緣處實現(xiàn)互連，從而減少板上通 孔需求，增加可用空間，有效地克服了現(xiàn)有實現(xiàn)方案占用空間的缺陷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為應(yīng)用本發(fā)明的模塊電源電路板實例結(jié)構(gòu)圖；
[0015] 圖2為圖1所示電路板實例的第一絕緣層頂視圖；
[0016] 圖3為圖1所示電路板實例的導(dǎo)電層電氣連接示意圖，其中，圖3(a)為其中兩組 導(dǎo)電層電氣連接示意圖，圖3(b)為另外兩組導(dǎo)電層電氣連接示意圖；
[0017] 圖4為圖1所示電路板實例的第二絕緣層頂視圖；
[0018] 圖5為圖1所示電路板實例的第三絕緣層頂視圖；
[0019] 圖6為圖1所示電路板實例的第四絕緣層透視圖；
[0020] 圖7為圖1所示電路板實例的第五絕緣層透視圖；
[0021] 圖8為圖1所示電路板實例的模塊電源頂視圖。

【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0023] 圖1為應(yīng)用本發(fā)明的模塊電源電路板實例結(jié)構(gòu)圖。圖1中，電路板110由一系列 絕緣層ll〇a和導(dǎo)電層115交替疊加而成；電路板的總層數(shù)由板上元件密度等眾多因素決 定，圖1只標示出一層導(dǎo)電層115,實際除表層導(dǎo)電層外，每兩個絕緣層之間，就疊加一層導(dǎo) 電層。
[0024] 絕緣層110a有邊界120、125。其中邊界120是指的電路板110的板邊，而邊界125 卻位于電路板110的板框內(nèi)部，因電路板開機械孔130而形成；磁芯135通過機械孔130扣 入電路板110中，從而形成模塊電源100的變壓器；許多直接裝配的元件都需要類似的電路 板內(nèi)部的機械孔。
[0025] 電路板110上也可存在另外的機械孔140,磁芯145可經(jīng)此扣入，從而形成模塊電 源100的電感。另外其他元件如場效應(yīng)管（FETS) 150，電阻155,電容160,在模塊電源100 中均有應(yīng)用。
[0026] 下面將從圖1所示實例中選取第一到第五絕緣層，對其結(jié)構(gòu)進行詳細說明。請注 意，本發(fā)明所述第一到第五絕緣層并不是特指順序排列的第一個到第四個絕緣層，而只是 表示五個不同的絕緣層，為了對其區(qū)分，因此采用第一、第二、第三、第四和第五進行命名。
[0027] 圖2為圖1所示實例的第一絕緣層頂視圖。第一絕緣層是電路板眾多絕緣層之一， 所述圖中包括附在第一絕緣層表面的第一導(dǎo)電層210。第一導(dǎo)電層210的形狀由設(shè)計需求 決定，此圖中的第一導(dǎo)電層做成變壓器線圈210a。第一絕緣層200有板框215和220, 225。 其中板框215是絕緣層200的電路板板邊，板框220和225是絕緣層200的內(nèi)部機械孔。 所述圖中，在絕緣層200上開的機械孔220是為了讓變壓器磁芯能裝配于電路板上，裝配后 的磁芯與變壓器線圈210a組成變壓器；加工出的機械孔225是為了讓輸出電感的磁芯能裝 配于電路板上。變壓器線圈210a在到達機械孔220后為了使其與其它絕緣層上的導(dǎo)電層 保持電氣連接性，即可以通過本發(fā)明提出的半孔邊緣金屬化工藝，在機械孔220上開電氣 連接通孔并在孔的側(cè)壁電鍍導(dǎo)電材料，形成半孔邊緣金屬化鍍層230a和230b，從而達到使 導(dǎo)電變壓器線圈210a與其它兩不同絕緣層上的導(dǎo)電層電氣連接起來的目的。所述電氣連 接通孔為至少一個的半通孔或\和至少一組由多個相連的半通孔形成紋浪形通孔。半通孔 是指橫截面為半圓形的通孔。半通孔的數(shù)量根據(jù)需要電氣連接的兩導(dǎo)電層的電流大小以及 單個半通孔的電流承載值確定。紋浪形通孔的組數(shù)根據(jù)需要電氣連接的兩導(dǎo)電層層對數(shù)確 定。各組紋浪形通孔不相連，分別用于指定兩導(dǎo)電層之間的電氣連接。
[0028] 導(dǎo)電材料可以為任何常見的電鍍材料，如金、銀、銅、錫、鉛，鎳等。
[0029] 圖3a和3b為圖1所示電路板實例的切面示意圖，所述圖中包括電路板邊界側(cè) 面半孔邊緣金屬化鍍層310,電路板中部機械孔上的半孔內(nèi)側(cè)半孔邊緣金屬化鍍層316和 317 ;半孔邊緣金屬化鍍層316和317能分別將一些導(dǎo)電層進行電氣連接；所述圖中導(dǎo)電層 用實線表示，第一組導(dǎo)電層320,在外部板框325處結(jié)束，第二組導(dǎo)電層322在機械孔327處 結(jié)束。板框側(cè)面半孔邊緣金屬化鍍層310使一組導(dǎo)電層320在電氣上連接起來，同樣機械 孔上的半孔內(nèi)側(cè)的半孔邊緣金屬化鍍層316使第二組的兩部分導(dǎo)電層322在電氣上連接起 來。第三組導(dǎo)電層330并沒有在板框325處結(jié)束，兩者之間存在一段距離，通常設(shè)計上要求 有15mil的距離，表示導(dǎo)電層330與板框325上的半孔邊緣金屬化鍍層在電氣上是斷開的。 第四組導(dǎo)電層335在機械孔327處結(jié)束，并與半孔內(nèi)壁半孔邊緣金屬化鍍層317存在電氣 連接，同樣前面提到的第二組導(dǎo)電層322通過半孔內(nèi)壁半孔邊緣金屬化鍍層316進行電氣 連接，同時316與317之間是斷開的，這一點是本發(fā)明提出的工藝與普通的過孔完全不同地 方。
[0030] 圖4是圖1所示電路板實例的第二絕緣層局部結(jié)構(gòu)放大圖，所述圖中包括絕緣層 中部的機械孔360、355及360a，導(dǎo)電層走線365 ;導(dǎo)電層走線365從機械孔360起始并到 機械孔355截止，其中機械孔360及355均應(yīng)用了本發(fā)明的半孔金屬化工藝，使導(dǎo)電層走線 365能與其它層的導(dǎo)電層走線進行電氣上的連接。
[0031] 圖5是圖1所示電路板示例的第三絕緣層結(jié)構(gòu)示意圖，所述圖中包括其表面的導(dǎo) 電層410,板邊415,內(nèi)部機械孔420和425,常規(guī)過孔440及445,半孔邊緣金屬化鍍層430a 和430b，變壓器線圈410a。變壓器線圈410a在此層中并未與半孔邊緣金屬化鍍層430a和 430b有電氣連接，而是通過常規(guī)過孔440和445與其它絕緣層上的導(dǎo)電進行電氣連接。
[0032] 圖6是圖1所示電路板示例的第四絕緣層結(jié)構(gòu)示意圖。所述圖中包括其表面的導(dǎo) 電層510,板邊515,內(nèi)部機械孔520和525,常規(guī)過孔540及545,半孔邊緣金屬化鍍層530a 和530b，變壓器線圈510a。機械孔520和525與圖4中的機械孔420和425處于同一位置。 變壓器線圈510a在此層中并未與半孔邊緣金屬化鍍層530a和30b有電氣連接，而是通過 常規(guī)過孔540和545與其它絕緣層上的導(dǎo)電進行電氣連接。
[0033] 圖7是圖1所示電路板示例的第五絕緣層結(jié)構(gòu)示意圖。所述圖中包括其表面的 導(dǎo)電層610,板邊615,內(nèi)部機械孔620和625,常規(guī)過孔640,半孔邊緣金屬化鍍層630a和 630b，變壓器線圈610a。機械孔620和625與圖4中的機械孔420和425及圖5中520和 525處于同一位置。變壓器線圈610a的一端在到達機械孔620后結(jié)束，并通過半孔邊緣金 屬化鍍層630b，與其它絕緣層上的導(dǎo)電層保持電氣連接，另一端通過常規(guī)過孔640與其它 絕緣層上的導(dǎo)電層進行電氣上的連接。
[0034] 圖8是圖1所示示例的模塊電源頂視圖，模塊電源由電路板710裝配元件后形成， 其包括原邊電路715和副邊電路750。原邊電路715與變壓器745的原邊線圈電氣連接。 副邊電路750與變壓器745的副邊線圈電氣連接。
[0035] 本發(fā)明所述半孔邊緣金屬化鍍層的一種實現(xiàn)方式是將功率通孔孔徑相切放置，且 孔中心位于電路板的外形線上，電路板加工成型后，板上就保留了標準的半孔。
[0036] 以上說明僅為本發(fā)明的優(yōu)選方案，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫 離本發(fā)明技術(shù)原理的條件下，還可以作出若干改進及修飾，這些改進及修飾也應(yīng)該視為本 發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種印刷電路板的電氣連接方法，其特征在于，具體為：在印刷電路板的內(nèi)部機械 孔內(nèi)壁或板體邊側(cè)壁開設(shè)電氣連接通孔，在電氣連接通孔側(cè)壁電鍍導(dǎo)電材料層，印刷電路 板中需要電氣連接的兩導(dǎo)電層分別走線到電氣連接通孔與導(dǎo)電材料層的上、下端連接，從 而實現(xiàn)該兩導(dǎo)電層之間的電氣連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板的電氣連接方法，其特征在于，所述電氣連接通 孔為至少一個的半通孔或\和至少一組由多個相連的半通孔形成的紋浪形通孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的印刷電路板的電氣連接方法，其特征在于，所述紋浪形通孔 中相鄰半通孔孔徑相切放置，且半通孔中心位于電路板的內(nèi)部機械孔外形線或板邊外形線 上。
4. 一種印刷電路板，由絕緣層與導(dǎo)電層交替疊加而成，在疊加而成的板體內(nèi)開有機械 孔，其特征在于，所述機械孔內(nèi)壁或板體邊開有電氣連接通孔，電氣連接通孔側(cè)壁電鍍有導(dǎo) 電材料層，印刷電路板中需要電氣連接的兩導(dǎo)電層分別走線到電氣連接通孔與導(dǎo)電材料層 的上、下端連接，從而實現(xiàn)該兩導(dǎo)電層之間的電氣連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的印刷電路板，其特征在于，所述電氣連接通孔為至少一個半 通孔或\和至少一組由多個相連的半通孔形成紋浪形通孔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的印刷電路板，其特征在于，所述紋浪形通孔中相鄰半通孔孔 徑相切放置，且半通孔中心位于電路板的內(nèi)部機械孔外形線或板邊外形線上。
7. -種變壓器，包括磁芯和線圈，其特征在于，所述磁芯安插在印刷電路板的機械孔 內(nèi)，所述線圈走線到機械孔內(nèi)壁，機械孔內(nèi)壁開有電氣連接通孔，電氣連接通孔側(cè)壁電鍍有 導(dǎo)電材料層，印刷電路板中需要電氣連接的兩導(dǎo)電層分別走線到電氣連接通孔與導(dǎo)電材料 層的上、下端連接，從而實現(xiàn)所述線圈與印刷電路板的不同絕緣層上的導(dǎo)電層電氣連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的變壓器，其特征在于，所述電氣連接通孔為至少一個半通孔 或\和至少一組由多個相連的半通孔形成紋浪形通孔。
9. 一種模塊電源，包括直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)單元，其特征在于，所述印 刷電路板為權(quán)利要求4?6任意一項所述的印刷電路板。
【文檔編號】H05K1/11GK104219879SQ201410452866
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】鄧衛(wèi)華, 高季平 申請人:武漢永力睿源科技有限公司