CN102215628A - 一种超厚电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种超厚电路板。所述超厚电路板由至少两块子电路板经过热压合形成，每一块子电路板通过连接器与外插的单板直接电连接。所述至少两块子电路板中，有一块子电路板单独承载高速信号，有一块或多块子电路板承载低速信号、或者承载低速信号和电源。由至少两块子电路板经过热压合形成的超厚电路板无需钻孔及电镀操作，降低了加工的复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及电路板领域，尤其涉及一种超厚电路板。
背景技术
电信设备中电路板(Print Circuit Board，PCB)通常用于向单板提供电源，并用于连接各单板的电信号。电路板在提供高速信号的同时还需要提供强电流。高速信号需要由细密的线路来承载，需要更高级的板材，例如，电路板上布置薄铜线实现。强电流需要由大体积线路承载，只需要普通板材，例如，电路板上布置厚铜线实现。高速信号与低速信号都需要占用大量的走线层，造成电路板层数过高且厚径比过大，导致后续钻孔、电镀工艺困难，成品率低。
厚径比是指电路板厚度与钻孔直径之比，其受到钻头的物理特性和电镀工艺的限制。厚径比过大会导致电路板无法加工，目前电路板的厚径比通常在14到15，最高为17。
电路板的厚度一般不超过9毫米，厚度在9毫米以上的电路板属于超厚电路板，层数多是超厚的原因。超厚电路板的加工存在多种困难，主要体现在以下三个方面：
1、钻孔：超厚电路板钻孔难以通过一次工序完成，而需要两次或多次，造成孔位和形状偏差大，成品率低。
2、层偏：制作电路板的电路图时，设计人员会依据板材在加工过程中的涨缩参数进行修正，保证多层板不会产生对位偏差。然而，每层板材的涨缩参数不一致，电路板的层与层之间的图形错位随着厚度与层数增加而出现累加效应，超厚电路板极易超出错位容限，造成钻孔后开路或短路。
3、电镀：金属孔电镀后，金属孔内部的离子浓度比开口处的离子浓度稀薄。如图1所示，电镀后BE处的孔壁厚度低于AD和CF处的孔壁厚度，厚径比越大，金属孔内部与开口处的孔壁厚度差距越明显，甚至AD和CF处的电镀层达到目标厚度的情况下，BE处的厚度仍然接近于零，影响信号质量，甚至影响信号的通断，导致电路板报废。
电路板上承载的信号分成高速信号、低速信号与电源。高速信号一般是业务信号，是线路板与交叉板之间传递业务的信号，其速率通常在2.5G以上。低速信号一般是内部通信和控制信号，例如，通信信号、控制信号、系统时钟信号、帧头信号等，其速率通常在1G以下。如图2所示，为了降低电路板的层数，一种方法是将电源从电路板分离出来，电源通过多条汇流条给单板提供电流，汇流条安装在电路板上，通常用销钉锁定。但是，如图3所示，销钉与销钉孔之间的偏差会导致信号连接器的位置偏差，插拔单板时可能损坏信号连接器；另外，大型电路板的汇流条数量多，造成定位孔总数量大，而大型电路板内部的信号线很复杂，很难找到合适地方打这么多的定位孔。
另外，即便把电源从电路板上分离出去，由于高速信号和低速信号都需要占用大量走线层，电路板的厚度仍然超过加工极限，这种方法不能解决低速信号占用大量走线层的问题，导致无法彻底解决电路板超厚设计和加工的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种超厚电路板，将高速信号与低速信号以及电源分开并集中在一块子电路板。
一种超厚电路板，由至少两块子电路板经过热压合形成，每一块子电路板通过连接器与外插的单板直接电连接。所述至少两块子电路板中，有一块子电路板单独承载高速信号，有一块或多块子电路板承载低速信号、或者承载低速信号和电源。
进一步，所述至少两块子电路板经过至少两次热压合形成，从第一次热压合到最后一次热压合，压合时的温度和压力逐渐降低。
本发明实施例公开的超厚电路板将高速信号与低速信号以及电源分开并集中在一块子电路板，由至少两块子电路板经过热压合形成，每一块子电路板通过连接器与外插的单板直接电连接，如此形成的超厚电路板无需钻孔及电镀操作，降低了加工的复杂度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。
图1为现有技术中超厚电路板的金属孔的截面示意图。
图2为图1中的超厚电路板的结构示意图。
图3为图1中的超厚电路板的截面示意图。
图4为本发明实施例中的超厚电路板的外观示意图。
图5为图4中的超厚电路板的结构示意图。
图6为本发明实施例中的另一种超厚电路板的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本发明实施例公开了一种超厚电路板，所述超厚电路板由至少两块子电路板经过热压合形成，每一块子电路板通过连接器与外插的单板直接电连接。所述至少两块子电路板中，至少有一块子电路板单独承载高速信号，有一块或多块子电路板承载低速信号、或者承载低速信号和电源，从而保证高速信号的插损、干扰等指标。
所述至少两块子电路板经过至少两次热压合形成，为了避免热压合过程中破坏子电路板的接触面，从第一次热压合到最后一次热压合，压合时的温度和压力逐渐降低。下面以两次热压合为例进行说明。
每一块子电路板的边缘设置有毛边，毛边上设置有定位孔，所述定位孔用于热压合时定位所述子电路板。所述定位孔的形状是圆形，所述定位孔的数量至少是两个。
为保证高速信号的质量，承载高速新号的子电路板采用高性能板材，例如M6、M4、N4000等板材；而低速信号对板材质量的要求不高，承载低速信号或者电源的子电路板采用普通板材，例如FR4板材。由于高性能板材的价格是普通板材价格的2到4倍，因此，将高速信号与低速信号分开并集中在一块子电路板上能够降低成本。
如图4所示，本发明实施例中加工所述超厚电路板的步骤如下：
步骤1、在各子电路板的毛边上设置第一定位孔，第一定位孔用于保证各子电路板第一次热压合时定位精度，又能够控制涨缩方向，例如，第一定位孔设置为方形；为了防止第一定位孔在第一次热压合时被破坏，毛边上还需要设置几个圆形孔作为第二次压合时的第二定位孔。
步骤2、完成各子电路板的钻孔、电镀等操作，并保留各子电路板的毛边。
步骤3、利用第二定位孔将各子电路板定位后，进行第二次热压合，再去除毛边，从而加工出所述超厚电路板。
各子电路板之间没有内层连线，借助连接器彼此电连接并与外插单板电连接，因此，经过热压合形成的所述超厚电路板无需钻孔、电镀等操作，从而解决了厚径比较高时无法钻孔和电镀的技术问题。承载高速信号的子电路板通常位于承载低速信号的子电路板的底层或者中间位置，因此，为了让连接器与承载高速信号的子电路板直接电连接，需要在承载低速信号的子电路板上铣槽，槽用于容纳连接器。
所述连接器通常选用高密度连接器，为防止倒针(bend pin)等问题，连接器的定位精度要求达到0.1毫米。
如图5所示，同一块子电路板上设置有高速连接器、低速连接器和电源连接器。高速连接器与高速子电路板直接相连，低速连接器和电源连接器连接到低速子电路板。为了保证连接器的定位精度，例如高速连接器与低速连接器之间的位置误差小于0.1毫米，采用两步热压合的方式能够保证这种精度，而且超厚电路板结合度好，不会因热胀冷缩等原因增加连接器之间位置偏差。
如图6的超厚电路板，承载高速信号的子电路板位于中间，前后两面各有一块承载低速信号或者电源的子电路板，所述三块子电路板经过两次热压合形成所述超厚电路板。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种超厚电路板，其特征在于，所述超厚电路板由至少两块子电路板经过热压合形成，每一块子电路板通过连接器与外插的单板直接电连接；所述至少两块子电路板中，有一块子电路板单独承载高速信号，有一块或多块子电路板承载低速信号、或者承载低速信号和电源。
2.根据权利要求1所述的超厚电路板，其中，所述至少两块子电路板经过至少两次热压合形成，从第一次热压合到最后一次热压合，压合时的温度和压力逐渐降低。
3.根据权利要求1或者2所述的超厚电路板，其中，每一块子电路板的边缘设置有毛边，毛边上设置有定位孔，所述定位孔用于热压合时定位所述子电路板。
4.根据权利要求3所述的超厚电路板，其中，所述定位孔的形状是圆形，所述定位孔的数量至少是两个。
5.根据权利要求1或者2所述的超厚电路板，其中，承载高速新号的子电路板采用高性能板材，承载低速信号或者电源的子电路板采用普通板材。
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