CN102595778A - 一种多层印制电路板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供的多层印制电路板及其制造方法，涉及电子领域，能够避免因金属化孔所导致的影响信号传输性能的问题，该天馈印制电路板包括，至少两个贴合的芯板，所述芯板上方设置有天馈电路结构件，并且所述芯板上还设置有通孔，其特征在于，在所述通孔中嵌有金属柱，其中，所述金属柱的一端与所述芯板上方设置的天馈电路结构件的相应位置连接，另一端与所述芯板的相邻芯板上方设置的天馈电路结构件的相应位置连接，用于制造多层印制电路板。

Description

一种多层印制电路板及其制造方法
技术领域
本发明涉及电子领域，尤其涉及一种多层印制电路板及其制造方法。
背景技术
现在，制作天馈PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)普遍采用传统的印制电路板制作工艺，尤其是采用传统的聚四氟乙烯(Poly tetra fluoro ethylene ptfe，简写为PTFE)印制电路板。
天馈PCB电路中传输路径的导体粗糙度是影响天线无源交调(Passive Inter-Modulation，简写为PIM)的主要因素之一，所以内外层传输线均采用低粗糙度铜箔以提升PIM。传统PTFE多层板内层传输线通过金属化孔连接到表层，电流沿金属化孔壁内侧方向传输，但金属化孔孔壁的粗糙度会影响到天馈电路的PIM性能。
一方面，由于金属化孔制作工艺不可避免会带来孔粗及渗铜问题对PIM性能有较大影响；另一方面，金属化孔存在多余孔壁也会影响信号匹配。为解决上述问题，现有技术提供了一种采用焊接方式连通内层与外层线路的方法，但该方法所使用的焊锡会占用较大空间，并且由于焊接效率低，不适合批量生产。
发明内容
本发明的实施例提供一种多层印制电路板及其制造方法，能够避免因金属化孔所导致的影响信号传输性能的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供一种多层印制电路板，包括：
至少两层贴合的芯板，所述芯板上设置有线路结构件，且所述芯板上还设置有通孔，该多层印制电路板还包括：
所述芯板的通孔中嵌有金属柱；
所述金属柱的一端与本层芯板上设置的第一线路结构件的相应位置连接，所述金属柱的另一端与相邻层芯板上设置的第二线路结构件的相应位置连接。
一方面，提供一种多层印制电路板的制造方法，包括：
在制得的芯板上设置通孔；
将制得的金属柱压入所述通孔中；
将制备有线路结构件的各层芯板压合，使得所述金属柱的一端与本层芯板上设置的第一线路结构件的相应位置连接，所述金属柱的另一端与相邻层芯板上设置的第二线路结构件的相应位置连接。
一方面，提供一种多层印制电路板的制造方法，包括：
在本层芯板的第一线线路结构件上，形成用于与相邻层芯板的第二线路结构件相连接的垂直于所述第一线路结构件的金属柱；
若所述金属柱中有指向本层芯板的，则在本层芯板上的对应位置处设置通孔；和/或，若所述金属柱中有指向相邻层芯板的，则在相邻层芯板上的对应位置处设置通孔；
将制备有线路结构件的各层芯板压合，使得所述金属柱的一端与本层芯板上设置的第一线路结构件的相应位置连接，所述金属柱的另一端与相邻层芯板上设置的第二线路结构件的相应位置连接。
本发明实施例提供的多层印制电路板及其制造方法，通过使用金属柱连接相邻芯板上的线路结构件，与现有技术通过设置金属化孔连接相邻芯板上的线路结构件相比，避免了由于金属化孔孔壁粗糙等导致的影响信号传输性能的问题。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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天馈印制电路板的结构示意图；
图2～图4为本发明实施例提供的一种天馈印制电路板的制造方法过程中的结构示意图；
图5～图8为本发明实施例提供的另一种天馈印制电路板的制造方法过程中的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
本发明实施例提供的多层印制电路板10，如图1所示，包括：至少两层贴合的芯板，本实施例中为芯板101和芯板102；芯板101上设置有第一线路结构件103；芯板102上设置有第二线路结构件104；且该芯板101、102上还设置有通孔106，该印制电路板10还包括：
在该通孔106中嵌有金属柱105，该金属柱105的一端与本层芯板101上设置的第一线路结构件103的相应位置连接，该金属柱105的另一端与相邻层芯板102上设置的第二线路结构件104的相应位置连接。这样，采用金属柱连接多层板内层传输线相较现有技术通过金属化孔连接，避免了金属化孔孔壁粗糙而带来影响信号传输性能的问题，同时也避免了由于金属化孔存在多余孔壁而影响信号匹配的问题。
具体的，该金属柱105的材料可以是铜或者铝或者其他金属材料。
优选的，该金属柱105的表面设有一层非磁性金属层，具体的，所谓非磁性金属是指除了钢铁，镍金属，部分不锈钢(马氏体或铁素体型：如404B，430、420、410等)金属外的其他金属均为非磁性金属，示例性的，可以采用金、银或锡等材料对金属柱105进行表面处理，这样可以有效改善导电接触阻抗，增进信号传输，从而可以保证信号传输的可靠性。
优选的，该金属柱105与该通孔接触的表面侧还可以设置有介质保护层，具体的，该介质保护层为塑料，油漆等，这样更有效的保护金属柱在长期使用过程中不会被氧化或腐蚀，进而，保证信号传输的可靠性。
本发明实施例提供的多层印制电路板，通过使用金属柱连接相邻芯板上的线路结构件，与现有技术通过设置金属化孔连接相邻芯板上的线路结构件相比，避免了由于金属化孔孔壁粗糙等导致的影响信号传输性能的问题。
本发明实施例提供的多层印制电路板的制造方法，如图2～图4所示，包括，
S201、在制得的芯板上设置通孔。
具体的，本发明实施例中在制得的芯板101、102上，对应本层芯板101上的第一线路结构件103与相邻层芯板102上的第二线路结构件104的连接位置处设置通孔106，如图2所示，其中，(a)为本层芯板并在该层芯板上设置了一个通孔106，(b)为相邻层芯板并在该相邻层芯板上设置了两个通孔106，示例性的，该芯板可以是热塑性树脂芯板，该通孔可以采用钻孔或铣孔的方法制作。
S202、将制得的金属柱压入该通孔中。
具体的，如图3所示，该金属柱105的材料可以是铜或者铝或者其他金属材料，并且该金属柱105可以通过压铸或机加工工艺形成，该压铸工艺为是铸造液态模锻的一种方法，压铸模锻工艺是一种在专用的压铸模锻机上完成的工艺，它的基本工艺过程是：金属液先低速或高速铸造充型进模具的型腔内，模具有活动的型腔面，它随着金属液的冷却过程加压锻造，既消除毛坯的缩孔缩松缺陷，也使毛坯的内部组织达到锻态的破碎晶粒。毛坯的综合机械性能得到显著的提高。该机加工是机械加工的简称，是指通过加工机械精确去除材料的加工工艺。
优选的，该金属柱105的表面设有一层非磁性金属层，具体的，所谓非磁性金属是指除了钢铁，镍金属，部分不锈钢(马氏体或铁素体型：如404B，430、420、410等)金属外的其他金属均为非磁性金属，示例性的，可以采用金、银或锡等材料对金属柱105进行表面处理，这样可以有效改善导电接触阻抗，增进信号传输，从而可以保证信号传输的可靠性，在该金属柱105表面设置非磁性金属层可以采用现有技术，在此不再赘述。
优选的，该金属柱105与该通孔接触的表面设置有介质保护层，该介质保护层具体可以是塑料，油漆等，示例性的，该金属柱的结构类似于同轴线。
需要说明的是，可以通过手动或者自动贴片机的方式将金属柱105压入通孔106中，并且在金属柱105压入通孔106中后，该金属柱105需要和该通孔106有一定的保持力，以避免金属柱105掉落。
S203、将制备有线路结构件的各层芯板压合，使得该金属柱的一端与本层芯板上设置的第一线路结构件的相应位置连接，该金属柱的另一端与相邻芯板上设置的第二线路结构件的相应位置连接。
具体的，在本实施例中如图4所示，将相邻芯板101、102进行压合，以形成如图1所示的多层印制电路板，其中本层芯板101上的第一线路结构件103、相邻层芯板102上的第二线路结构件104通过金属柱105连接。
进一步的，在芯板上通过刻蚀形成该线路结构件可以是在压入金属柱之前形成，也可以是在压入金属柱之后形成。
示例性的，该线路结构件可以是天馈线路结构件，通过在芯板上嵌入金属柱连接相邻天馈线路结构件，这样，相邻天馈线路结构件之间的电流沿金属柱方向传输，相较于现有技术中电流通过金属化孔方向传输，避免了由于金属化孔孔壁粗糙而带来的影响信号匹配的问题，同时还提高了天馈电路的PIM性能。
优选的，依照本实施例提供的方法制作后，对于多层芯板需要进行压合，可以先对多个芯板进行排版，通过销钉等方式实现各个芯板的对位后再进行压合，这样防止了由于多层压合导致金属柱与线路结构件连接位置处出现错位的现象，具体的，对排版后的多个芯板可以利用高温压机进行压合，金属柱与其它层线路直接连接，铜柱外层可直接焊接，或者通过电镀与其它线路相连。
本发明实施例提供的多层印制电路板的制造方法，通过使用金属柱连接相邻芯板上的线路结构件，与现有技术通过设置金属化孔连接相邻芯板上的线路结构件相比，避免了由于金属化孔孔壁粗糙等导致的影响信号传输性能的问题，并且制造方法简单，非常适合批量生产。
本发明实施例提供的多层印制电路板的制造方法，如图5～图8所示，包括，
S501、在本层芯板的第一线路结构件上，形成用于与相邻芯板的第二线路结构件相连的垂直于该第一线路结构件的金属柱。
具体的，可以通过模具冲压或激光切割等方式制得带有金属柱的线路结构件，该线路结构件和金属柱的材料为铜或者铝等其他金属，示例性的，如图5所示，该在本层芯板101上的第一线路结构件103的结构俯视图如图5(a)所示，侧视图如图5(b)所示，其中，金属柱为105。
优选的，该金属柱105的表面设有一层非磁性金属层，具体的，所谓非磁性金属是指除了钢铁，镍金属，部分不锈钢(马氏体或铁素体型：如404B，430、420、410等)金属外的其他金属均为非磁性金属，示例性的，可以采用金、银或锡等材料对金属柱105进行表面处理，这样可以有效改善导电接触阻抗，增进信号传输，从而可以保证信号传输的可靠性，在该金属柱105表面设置非磁性金属层可以采用现有技术，在此不再赘述。
优选的，该金属柱与该通孔接触的表面设置有介质保护层，该介质保护层具体可以是塑料，油漆等，示例性的，该金属柱的结构类似于同轴线。
S502、若该金属柱中有指向本层芯板的，则在本层芯板上的对应位置处设置通孔；和/或，若该金属柱中有指向相邻层芯板的，则在相邻层芯板上的对应位置处设置通孔。
具体的，若在第一线路结构件103上的金属柱105中有指向本层芯板101的，则在本层芯板上对应位置处设置通孔106，如图6；
若在第一线路结构件103上的金属柱105中有指向相邻层芯板的，则在相邻层芯板上的对应位置处设置通孔106，如图7；
若在第一线路结构件103上的金属柱105中既有指向相邻层芯板102的又有指向本层芯板101的，则在相邻层芯板和本层芯板上的对应位置都处设置通孔106，如图8所示；
示例性的，该芯板可以是热塑性树脂芯板，该通孔可以采用钻孔或铣孔的方法制作。
S503、将制备有线路结构件的各层芯板压合，使得该金属柱的一端与本层芯板上设置的第一线路结构件的相应位置连接，该金属柱的另一端与相邻层芯板上设置的第二线路结构件的相应位置连接。
具体的，将制得的线路结构件设置在芯板上后，对各层芯板进行压合，以形成如图1所示的多层印制电路板，其中，该金属柱对应压入通孔中，以实现该金属柱的一端与本层上设置的第一线路结构件的相应位置连接，该金属柱的另一端与相邻层芯板上设置的第二线路结构件的相应位置连接。
示例性的，该线路结构件可以是天馈线路结构件，通过在芯板上嵌入金属柱连接相邻天馈线路结构件，这样，相邻天馈线路结构件之间的电流沿金属柱方向传输，相较于现有技术中电流通过金属化孔方向传输，避免了由于金属化孔孔壁粗糙而带来的影响信号匹配的问题，同时还提高了天馈电路的PIM性能。
优选的，依照本实施例提供的方法制作后，对于多层芯板需要进行压合，可以先对多个芯板进行排版，通过销钉等方式实现各个芯板的对位后再进行压合，这样防止了由于多层压合导致金属柱与线路结构件连接位置处出现错位的现象，具体的，对排版后的多个芯板可以利用高温压机进行压合，金属柱与其它层线路直接连接，铜柱外层可直接焊接，或者通过电镀与其它线路相连。
需要说明的是，在排版过程中，可以使用薄芯板或半固化片填充线路结构件的高度，以使得金属柱与线路结构件的相应位置连接，并且还可以用树脂填充金属柱与通孔之间的间隙，从而避免在后续制造过程中金属柱与线路结构件连接位置处出现错位现象。
本发明实施例提供的多层印制电路板的制造方法，通过使用金属柱连接相邻芯板上的线路结构件，与现有技术通过设置金属化孔连接相邻芯板上的线路结构件相比，避免了由于金属化孔孔壁粗糙等导致的影响信号传输性能的问题，并且制造方法简单，非常适合批量生产。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种多层印制电路板，包括至少两层贴合的芯板，所述芯板上设置有线路结构件，且所述芯板上还设置有通孔，其特征在于：
所述芯板的通孔中嵌有金属柱；
所述金属柱的一端与本层芯板上设置的第一线路结构件的相应位置连接，所述金属柱的另一端与相邻层芯板上设置的第二线路结构件的相应位置连接。
2.根据权利要求1所述的多层印制电路板，其特征在于，所述金属柱表面具有非磁性金属层。
3.根据权利要求1或2所述的多层印制电路板，其特征在于，所述金属柱与所述通孔接触的表面侧设置有介质保护层。
4.一种多层印制电路板的制造方法，其特征在于，包括：
在制得的芯板上设置通孔；
将制得的金属柱压入所述通孔中；
将制备有线路结构件的各层芯板压合，使得所述金属柱的一端与本层芯板上设置的第一线路结构件的相应位置连接，所述金属柱的另一端与相邻层芯板上设置的第二线路结构件的相应位置连接。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述金属柱表面具有非磁性金属层。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述金属柱与所述通孔接触的表面侧设置有介质保护层。
7.根据权利要求4～6任一所述的方法，其特征在于，所述金属柱的材料为铜或者铝。
8.一种多层印制电路板的制造方法，其特征在于，包括，
在本层芯板的第一线路结构件上，形成用于与相邻层芯板的第二线路结构件相连接的垂直于所述第一线路结构件的金属柱；
若所述金属柱中有指向本层芯板的，则在本层芯板上的对应位置处设置通孔；和/或，若所述金属柱中有指向相邻层芯板的，则在相邻层芯板上的对应位置处设置通孔；
将制备有线路结构件的各层芯板压合，使得所述金属柱的一端与本层芯板上设置的第一线路结构件的相应位置连接，所述金属柱的另一端与相邻层芯板上设置的第二线路结构件的相应位置连接。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述金属柱表面具有非磁性金属层。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述金属柱与所述通孔接触的表面侧设置有介质保护层。
11.根据权利要求8～10任一所述的方法，其特征在于，所述金属柱的材料为铜或者铝。
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