CN101778531B - 集成印刷电路板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集成印刷电路板，包括具有多层结构的印刷电路板和无源元件；在所述印刷电路板的内部开设空腔，所述空腔内部包含多层线路层，所述空腔通过挖空所述印刷电路板的相邻两层结构之间的介质而形成，所述线路层由每层结构的金属导线构成；在所述多层线路层之间开设过孔，通过所述过孔连接所述多层线路层；所述无源元件悬置在所述线路层上。本发明实施例解决了现有技术中无法调和抗干扰性、介质损耗以及集成度之间矛盾的缺陷，提高了元件的抗干扰性，减小了信号的介质损耗，提高了整体电气性能。

Description

集成印刷电路板

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种集成印刷电路板。 

背景技术

随着科技的不断发展，通信领域中的竞争越来越激烈，因此，低成本、高性能、小型化的产品解决方案越来越成为占据市场先机的必然趋势。传统的双工器、耦合器、馈电网络等无线产品和网络产品为外购无源器件，每个元件均为独立设计的器件，其购置成本相对较高，不利用产品的推广，市场价值较低。因此，集成化成为实现产品低成本、小型化等优点的必由之路。 

在现有技术中，根据元件的集成实现方式，可以分为板级集成悬置微带线元件、分立悬置微带线元件、板级集成腔体元件等。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：对于板级集成悬置微带线元件来说，微带裸露在外面，易受其他信号的干扰，且需要对结构件进行适应性设计，则导致成本较高；对于板级集成腔体元件来说，提高了抗干扰性，但由于保留中间介质层，但洗掉了中间介质层上方的铜皮，导致其信号的介质损耗较大，且表面铜皮容易导致塌陷(dimple)，进行影响元件的电气性能。 

发明内容

本发明实施例提供一种集成印刷电路板，用以解决现有技术中无法调和抗干扰性、介质损耗以及集成度之间矛盾的缺陷，提高元件的抗干扰性，减小信号的介质损耗，提高电气性能。 

本发明实施例提供一种集成印刷电路板，包括具有多层结构的印刷电路板和无源元件； 

在所述印刷电路板的内部开设空腔，所述空腔内部包含多层线路层，所述空腔通过挖空所述印刷电路板的相邻两层结构之间的介质而形成，所述线路层由每层结构的金属导线构成；所述空腔的上壁和下壁中开设有气孔； 

在所述多层线路层之间开设过孔，通过所述过孔连接所述多层线路层； 

所述无源元件悬置在所述线路层上。 

本发明实施例的集成印刷电路板，通过挖空印刷电路板的相邻两层结构之间的介质而形成印刷电路板内部的空腔，并将印刷电路板中多层结构的金属导线构成空腔中的线路层，以将无源元件悬置在线路层上，并在线路层之间开设过孔来连接各个线路层，解决了现有技术中无法调和抗干扰性、介质损耗以及集成度之间矛盾的缺陷，提高了元件的抗干扰性，减小了信号的介质损耗，提高了整体电气性能。 

附图说明

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明实施例提供的一种集成印刷电路板的一侧视图； 

图2为本发明实施例提供的一种集成印刷电路板的俯视图； 

图3为本发明实施例提供的一种集成印刷电路板的另一侧视图； 

图4为本发明实施例提供的另一种集成印刷电路板的一侧视图； 

图5为本发明实施例提供的另一种集成印刷电路板的另一侧视图。 

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

图1为本发明实施例提供的一种集成印刷电路板的一侧视图，如图1所示，本实施例提供了一种集成印刷电路板，该集成印刷电路板可以包括印刷电路板1和无源元件2。其中，印刷电路板1为具有多层结构的印刷电路板，本实施例中以具有六层结构的印刷电路板为例进行说明，即图中的H1-H6；无源元件2可以为功分器/合路器、双工器、耦合器、馈电网络等，本实施例中集成印刷电路板中的无源元件可以包括但不限于上述元件，也可以为上述元件中两种或两种以上元件的集成。 

在印刷电路板1的内部开设有空腔3，具体可以采用控深铣或阶梯槽的工艺加工而成，可以根据实际需要开设多个空腔3，本实施例中以开设一个空腔3为例进行说明。在空腔3内部包含多层线路层，通过挖空印刷电路板1中相邻两层结构之间的介质来形成空腔3，而空腔3中的线路层由每层结构的金属导线来构成。此处的多层线路层在具体实施中可以为两层或者两层以上线路层，此处的金属可以为铜，锡，金，银等，本实施例中以铜皮为例进行说明。本实施例通过将印刷电路板1中的H2层和H3层之间的介质挖空，将H4层和H5层之间的介质挖空，保留H3层和H4层之间的介质，来形成印刷电路板1内部的空腔3，则空腔3中的线路层由印刷电路板1中的H3层和H4层的铜皮来构成。 

在开设的空腔3中，在多层线路层之间开设过孔4，过孔4可以开设多个，通过过孔4来连接多层线路层，即在位于空腔3中的H3层和H4层的铜皮之间开设多个过孔4，将H3层和H4层的铜皮之间的介质通过过孔4打通，以实现两个线路层的连接。由于线路层中的铜皮通过过孔导通，则可以将两个线路层当作一个整体来看待，在本实施例中，空腔3上半部分的信号以H2层的铜皮为接地端，则信号可以从空腔中的线路层到H2层形成在空腔3上 半部分的信号回路；而空腔3下半部分的信号则以H5层的铜皮为接地端，信号可以从空腔中的线路层到H5层形成在空腔3下半部分的信号回路。需要指出的是，本实施例中的过孔4的类型可以包括埋孔、盲孔和通孔。本实施例通过保留H3层和H4层的铜皮以及H3层和H4层之间的介质，并通过在两层铜皮之间设置过孔，使得两层铜皮可以视为一个整体；而在现有技术中，将一层铜皮洗掉后，使得介质和空气混合，由于介质所导致的信号损耗较大，使得混合后的空腔中信号损耗也较大；而在本实施例中，保留空腔中的两层铜皮，则信号在通过空腔中时只经过空气，空气所产生的信号损耗几乎为零，则无疑大大减小了信号的介质损耗。 

在本实施例中，无源元件2设置在空腔3中，无源元件2可以具体悬置在空腔3中的线路层上，通过线路层来为各个无源元件提供信号。由于本实施例中的无源元件设置在空腔中，因此并不会对无源元件的结构造成限制，无源元件可以设计成各种悬置结构，而通过将一个或多个无源元件集成在印刷电路板的空腔中，可以大大提高元件的集成度，实现元件小型化的特点。而且通过将无源元件设置在印刷电路板内部的空腔中，使得外界对无源元件的干扰大大降低。 

本实施例提供了一种集成印刷电路板，通过挖空印刷电路板的相邻两层结构之间的介质而形成印刷电路板内部的空腔，并将印刷电路板中多层结构的铜皮构成空腔中的线路层，以将无源元件悬置在线路层上，并在线路层之间开设多个过孔来连接各个线路层，解决了现有技术中无法调和抗干扰性、介质损耗以及集成度之间矛盾的缺陷，提高了元件的抗干扰性，减小了信号的介质损耗，提高了整体电气性能。 

继续参见上述图1，在本实施例提供的集成印刷电路板中，印刷电路板具有H1-H6六层结构，空腔3的上壁由H1层、H2层以及H1层和H2层之间的介质组成，空腔3的下壁由H5层、H6层以及H5层和H6层之间的介质组成。本实施例通过对空腔3的上壁的表面、下壁的表面以及两个侧壁的表 面进行金属电镀，可以具体为进行铜电镀，锡电镀等，使得空腔3形成金属密闭腔体，实现将空腔中各无源元件与外界的隔离，使得无源元件免受外界干扰，大大提高了集成印刷电路板的抗干扰性。或者，如图2所示为本发明实施例提供的一种集成印刷电路板的俯视图，本实施例还可以通过在空腔3的四周开设多个地孔5，在无源元件出线端口的两侧开设地孔5，该地孔5用作屏蔽和隔离的用途，屏蔽和隔离内层信号能量向外辐射，也可以阻止外来信号能量对无源元件的干扰，大大提高了集成印刷电路板的抗干扰性。 

进一步地，在本实施例中，印刷电路板1内部的各个线路层与印刷电路板外部的外部线路层通过设置在空腔3两侧的通孔6连接，印刷电路板中各个线路层通过悬置微带转微带结构7连接，如采用渐变线的形式。本实施例通过通孔6来将空腔内部的各个线路层与印刷电路板外部的外部线路层进行连接，而通过悬置微带转微带结构来将空腔内部的各个线路层进行连接，以实现空腔内部各无源元件与印刷电路板外部的各部件的连接。 

更进一步地，在本实施例中，位于空腔3的上壁表面的线路层的金属导线和位于空腔3的下壁表面的线路层的金属导线为加厚金属，具体地，通过对空腔3的上壁表面的线路层的铜皮，以及空腔3的下壁表面的线路层的铜皮进行加厚处理，即将图1中H2层的铜皮和H5层的铜皮进行加厚，解决了空腔中铜皮塌陷的问题。本实施例还可以通过在空腔的表层和底层各增加一层印刷电路板层结构，也可以解决空腔中铜皮塌陷的问题。 

更进一步地，在本实施例中，如图1和2所示，空腔3的上壁和下壁中开设有气孔8，通过在空腔3的上下壁中设置气孔8，可以避免加工时热胀冷缩对空腔的破坏。 

更进一步地，本实施例提供的集成印刷电路板还可以将空腔设计成超高Q值的谐振腔或空气介质波导结构的元件。 

本实施例提供的集成印刷电路板，利用印刷电路板的多层结构，在印刷电路板内部集成各种元件和模块，还可以将集成的元件和其他电路一起设计 在一个很小面积的多层单板上，从而组成一个小型化、一体化的电路功能模块，如将双工器和馈电网络集成在印刷电路板上，与天线阵子组合成一种免电缆连接、低成本、低插损的一体化设备；其可以用于替代无线产品、网络产品的外购无源器件，同时通过与天线的一体化设计，使其具备更加广泛的市场前景和较大的市场价值；相对于板级集成悬置微带线元件，本实施例提供的集成印刷电路板具有抗干扰性强、易实现小型化等的优势；相对于分立悬置微带线元件，本实施例提供的集成印刷电路板具有小型化、免装配的优势；相对于板级集成腔体元件，本实施例提供的集成印刷电路板具有插损小、功率容量大、无塌陷等优势。 

图3为本发明实施例提供的一种集成印刷电路板的另一侧视图，如图3所示，在本实施例提供的集成印刷电路板中，还可以设置天线阵子9，该天线阵子9安设在印刷电路板1上，天线阵子9通过印刷电路板1中的线路层与无源元件2相连。本实施例通过将双工器、馈电网络等无源元件集成在印刷电路板的内部，而将天线阵子直接插接或焊接在印刷电路板上，在印刷电路板内部直接与各无源元件相连，无需通过电缆连接，利用印刷电路板的上表面作为天线阵子的反射板，实现双工器、馈电网络等无源元件与天线的一体化，实现了免电缆连接、体积小、插损小、成本低的优点。 

图4为本发明实施例提供的另一种集成印刷电路板的一侧视图，如图4所示，本实施例以四层结构的印刷电路板为例进行说明，与上述实施例一的不同之处在于，空腔3的上壁和下壁由屏蔽盖31构成，屏蔽盖31通过螺钉32紧固在印刷电路板1上。在本实施例中，将空腔3的上壁和下壁的介质和铜皮全部挖空，在最顶层和最底层用屏蔽盖31和螺钉32紧固，不仅可以解决铜皮塌陷的问题，还可以实现空腔的高度可调节，根据实际设计需要而选择合适的微带线的线宽。 

图5为本发明实施例提供的另一种集成印刷电路板的另一侧视图，如图5所示，在本实施例提供的集成印刷电路板中，也可以设置天线阵子9，该天 线阵子9安设在印刷电路板1上，天线阵子9通过印刷电路板1中的线路层与无源元件2相连。本实施例通过将双工器、馈电网络等无源元件集成在印刷电路板的内部，而将天线阵子直接插接或焊接在印刷电路板上，在印刷电路板内部直接与各无源元件相连，无需通过电缆连接，利用印刷电路板的上表面作为天线阵子的反射板，实现双工器、馈电网络等无源元件与天线的一体化，实现了免电缆连接、体积小、插损小、成本低的优点。 

Claims (7)

1.一种集成印刷电路板，其特征在于，包括具有多层结构的印刷电路板和无源元件；

在所述印刷电路板的内部开设空腔，所述空腔内部包含多层线路层，所述空腔通过挖空所述印刷电路板的相邻两层结构之间的介质而形成，所述线路层由每层结构的金属导线构成；所述空腔的上壁和下壁中开设有气孔；

在所述多层线路层之间开设过孔，通过所述过孔连接所述多层线路层；

所述无源元件悬置在所述线路层上。

2.根据权利要求1所述的集成印刷电路板，其特征在于，所述空腔的上壁和下壁由屏蔽盖构成，所述屏蔽盖紧固在所述印刷电路板上。

3.根据权利要求1或2所述的集成印刷电路板，其特征在于，所述空腔的上壁、下壁和两个侧壁由金属电镀而成。

4.根据权利要求1或2所述的集成印刷电路板，其特征在于，所述空腔的四周开设有地孔。

5.根据权利要求1或2所述的集成印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板中所述线路层与外部线路层通过设置在所述空腔两侧的通孔连接，所述印刷电路板中所述线路层通过悬置微带转微带结构连接。

6.根据权利要求1所述的集成印刷电路板，其特征在于，位于所述空腔的上壁表面的线路层的金属导线和位于所述空腔的下壁表面的线路层的金属导线为加厚金属。

7.根据权利要求1或2所述的集成印刷电路板，其特征在于，还包括：安设在所述印刷电路板上的天线阵子，所述天线阵子通过所述印刷电路板中的所述线路层与所述无源元件相连。

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