CN103828492B - 用于制造用于印刷电路板的z取向的部件的连续挤压工艺 - Google Patents

Abstract

根据一个示例性实施方案的用于制造用于插入到印刷电路板中的安装孔中的Z取向的部件的方法包括根据Z取向的部件的结构同时地挤压多种材料以形成已挤压的物体以及由已挤压的物体形成Z取向的部件。在一个实施方案中，已挤压的物体被分割为分别的Z取向的部件。在一个实施方案中，在所述材料中的一种的预确定的节段之间的挤压的计时被变化以交错已挤压的物体中的所述节段。

Description

用于制造用于印刷电路板的Z取向的部件的连续挤压工艺

技术领域

本发明大体上涉及用于制造印刷电路板部件的工艺并且更具体地涉及用于制造用于印刷电路板的Z取向的部件(Z-directed component)的连续挤压工艺。

背景技术

以下的共同待审的美国专利申请被转让于本申请的受让人，这些美国专利申请描述了各种意图被内嵌或插入印刷电路板(“PCB”)中的“Z取向的”部件：名称为“Z-DirectedComponents for Printed Circuit Boards”的第12/508,131号，名称为“Z-DirectedPass-Through Components for Printed Circuit Boards”的第12/508,145号，名称为“Z-Directed Capacitor Components for Printed Circuit Boards”的第12/508,158号，名称为“Z-Directed Delay Line Components for Printed Circuit Boards”的第12/508,188号，名称为“Z-Directed Filter Components for Printed Circuit Boards”的第12/508,199号，名称为“Z-Directed Ferrite Bead Components for Printed CircuitBoards”的第12/508,204号，名称为“Z-Directed Switch Components for PrintedCircuit Boards”的第12/508,215号，名称为“Z-Directed Connector Components forPrinted Circuit Boards”的第12/508,236号，以及名称为“Z-Directed Variable ValueComponents for Printed Circuit Boards”的第12/508,248号。

随着用于印刷电路板的部件的密度已经增加并且更高的操作频率被使用，某些电路的设计已经成为非常难以实现的。在上文的专利申请中描述的Z取向的部件被设计以改进部件密度和操作频率。Z取向的部件占据PCB的表面上的更少的空间，并且对于高频电路，例如大于1GHz的时钟速率，允许更高的操作频率。上文的专利申请描述了各种类型的Z取向的部件，包括但不限于电容器、延迟线、晶体管、开关和连接器。允许这些部件以商业规模批量生产的工艺被期望。

发明内容

根据一个示例性实施方案的用于制造用于插入到印刷电路板中的安装孔中的Z取向的部件的方法包括根据Z取向的部件的结构同时地挤压多种材料以形成已挤压的物体以及由已挤压的物体形成Z取向的部件。

根据另一个示例性实施方案的用于制造每个用于插入到印刷电路板中的分别的安装孔中的多个Z取向的部件的方法包括根据Z取向的部件的结构在纵长方向(lengthwisedirection)连续地挤压多种材料以形成已挤压的物体。已挤压的物体被分割为分别的Z取向的部件并且每个Z取向的部件被固化。

根据另一个示例性实施方案的用于制造用于插入到印刷电路板中的安装孔中的Z取向的部件的方法包括根据Z取向的部件的结构同时地挤压多种材料以形成已挤压的物体。在材料中的一种的预确定的节段之间的挤压的计时被变化以交错已挤压的物体中的节段。Z取向的部件由已挤压的物体形成。

附图说明

各种实施方案的上文提到的和其他的特征和优点以及获得它们的方式将通过参照附图成为更明显的并且将被更好地理解。

图1是根据一个示例性实施方案的Z取向的部件的透视图。

图2是在图1中示出的Z取向的部件的透明透视图，图示了Z取向的部件的元件的内部排列。

图3A-3F是示出了各种用于Z取向的部件的主体的示例性形状的透视图。

图4A-4C是示出了各种用于Z取向的部件的示例性侧部通道配置的透视图。

图5A-5H是示出了各种用于Z取向的部件的主体的示例性通道配置的透视图。

图6A是根据一个示例性实施方案的具有用于连接于PCB的内部层的O形环并且具有带有包含相似的和/或不相似的材料的区的主体的Z取向的部件的透视图。

图6B是在图6A中示出的Z取向的部件的俯视平面图。

图6C是在图6A中示出的Z取向的部件的示意性的侧视正视图。

图7是各种可以被与传导性通道串联地设置在Z取向的部件的主体内的示例性元件或电子部件的示意性的图示。

图8是根据一个示例性实施方案的被齐平安装在PCB中的Z取向的部件的示意性的横截面图，示出了向Z取向的部件的传导性迹线和连接部。

图9是在图8中示出的Z取向的部件和PCB的俯视平面图。

图10是根据一个示例性实施方案的被齐平安装在PCB中的Z取向的部件的示意性的横截面图，示出了用于Z取向的部件的接地环路，其中Z取向的部件还具有在其主体内的去耦电容器。

图11是根据一个示例性实施方案的被齐平安装在PCB中的Z取向的部件的示意性的横截面图，示出了用于把信号迹线(signal trace)从PCB的一个内部层转移至该PCB的另一个内部层的Z取向的部件。

图12是根据一个示例性实施方案的具有半圆柱形片材的Z取向的电容器的透视图。

图13是根据一个示例性实施方案的具有已堆叠的圆盘的Z取向的电容器的另一个实施方案的分解图。

图14是根据一个示例性实施方案的用于形成Z取向的部件的挤压模具的示意图。

图15是在图14中示出的挤压模具的横截面图，示出了在其中的多个通道。

图16是根据一个示例性实施方案的用于把由在图14中示出的挤压模具形成的已挤压的物体分割为分别的Z取向的部件的一系列刀刃的透视图。

图17是由在图14中示出的挤压模具形成的Z取向的电容器的俯视平面图。

图18是根据另一个示例性实施方案的Z取向的电容器的俯视平面图。

图19是根据一个示例性实施方案的具有纵长地延伸经过零件的一对径向传导性迹线的Z取向的电容器的透视图。

图20是根据一个示例性实施方案的具有被施用于其的顶部表面的薄膜绝缘体和被施用在薄膜绝缘体的顶部上的传导性迹线的Z取向的电容器的透视图。

图21是根据一个示例性实施方案的用于形成Z取向的传输线或延迟线的挤压模具的横截面图。

图22是由在图21中示出的挤压模具形成的Z取向的差动传输线的俯视平面图。

图23A是根据一个示例性实施方案的具有从其内表面延伸的成螺旋形的突出部的螺旋工具的透视图。

图23B是在图23A中示出的螺旋工具的剖视图，进一步图示了成螺旋形的突出部中的一个。

图24是根据一个示例性实施方案的用于形成Z取向的电阻器的挤压模具的横截面图。

图25是由在图24中示出的挤压模具形成的Z取向的电阻器的俯视平面图。

图26是根据一个示例性实施方案的用于形成Z取向的交流板电容器(alternatingplate capacitor)的挤压模具的透视图。

图27是在图26中示出的挤压模具的透视图，示意性地描绘了用于把材料传送至挤压模具的传送系统。

图28是由在图26和27中示出的挤压模具形成的Z取向的交流板电容器的透明透视图。

图29A是根据一个示例性实施方案的具有在其端部上形成的圆顶的Z取向的部件的透视图。

图29B是根据一个示例性实施方案的具有被倒角的端部的Z取向的部件的透视图。

图30是根据一个示例性实施方案的用于形成Z取向的部件的端部中的锥形的塞子的透视图。

图31是根据一个示例性实施方案的PCB的底部表面的透视图，PCB具有被施用于其的与被插入到PCB中的安装孔中的Z取向的部件的侧部表面接触的粘合剂。

图32A是根据一个示例性实施方案的被插入PCB中的安装孔中的Z取向的部件的透视图，Z取向的部件具有被施用于其侧部表面的传导性长条。

图32B是在图32A中示出的Z取向的部件和PCB的侧视剖视图。

具体实施方式

下文的描述和附图足以使本领域的技术人员能够实践本发明地例证了实施方案。将理解，本公开内容不限于在下文的描述中提出的或在附图中图示的部件的构造和排列的细节。本发明能够具有其他的实施方案并且能够以各种方式实践或能够以各种方式实施。例如，其他的实施方案可以结合结构的、时间的、电的、工艺的和其他的改变。实施例仅典型化可能的变化形式。分别的部件和功能是可选择的，除非被明确地要求，并且操作的序列可以变化。某些实施方案的部分和特征可以被包括在其他的实施方案的部分和特征中或被其他的实施方案的部分和特征代替。本申请的范围包括所附的权利要求和所有的可用的等效物。下文的描述因此不被以受限制的意义取得并且本发明的范围由所附的权利要求限定。

此外，将理解，本文使用的措辞和术语是用于描述的目的并且不应当被认为是限制性的。“包括”、“包含”或“具有”和其变化形式在本文中的使用意指包括在其后列出的条目和其等效物以及另外的条目。除非另有限制，否则术语“连接”、“耦合”和“安装”和其变化形式在本文中被宽泛地使用并且包括直接的和间接的连接、耦合和安装。此外，术语“连接”和“耦合”和其变化形式不限于物理的或机械的连接或耦合。

Z取向的部件的综述

X-Y-Z参照系在本文中被使用。X轴和Y轴描述被印刷电路板的面界定的平面。Z轴描述垂直于电路板的平面的方向。PCB的顶部表面具有零Z值。具有负的Z方向值的部件指示该部件被插入PCB的顶部表面中。这样的部件可以高于(延伸超过)、齐平、或被凹陷至低于PCB的顶部表面和/或底部表面。具有正的和负的Z方向值二者的部件指示该部件被部分地插入PCB的表面中。Z取向的部件意图被插入印刷电路板中的孔或凹陷部中。取决于部件的形状和长度，多于一个Z取向的部件可以被插入PCB中的单一的安装孔中，例如被堆叠在一起或被并排地定位。孔可以是通孔(从顶部表面经过至底部表面的孔)、盲孔(经过顶部表面或底部表面向PCB的内部部分或内部层中的开口或凹陷部)或内部空腔使得Z取向的部件被内嵌在PCB内。

对于具有在两个外部层上的传导性迹线的PCB，一个外部层被称为顶部表面并且另一个被称为底部表面。如果仅一个外部层具有传导性迹线，那么该外部表面被称为顶部表面。Z取向的部件被称为具有顶部表面、底部表面和侧部表面。对Z取向的部件的顶部表面和底部表面的指代依从于用于指代PCB的顶部表面和底部表面的惯例。Z取向的部件的侧部表面在PCB的顶部表面和底部表面之间延伸并且将毗邻于PCB中的安装孔的壁，其中安装孔垂直于PCB的面。顶部、底部和侧部的这种使用不应当被视为限制Z取向的部件可以如何被安装入PCB中。虽然部件在本文中被描述为被在Z方向安装，但是这不意指这样的部件被限于被仅沿着Z轴插入PCB中。Z取向的部件可以被从顶部表面或底部表面或两个表面二者法向于PCB的平面地安装，以与其成一定角度安装或，取决于PCB的厚度和Z取向的部件的尺寸而在PCB的顶部表面和底部表面之间插入PCB的边缘中。此外，Z取向的部件可以被插入PCB的边缘中，即使Z取向的部件比PCB的高度宽，只要Z取向的部件被保持就位。

Z取向的部件可以由在电子部件中普遍地使用的材料的各种组合制造。信号连接路径由导体制造，导体是具有高传导性的材料。除非另有指示，否则在本文中对传导性的指代是指导电性。传导材料包括但不限于铜、金、铝、银、锡、铅和许多其他的材料。Z取向的部件可以具有需要通过使用具有低传导性的绝缘体材料例如塑料、玻璃、FR4(环氧物和玻璃纤维)、空气、云母、陶瓷和其他的材料而与其他的区域绝缘的区域。电容器典型地由被具有高电容率(介电常数)的绝缘体材料分隔的两个传导板制造。电容率是显示把电场储存在诸如陶瓷、云母、钽和其他的材料的材料中的能力的参数。被构建为电阻器的Z取向的部件需要具有在导体和绝缘体之间的具有有限的量的电阻率的性质的材料，该电阻率是电导率的倒数。诸如碳、掺杂半导体、镍铬合金、锡氧化物和其他的材料的材料由于它们的电阻性性质而被使用。电感器典型地由线卷或被围绕具有高磁导率的材料包裹的导体制造。磁导率是显示把磁场储存在可以包括铁和合金例如镍-锌、锰-锌、镍-铁和其他的材料的材料中的能力的参数。晶体管例如场效应晶体管(“FET”)是由以非线性的方式表现并且由硅、锗、砷化镓和其他的材料制造的半导体制造的电子器件。

在本申请全文中，具有可互换地讨论不同的材料、材料的性质或术语的指代，如目前在材料科学和电部件设计的领域中使用的。因为在Z取向的部件可以如何被采用以及可以被使用的材料的数量中的灵活性，还设想，Z取向的部件可以由迄今尚未被发现或创造的材料构建。Z取向的部件的主体将通常包含绝缘体材料，除非为了Z取向的部件的特别的设计而在说明书中另有声明。该材料可以拥有期望的电容率，例如电容器的主体将典型地包含具有相对高的介电常数的绝缘体材料。

使用Z取向的部件的PCB可以被构建为具有单一的传导性层或多重的传导性层，如已知的。PCB可以具有在仅顶部表面上的、在仅底部表面上的或在顶部表面和底部表面二者上的传导性迹线。此外，一个或多个中间的内部传导性迹线层也可以在PCB中存在。

在Z取向的部件和在PCB内部或在PCB上的迹线之间的连接可以通过本领域中已知的锡焊技术、筛选技术(screening technique)、挤压技术或镀层技术实现。取决于应用，焊膏和导电粘合剂可以被使用。在某些配置中，压缩性的传导性构件可以用于把Z取向的部件与在PCB上发现的传导性迹线互相连接。

Z取向的部件的最一般的形式包括具有顶部表面、底部表面和侧部表面、可插入PCB内的具有给定的深度D的安装孔中的横截面形状的主体，其中主体的一部分包含绝缘体材料。在本文中对于Z取向的部件描述的所有的实施方案都基于该一般的形式。

图1和2示出了Z取向的部件的实施方案。在本实施方案中，Z取向的部件10包括具有顶部表面12t、底部表面12b、侧部表面12s和大体上相应于安装孔的深度D的长度L的大体上圆柱形的主体12。长度L可以小于、等于或大于深度D。在前两个情况下，Z取向的部件10将在一种情况下在PCB的顶部表面和底部表面中的至少一个下方并且在另一种情况下其可以与PCB的两个表面齐平。如果长度L大于深度D，那么Z取向的部件10将不被与PCB的顶部表面和底部表面中的至少一个齐平安装。然而，使用这种非齐平安装，Z取向的部件10将能够被用于与另一个部件或被定位在附近的另一个PCB互相连接。安装孔典型地是在PCB的顶部表面和底部表面之间延伸的通孔，但是其也可以是盲孔。当被凹陷至PCB的表面下方时，可能在PCB的孔中需要另外的抵抗区域以防止镀层围绕孔的整个的周向区域。

以一种形式的Z取向的部件10可以具有至少一个延伸经过主体12的长度的传导性通道14。在传导性通道14的顶部端部和底部端部14t和14b，顶部传导性迹线和底部传导性迹线16t、16b被设置在主体12的顶部端部表面和底部端部表面12t、12b上并且从传导性通道14的分别的端部延伸至Z取向的部件10的边缘。在本实施方案中，主体12包含绝缘体材料。取决于其的功能，Z取向的部件10的主体12可以由具有不同的性质的多种材料制造。这些性质包括是传导性的、电阻性的、磁性的、介电的或半传导性的或性质的各种组合，如本文描述的。具有该性质的材料的实例分别地是铜、碳、铁、陶瓷或硅。Z取向的部件10的主体12也可以包括为了操作电路所需要的许多不同的网络，其将在下文被讨论。

一个或多个纵向地延伸的通道或井可以被设置在Z取向的部件10的主体12的侧部表面上。通道可以从主体12的顶部表面和底部表面中的一个朝向相反的表面延伸。如图示的，两个凹形的侧部井或通道18和20被设置在Z取向的部件10的外表面中，沿主体12的长度延伸。当被镀层或锡焊时，这些通道允许通过PCB向Z取向的部件10的电连接以及向PCB内的内部传导性层的电连接被制造。侧部通道18或20的长度可以延伸小于主体12的整个长度。

图2示出了与图1中的相同的部件，但是其中所有的表面都是透明的。传导性通道14被示出作为延伸经过Z取向的部件10的中心的圆柱体。其他的形状也可以被用于传导性通道14。迹线16t和16b可以被看到分别地从传导性通道14的端部14t和14b延伸至主体12的边缘。虽然迹线16t和16b被示出为与彼此对准(零度间隔开)，但是这不是一个要求并且它们可以如为了具体的设计所需要的而被定位。例如，迹线16t和16b可以被180度间隔开或90度间隔开或任何其他的增量。

Z取向的部件的主体的形状可以是任何可以装配入PCB中的安装孔中的形状。图3A-3F图示了对于Z取向的部件可能的主体形状。图3A示出了三角形横截面的主体40；图3B示出了矩形横截面的主体42；图3C示出了截头锥形的主体44；图3D示出了卵形的横截面的圆柱形的主体46；并且图3E示出了圆柱形的主体48。图3F示出了阶梯状的圆柱形的主体50，其中一个部分52具有比另一个部分54大的直径。使用这种排列，Z取向的部件可以被安装在PCB的表面上，同时具有被插入被设置在PCB中的安装孔中的节段。Z取向的部件的边缘可以被成斜面以帮助对准Z取向的部件以用于向PCB中的安装孔中的插入。其他的形状和所图示的那些的组合也可以被用于Z取向的部件，如期望的。

对于Z取向的部件，用于镀层的通道可以具有各种横截面形状和长度。唯一的要求是镀层或锡焊材料作出向Z取向的部件以及在PCB内部或在PCB上的相应的传导性迹线的合适的连接。侧部通道18或20可以具有例如V形状的、C形状的或U形状的横截面、半圆形的或椭圆形的横截面。如果多于一个通道被提供，那么每个通道可以具有相同的或不同的横截面形状。图4A-4C图示了三个侧部通道形状。在图4A中，V形状的侧部通道60被示出。在图4B中，U形状的或C形状的侧部通道62被示出。在图4C中，波状的或不规则的横截面的侧部通道形状65被示出。

PCB中的层的数量从是单侧的至是超过22层变化并且可以具有范围从小于0.051英寸至超过0.093英寸或更多的不同的总体厚度。如果齐平安装被期望，那么Z取向的部件的长度将取决于其意图被插入其中的PCB的厚度。Z取向的部件的长度也可以取决于工艺的意图的功能和公差而变化。优选的长度将是其中Z取向的部件与表面齐平或延伸至略微地超出PCB的表面。这将防止镀层溶液围绕PCB孔的内部完全地镀层，其可以在某些情况下导致短路。可能的是，加入围绕PCB孔的内部的抵抗材料以仅允许在期望的区域中的镀层。然而，具有某些其中期望的是在Z取向的部件上方和下方围绕PCB孔的内部完全地镀层的情况。例如，如果PCB的顶部层是V_CC平面并且底部层是GND平面，那么去耦电容器将具有较低的阻抗，如果连接部使用更大的体积的铜作出连接的话。

具有许多可以被加入Z取向的部件中以创造不同的机械的和电的特性的特征。通道或导体的数量可以从零至任何可以保持足以取得插入的压力、镀层、制造工艺和PCB在其意图的环境中的操作的强度的数量变化。Z取向的部件的外表面可以具有把其胶接就位的覆层。凸缘或径向突出部也可以被用于防止Z取向的部件向安装孔中过度的或不足的插入，特别是如果安装孔是通孔的话。表面包覆材料也可以被用于促进或妨碍镀层或锡焊材料的迁移。各种定位特征或取向特征可以被提供，例如凹陷部或突出部，或在Z取向的部件的端部表面上的可见的或磁性的指示物。此外，连接特征例如传导性垫、弹簧加载型的探针或甚至简单的弹簧可以被包括以把另外的电连接(例如机架接地)点加入PCB中。

Z取向的部件可以具有多种作用，取决于为了作出向PCB的连接所需要的端口或终端的数量。某些可能性在图5A-H中示出。图5A是被配置为0端口设备70A的Z取向的部件，0端口设备70A被作为塞子使用使得如果过滤器或部件是可选择的那么塞子阻止孔被镀层。在PCB已经被制造之后，0端口设备70A可以被移除并且另一个Z取向的部件可以被插入，镀层并且连接于电路。图5B-5H图示了各种对于多终端器件例如电阻器、二极管、晶体管和/或时钟电路有用的配置。图5B示出了1端口或单信号Z取向的部件70B，其具有通过部件的中央部分连接于顶部传导性迹线和底部传导性迹线72t、72b的传导性通道71。图5C示出了1端口1通道Z取向的部件70C，其中除穿过部件的传导性通道71之外设置了一个已镀层的侧部井或通道73，其被连接于顶部传导性迹线和底部传导性迹线72t和72b。图5D示出了Z取向的部件70D，除穿过部件的传导性通道71之外，该Z取向的部件70D具有两个侧部井73和75，其被连接于顶部迹线和底部迹线72t、72b。图5E的Z取向的部件70E具有除穿过部件的传导性通道71之外的三个侧部井73、75和76，其被连接于顶部迹线和底部迹线72t、72b。图5F示出了Z取向的部件70F，其具有经过部件的两个传导性通道71和77并且没有侧部通道或井，每个传导性通道具有它们的分别的顶部迹线和底部迹线72t、72b和78t、78b。Z取向的部件70F是主要地用于差分信号的双信号器件。图5G示出了Z取向的部件70G，其具有一个侧部井73和两个传导性通道71和77，两个传导性通道71和77每个具有它们的分别的顶部迹线和底部迹线72t、72b和78t、78b。图5H示出了Z取向的部件70H，其具有一个具有顶部迹线和底部迹线72t、72b的传导性通道71以及从顶部表面沿着侧部表面的一部分延伸的盲井或部分井78，盲井或部分井78将允许镀层材料或焊料在给定的深度停止。对于本领域的技术人员来说，井和信号的数量仅被空间、所需要的井或通道大小限制。

图6A-C图示了另一个用于利用O形环以用于在具有顶部和底部传导性层和至少一个内部传导性层的PCB中使用的Z取向的部件的配置。Z取向的部件150被示出为在其的顶部表面150t上具有定位特征152和在传导性通道156和主体150d的在其顶部表面150t上的边缘之间延伸的传导性顶部迹线154t。传导性底部迹线(未示出)被设置在底部表面上。传导性通道156延伸经过主体150d的一部分，如上文描述的。至少一个半圆形的通道或沟槽(grove)位于主体150d的侧部表面150s上。如示出的，一对轴向地间隔开的周向通道158a、158b被设置为具有分别地被布置在通道158a、158b内的O形环160a、160b。O形环160a、160b的一部分向外延伸超出主体150d的侧部表面150s。O形环160a、160b将被定位为毗邻于PCB的内部层中的一个或多个以作出向被设置在用于Z取向的部件的安装孔中的该点的一个或多个迹线的电接触。取决于所采用的设计，O形环将不必须被设置为毗邻于每个内部层。

O形环160a、160b可以是传导性的或非传导性的，取决于它们在其中被使用的电路的设计。O形环160a、160b优选地将是压缩性的，帮助把Z取向的部件150固定在安装孔内。主体150d的在O形环160a、160b中间的区162可以包含与主体150d的在O形环的外侧的区164和166不同的材料。例如，如果区162的材料是电阻性材料并且O形环160a、160b是传导性的，那么与O形环160a、160b接触的内部电路板迹线经历电阻性负载。

区164和166也可以包含具有彼此不同和与区162不同的性质的材料。例如，区164可以是电阻性的，区162可以是电容性的并且区166可以是电感性的。这些区中的每个可以电连接于PCB的邻接的层。此外，传导性通道156和迹线154t、154b不需要被提供。所以对于所图示的构造来说，在PCB的顶部层和从顶部的第一内部层之间，电阻性元件可以在区164中存在，在第一内部层和第二内部层之间的电容性元件可以在区162中存在并且在第二内部层和PCB的底部层之间的电感性元件可以在区166中存在。据此，对于被从接触传导性O形环160a的内部迹线传输至接触传导性O形环160b的第二内部迹线的信号来说，该信号将经历电感负载。用于区162、164、166的材料可以具有选自包括传导性的、电阻性的、磁性的、介电的、电容性的或半传导性的和其组合的组的性质。该设计可以被扩展至具有比所描述的电路板少的或多的内部层的电路板，而不偏离本发明的精神。

此外，区162、164、166可以具有被如本文描述的内嵌在其中并且连接的电子部件167、169、171。此外，如对于部件171图示的，部件可以被在Z取向的部件的主体内的一个或多个区内发现。从被内嵌的部件至O形环160a、160b的内部连接部可以被提供。可选择地，从被内嵌的部件至被设置在侧部表面150s上的可镀层的垫的内部连接部可以被提供。

对于Z取向的部件讨论的各种实施方案和特征意指是例证性的并且不是限制性的。Z取向的部件可以由执行网络功能的大块材料制造或可以具有被内嵌入其主体中的其他零件。Z取向的部件可以是多终端设备并且因此可以被用于执行多种功能，包括但不限于：传输线、延迟线、T过滤器、去耦电容器、电感器、共模扼流圈、电阻器、差分对经过器(differential pair pass through)、微分铁氧体磁珠(differential ferrite bead)、二极管或ESD保护设备(变阻器)。这些功能的组合可以被在一个部件内提供。

图7图示了各种用于Z取向的部件中的传导性通道的示例性配置。如示出的，通道90具有在端部中间的包含具有选自包括传导性的、电阻性的、磁性的、介电的、电容性的或半传导性的的性质和其组合的组的性质的材料的区92。这些材料形成多种部件。此外，部件可以被插入或内嵌在区92中，其中传导性通道的各部分从部件的终端延伸。电容器92a可以被设置在区92中。相似地，二极管92b、晶体管92c例如MOSFET 92d、齐纳二极管92e、电感器92f、电涌抑制器92g、电阻器92h、双向触发二极管92i、变容二极管92j和这些条目的组合是可以被设置在传导性通道90的区92中的材料的另外的实例。虽然区92被示出为是在传导性通道90内在中心，但是其不限于该地点。

对于多终端设备例如晶体管92c、MOSFET 92d、集成电路92k或变压器92l，传导性通道的一个部分可以在顶部表面迹线和设备的第一终端之间并且传导性通道的其他的部分可以在底部表面迹线和设备的第二终端之间。对于另外的设备终端，另外的导体可以被设置在Z取向的部件的主体中以允许向其余的终端的电连接或另外的传导性迹线可以被设置在Z取向的部件的主体内在另外的终端和Z取向的部件的主体的侧部表面上的通道之间，允许向外部传导性迹线的电连接。可以在Z取向的部件中使用各种向多终端设备的连接配置。

据此，本领域的技术人员将意识到，各种类型的Z取向的部件可以被利用，包括但不限于电容器、延迟线、晶体管、开关和连接器。例如，图8和9图示了被称为信号经由的用于把来自PCB的顶部表面的信号迹线传递至底部表面的Z取向的部件。

Z取向的信号经由部件

图8示出了PCB 200的沿着图9中的线8-8取的剖视图，PCB 200具有4个传导性平面或层，包括，从顶部至底部，接地(GND)平面或迹线202、电压供应平面V_CC 204、第二接地GND平面206和第三接地GND平面或迹线208，这些平面或迹线被非传导性材料例如被广泛地使用的，如本领域中已知的酚醛塑料例如FR4分隔。PCB 200可以被用于高频率信号。分别地在PCB 200的顶部表面和底部表面212和214上的分别的顶部和底部接地平面或迹线202和208被连接于引导直至Z取向的部件220的传导性迹线。具有在负的Z方向的深度D的安装孔216被设置在PCB 200中以用于Z取向的部件220的齐平安装。在此，深度D相应于PCB 200的厚度；然而，深度D可以小于PCB 200的厚度，创造在其中的盲孔。如图示的，安装孔216是在横截面上是圆形的通孔以适应Z取向的部件220，但是可以具有用于适应具有其他的主体配置的Z取向的部件的插入的横截面。换句话说，安装孔被控制大小，使得Z取向的部件是可插入其中的。例如，具有圆柱形的形状的Z取向的部件可以被插入正方形安装孔中并且反之亦然。在其中Z取向的部件不作出紧配合的情况下，抵抗材料将必须被加入部件和PCB的在其处铜镀层不被期望的区域中。

Z取向的部件220被图示为被相对于PCB 200的顶部表面212和底部表面214二者齐平安装的三通路部件(three lead component)。Z取向的部件220被图示为具有长度L的大体上圆柱形的主体222。中央传导性通道或通路224被图示为是圆柱形的，被示出为延伸主体222的长度。界定其他的两个通路的两个凹形的侧部井或通道226和228被设置在Z取向的部件220的侧部表面上，延伸主体222的长度。侧部通道226和228被镀层以作出从PCB 200的各种层向Z取向的部件220的电连接。如示出的，在PCB 100的层202、206和208上的接地平面迹线被电连接于侧部通道226和228。V_CC平面204不连接于Z取向的部件220，如被V_CC平面204和安装孔216的壁217之间的缝隙219示出的。

图9图示了在PCB 200中的Z取向的部件220的俯视图。三个传导性迹线250、252和254引导直至安装孔216的壁217的边缘。如图示的，迹线252作为待被从PCB 200的顶部表面212通过Z取向的部件220传递至PCB 200的底部表面214的高频率信号迹线起作用。传导性迹线250和254作为接地网起作用。中央通路或传导性通道224被顶部迹线245和镀层桥230电连接于PCB 200的顶部表面212上的迹线252。Z取向的部件220的顶部表面上的顶部迹线245从传导性通道224的顶部端部224t延伸至Z取向的部件220的边缘。虽然未示出，但是Z取向的部件220的底部侧部和PCB 200的底部表面214被以与在图12中图示的PCB 200的顶部表面212上示出的相似的迹线的排列配置。Z取向的部件220的底部表面上的底部迹线从传导性通道224的底部延伸至Z取向的部件220的边缘。镀层桥被用于作出在底部迹线和另一个被设置在PCB 200的底部表面上的高频率信号迹线之间的电连接。Z取向的部件的传输线阻抗可以通过控制导体大小和每个导体之间的距离而被调整以匹配PCB迹线阻抗，这改进PCB的高速度性能。

在镀层工艺期间，在安装孔216的壁217和侧部通道226和228之间形成的井256和258允许镀层材料或焊料从顶部表面212传递至把迹线250和254分别地与Z取向的部件220的分别的侧部通道226和228电地互相连接的底部表面214并且还传递至互相连接接地平面或迹线202、206和208的被设置在PCB 200的底部表面214上的被相似地定位的迹线。镀层为了图示结构的目的未被示出。在本实施方案中，V_CC平面204不连接于Z取向的部件220。

对于高频率信号速度的挑战中的一个是由信号迹线传输线阻抗改变导致的反射和不连续性。许多PCB布局试图把高频率信号保持在一个层上，这是因为被信号迹线路由经过PCB导致的这些不连续性。标准的经过PCB的通过必须被间隔某个间隔开的距离，这创造在信号通过和返回信号通过或接地通过之间的高的阻抗。如图8和9中图示的，Z取向的部件和返回接地或信号具有非常靠近的和受控的紧邻，这允许从PCB 200的顶部表面212至PCB200的底部表面214的实质上恒定的阻抗。

Z取向的信号经由部件也可以包括去耦电容器，该去耦电容器将允许信号的基准平面从接地平面(指定的GND)切换至电压供应平面(指定的V_CC)，而不具有高频率不连续性。图10示出了典型的4层PCB 300的横截面图，其中信号迹线302在顶部层304和底部层306之间转移。具有主体312的Z取向的部件310，相似于在图5D中示出的Z取向的部件，通过中央传导性通道314连接信号迹线302。Z取向的部件310还包括沿着主体312的侧部表面312s延伸的已镀层的侧部通道316和318。传导性通道314的顶部314t和底部314b被连接于主体312的顶部312t和底部312b上的传导性迹线318t和318b。这些进而通过顶部和底部镀层桥330t和330b连接于信号迹线302。侧部通道316和318分别地被镀层至GND平面332和V_CC平面334。连接点336和338分别地图示这种电连接。被示意性地图示的去耦电容器350在主体312内部并且被连接在侧部通道316和318之间。去耦电容器350可以是被集成入Z取向的部件310的主体312中的分离的电容器或其可以通过从具有在传导性表面之间的介电性质的所需要的材料制造Z取向的部件310的主体312的一部分而被形成。

用于信号迹线302的路径利用对角阴影线图示并且可以被看到从顶部层304延伸至底部层306。GND平面332和侧部通道316在336处被电连接，具有被暗点画362指示的信号路径返回。V_CC平面334和侧部通道318在338处被电连接，具有被亮点画364指示的信号路径返回。如本领域中已知的，如果信号平面或迹线不将被连接于被插入的零件，那么这些部分被从部件间隔开，如在370示出的。如果信号平面或迹线将被连接于被插入的部件，那么信号平面或迹线被设置在开口的壁或边缘处以允许镀层材料或焊料在其之间桥接，如在点330t、330b、336和338图示的。

竖直剖面线的部分380示出了在信号迹线和返回电流路径之间的高速度环路区域，其通过信号迹线302和GND平面332或VCC平面334描述。在底部表面306上的信号迹线302对通过去耦电容器350耦合于GND平面332的电源平面VCC 334有所参考。两个平面之间的这种耦合将把高频率阻抗保持为接近于恒定的以用于从一个返回平面至具有不同的直流电压的另一个平面的变换。

把Z取向的部件内部地安装在PCB中极大地帮助使用外接地平面用于EMI减少的PCB技术。使用这种技术，信号被尽可能地在内层上路由。图11图示了这种技术的一个实施方案。PCB 400包括，从顶部至底部，顶部接地层402、内部信号层404、内部信号层406和底部接地层408。接地层402和408在PCB 400的顶部表面和底部表面400t和400b上。被作为通孔示出的安装孔410在顶部表面和底部表面400t和400b之间延伸。Z取向的部件420被示出为被齐平安装在PCB 400中。Z取向的部件420包括主体422，主体422具有在主体422的顶部422t和底部422b中间的中央区424和在侧部表面422s上的两个侧部通道425和427。

侧部通道425和427和孔410的壁411分别地形成镀层井413和415。中央区424被定位在主体422内并且延伸近似地等于分离两个内部信号层404和406的距离的距离。侧部通道425从主体422的底部表面422b延伸至内部信号水平406，并且侧部通道427从主体422的顶部表面422t延伸至内部信号水平404。在此，侧部通道425和427仅沿着主体422的侧部表面422s的一部分延伸。传导性通道426延伸经过中央区424但是不延伸至主体422的顶部表面和底部表面422t、422b。图5H图示了相似于侧部通道427的部分通道。传导性通道426具有分别地从传导性通道426的顶部426t和底部426b延伸至侧部通道427和425的传导性迹线428t和428b。虽然被作为分离的元件图示，但是传导性通道426和迹线428t、428b可以是电地互相连接侧部通道425、427的一个集成的导体。如示出的，传导性迹线428b通过已镀层的侧部通道425和井413连接于内部信号层406，并且迹线428t通过侧部通道427和井415连接于内部信号水平404。接地层402和408不被连接于Z取向的部件420并且远离安装孔410地间隔开，如上文对于图8和10描述的。如被双头虚线箭头430示出的，信号层406上的信号可以通过Z取向的部件420通过从井413、侧部通道425、迹线428b、传导性通道426、迹线428t、侧部通道427和井415延伸的路径被通过至信号层404(或反之亦然)以允许信号保留在PCB400的内层上，使接地层402和408提供屏蔽。

Z取向的去耦电容器

图12和13图示了两个以去耦电容器的形式的另外的示例性Z取向的部件。在图12中，Z取向的电容器500被示出为具有主体502，主体502具有沿着其长度延伸的传导性通道504和两个侧部通道506和508，相似于上文描述的那些。传导性通道504被示出为被连接于信号526。形成Z取向的电容器500的板的竖直地取向的交错的部分圆柱形的片材510、512被连接于基准电压例如电压V_CC和接地(或任何其他的需要电容的信号)并且被与介电材料的介入层(未示出)共同使用。部分圆柱形的片材510被连接于已镀层的通道506，已镀层的通道506被连接于接地520。部分圆柱形的片材512被连接于已镀层的通道508，已镀层的通道508被连接于供应电压V_CC 522。片材510、512可以由铜、铝或其他的具有高的电导率的材料形成。在部分圆柱形的片材之间的材料是具有介电性质的材料。仅一个部分圆柱形的片材被示出为被连接于V_CC 522和接地520中的每个；然而，另外的部分圆柱形的片材可以被提供以实现期望的额定电容/电压。

Z取向的电容器的另一个实施方案在图13中示出，其使用被连接于电压V_CC或接地的堆叠的支撑构件。Z取向的电容器600包括中央传导性通道601和主体605，主体605包括顶部构件605t、底部构件605b和在顶部构件和底部构件605t、605b之间的多个支撑构件610(被作为圆盘图示)。

中央传导性通道601延伸经过已组装的Z取向的电容器600中的开口615以及开口602t和602b，所有的开口被控制大小以紧密地接收中央导体。中央传导性通道601是电地可连接于顶部部分和底部部分605t、605b上的传导性迹线603t和603b的，形成用于信号626的信号路径。这种连接通过镀层或焊料作出。中央传导性通道601通过传导性迹线603t连接于信号626。传导性通道601的底部端部以相似的方式通过传导性迹线603b连接于信号迹线(未示出)。

相反的开口607t和608t被设置在顶部部分605t的边缘处。底部部分605b具有与顶部部分605t相似的构造，具有被设置在边缘处的相反的开口607b和608b。多个支撑构件610在顶部部分和底部部分605t、605b之间，其提供电容性的特征。支撑构件610每个具有在它们的外边缘处的至少一个开口613以及允许传导性通道601穿过其通过的内孔615。如示出的，在每个支撑构件610中设置了两个相反的开口613。当被组装时，相反的开口607t、607b、608t、608b、和613对准以形成沿着Z取向的电容器600的侧部表面延伸的相反的侧部通道604和608。侧部通道604被示出为被连接于基准电压例如接地620并且侧部通道606被示出为被连接于另一个基准电压例如V_CC 622。支撑构件610可以由介电材料制造并且可以全部具有相同的或变化的厚度，允许在设计对于Z取向的电容器600的期望的性质中的选择。

环形镀层617被设置在支撑构件610的顶部表面和底部表面中的一个上或，如果期望，被设置在两个表面二者上。环形镀层被示出为在每个支撑构件的顶部表面上，但是环形镀层的地点可以在支撑构件之间变化。环形镀层617大体上符合支撑构件的形状并且如果另外的开口被提供的话，从边缘开口613中的一个朝向另一个延伸。环形板617具有小于其被固定在其上的支撑构件610的直径、尺寸或总体大小的直径或尺寸或总体大小。虽然板617被描述为环形的，但是其他的形状可以也被使用，只要镀层不接触中央传导性通道或延伸至其在其上被镀层或以其他方式附着的支撑构件的边缘。环形板接触边缘开口613中的一个，但是与另一个开口间隔开，如果多于一个通道在Z取向的电容器600的主体的侧部表面中存在的话。此外，在环形板617中具有开口619，该开口619的直径比传导性通道601经过其的环形板617中的开口615大。开口619具有比传导性通道601的直径大的直径，使环形板617与传导性通道601间隔开。

如图示的，支撑构件610是实质上相同的，除了当被堆叠时，交替的构件被相对于其上方或下方的构件旋转180度之外。这可以被称为1-1配置。以这种方式，交替的构件将被连接于两个侧部通道中的一个或另一个。如在图13中示出的，两个支撑构件610中的上面的一个上的环形镀层被连接于侧部通道608和电压V_CC 622，并且两个支撑构件610中的下面的一个上的环形镀层被连接于侧部通道604和接地620。其他的支撑构件排列也可以被使用，例如使两个毗邻的构件被连接于同一个通道，使下一个支撑构件被连接于相反的通道，这可以被称为2-1配置。其他的配置可以包括2-2、3-1并且与设计选择有关。期望的额定电容或电压决定被插入顶部部分和底部部分605t、605b之间的支撑构件的数量。虽然未示出，但是包含介电材料并且被与支撑构件610相似地成形的介电构件可以与支撑构件610交错。基于设计选择，仅单一的通道可以被使用或更多的通道可以被提供和/或环形镀层可以与中央传导性通道接触并且不与侧部通道接触。再次地，用于Z取向的电容器的实施方案是用于例证的目的并且不意图是限制性的。

使用任一个用于Z取向的电容器的设计，第二传导性通道可以与被布置在传导性板内的第一传导性通道平行地设置，以创造差分去耦电容器。Z取向的电容器的另一个实施方案可以从图12或图13被构建，通过把中央传导性通道在每个支撑构件处连接于基准电压中的一个，每个支撑构件还使其的环形镀层被连接于同一个基准电压。这可以简单地通过把传导性通道连接于环形镀层来实现，如被跳线621示意性地图示的。在实践中，环形板617中的环形开口619将被控制大小，使得环形板和传导性通道601将被电地连接。该部件可以被直接放置在集成电路或其他的表面安装的部件的电源接脚或球的下方，以用于最优的去耦合放置。

再次地，在图8-11中图示的Z取向的信号经由部件和在图12和13中图示的Z取向的去耦电容器提供Z取向的部件的仅几个示例性应用。本领域的技术人员将意识到，各种其他的类型的Z取向的部件可以被利用，包括但不限于传输线、延迟线、T过滤器、去耦电容器、电感器、共模扼流圈、电阻器、差分对经过器、差分铁氧体磁珠、二极管或ESD保护设备(变阻器)。

用于制造Z取向的部件的连续挤压工艺

用于以商业规模制造Z取向的部件的连续挤压工艺被提供。在连续挤压工艺中，至少两种不同的材料被同时地挤压以形成Z取向的部件。当形成Z取向的部件的材料在部件内在纵长方向延伸的情况下该工艺是特别地有用的。如上文讨论的，多种不同的Z取向的部件在本文中被设想。据此，将意识到，所使用的具体的材料将取决于期望的Z取向的部件。信号路径将由传导性材料形成。电阻性材料也可以被使用，如期望的。具有约3(例如聚合物)至超过10,000(例如钛酸钡(BaTiO₃))的相对电容率的介电材料可以被使用。例如，具有相对高的介电值的材料可以在Z取向的去耦电容器中使用并且具有相对低的介电值的材料可以在Z取向的信号经由部件中使用。如果Z取向的部件被期望具有电感性功能或延迟线，那么具有带有约1至约50,000的范围的低的或高的相对磁导率的铁氧体材料可以被选择。

参照图14，图示了根据一个示例性实施方案的用于形成以去耦电容器的形式的Z取向的部件的挤压模具700。由挤压模具700形成的Z取向的电容器包含传导性材料和介电材料。如需要的，结合剂材料也可以被包含，如本领域中已知的。挤压模具700包括具有用于把材料传递经过其的入口704和出口706的室702。室702被分割为被一个或多个阻挡物710彼此分隔的多个通道708以允许多种材料的同时的挤压。通道708被排列在界定Z取向的部件的结构的预确定的位置中。在所图示的示例性实施方案中，具有圆形的横截面的室702被用于形成大体上圆柱形的Z取向的部件；然而，如上文讨论的，许多不同的形状可以被使用。

Z取向的部件通过把期望的材料在挤压模具700的入口704同时地推动入它们的相应的通道708中而形成，这使材料呈现通道708的分别的形状。材料可以使用撞锤、注射压机或挤压机螺杆(未示出)压入通道708中。例如，直接挤压工艺可以被使用，其中挤压模具700被保持为静态的并且撞锤被朝向其运动，或间接挤压工艺可以被使用，其中撞锤被保持为静态的并且挤压模具700被朝向其运动。二者的组合可以也被使用，其中撞锤和模具700被朝向彼此运动。流体静力挤压工艺也可以被使用，其中流体压力把材料推动经过模具700。挤压模具700可以被水平地、竖直地或以与其的任何合适的角度取向。任何常规的驱动可以被应用以提供挤压力，包括机械的或液压的驱动。期望的材料被以连续的方式推动经过模具700，使得实质上整个的部件(或多于一个部件)被一次挤压。如果多于一个部件被一次挤压，那么离开室702的已挤压的物体可以然后被分割为分别的部件，如下文更详细地讨论的。

图15示出了在入口704附近取得的挤压模具700的横截面。在图15中，被传导性材料填充的通道708利用介质交叉影线填充物指示，并且被介电材料填充的通道708利用亮点填充物指示。挤压模具700的阻挡物710横截面中示出为没有填充物。在图15中示出的小圆形712指示在入口704处的在其处期望的材料可以被压入室702中的地点。入口端口712的大小和数量被选择以提供预确定的经过室702的体积材料流量。在所图示的示例性实施方案中，Z取向的电容器中的中央传导性通道在通道708a中形成。通道708a也可以被用于形成信号迹线，如期望的。围绕中央传导性通道的两个同心的传导性板在通道708b和708c中形成。传导性层由介电材料的三个层彼此隔离。介电层围绕通道708d、708e和708f中的每个传导性层形成。如下文更详细地讨论的，介电分割物在同心的传导性板中的每个中形成以制造将被用于连接在部件的顶部和/或底部上的交替的传导性迹线的桥接路径。介电分割物由挤压模具700中的通道708g和708h形成。

如在图14中示出的，室702的直径从入口704至出口706减小。阻挡物710中的每个相应地从入口704至出口706逐渐缩小，使得在接近入口704的地点(在图15中示出的)，阻挡物710比它们接近出口706(在图14中示出的)处更厚。以这种方式，各种材料当它们首先被引入室702中时被阻挡物710彼此隔离。经过室702的层流被期望，以填充每个通道708并且形成不含空气缝隙或其他的不规则性的实质上均一的零件。室702的直径的减小以及阻挡物710的相应的逐渐缩小使材料填充它们的分别的通道708并且促进经过其的层流。室702的直径的减小以及阻挡物710的相应的逐渐缩小还把各种通道708中的材料在接近出口706处朝向彼此推动以形成包含多种材料的一体的零件。在各种材料被组合(在阻挡物710的下游端部)之后，在一个实施方案中，在出口706之前的室702的任何其余的长度具有恒定的直径(如在图14中以虚线示出的)以保持已挤压的物体的形状以及各种材料在其中的相对位置。可选择地，室702的直径可以继续窄化以把部件收缩至其最终的尺寸，只要构成部件的各种材料相对于彼此的定位不被干扰。可运动元件，例如塞子或棒，可以用于当已挤压的物体前进时支撑已挤压的物体的下游端部以帮助防止其损失其的形状。例如，如果挤压工艺在竖直地向下的方向进行，那么根据挤压速度下降的塞子可以用于从下方支撑已挤压的物体以保持已挤压的物体的形状。

在材料已经被挤压以形成Z取向的部件的期望的形状和配置之后，如果期望，在使用任何其余的步骤前行之前已挤压的物体可以被部分地烧制以改进材料的强度并且以确保部件将保持完整。中等的热也可以被施加以固化结合剂材料。加热元件可以在挤压输出部的下游被内嵌在室的壁中，以向已挤压的物体供应期望的温度分布，挤压输出部可以被附接于挤压模具或形成挤压模具的一体部分。可选择地，代替施加中等的热以固化结合剂材料或部分地烧制已挤压的物体，可以在该时间进行完全烧制工艺。

在挤压之后，在一个实施方案中，已挤压的物体根据Z取向的部件的期望的长度被分割为分别的Z取向的部件。图16示出了已准备好被切割的已挤压的物体720的节段。一个选项是使用根据期望的部件长度间隔开的一系列的刀刃722。在一个实施方案中，部件在长度上范围从约0.5密耳至约62密耳(约0.0127mm至约1.57mm)，包括其之间的所有的增量和值，取决于所使用的PCB以及Z取向的部件的期望的安装位置。另一个选项是使用单一的刀刃的多次经过切割已挤压的物体720。在本实施方案中，每个部件的长度通过控制刀刃的每次经过的计时来决定。每个部件可以具有实质上相同的长度或不同的长度可以被使用。反馈机构可以被用于调整切割的计时以把可以随着刀刃用途改变的参数考虑在内，例如刀刃的切口。已挤压的物体可以当其被分割为分离的部件时在不被烧制的、被部分地烧制的或被完全地烧制的状态中。将意识到，被部分地烧制的状态是优选的。当已挤压的物体720在不被烧制的状态中被切割时，可能难以确保已挤压的物体720将保持其的形状。当已挤压的物体720在其被切割时被完全地烧制时，使用非常硬的切割工具例如如本领域中已知的金刚石切割工具进行切割将耗费更多的力。作为对以大批挤压部件并且然后把已挤压的物体分割为分别的部件的替代形式，每个Z取向的部件可以被分别地挤压。然而，这可能仍然要求每个已挤压的部件被切割为其的精确的长度。

图17示出了使用在图14和15中示出的示例性挤压模具700形成的Z取向的电容器730的俯视平面图。在图17中，对角阴影线指示包含传导性材料的那些区域。部件的其余部分包含介电材料。电容器730包括纵长地延伸经过由通道708a形成的部分的中央导体732。电容器730还包括被与导体732径向地间隔开的纵长地延伸经过分别地由通道708b、708c形成的部分的一对的同心的传导性板734、736。分别地由通道708d、708e、708f形成的电介质的三个同心层738、740、742把导体732、734、736彼此隔离。在部件被从已挤压的物体切割之后，把中央导体732连接于外传导性板736并且连接于零件的边缘以提供与PCB上的相应的迹线的连接的传导性迹线744被加入电容器730的顶部和/或底部表面中。迹线744经过由通道708g形成的介电分割物748以避免与中部传导性板734的连接。相似地，传导性迹线746被加入以把中部传导性板734连接于电容器730的边缘以提供与PCB上的另一个迹线的连接。迹线746经过由通道708f形成的介电分割物750以避免与外传导性板736的连接。在一个实施方案中，中央导体732和外传导性板736被连接于供应电压V_CC并且中部传导性板734被连接于接地电压GND，虽然这种配置可以被逆转，如期望的。迹线744、746可以当Z取向的部件被制造时或在当PCB被镀层时Z取向的部件被插入PCB中的安装孔中之后被施用。

将意识到，Z取向的电容器可以具有任何数量的传导性板，取决于零件的期望的电容。例如，图18示出了具有中央导体802和从其向外间隔的四个同心的传导性板804、806、808、810的Z取向的电容器800。把中央导体802和传导性板806和810连接于零件的边缘以用于与PCB上的迹线连接的迹线812在电容器800的顶部表面上形成。把传导性板804和808连接于电容器800的边缘以用于与PCB连接的迹线814在电容器800的顶部表面上形成。如上文参照图17讨论的，介电材料把中央导体802和传导性板804、806、808、810彼此隔离并且产生用于迹线812、814的桥接。将意识到，传导性层和介电层的数量和排列可以简单地通过改变所使用的挤压模具的配置来改变。

在另一个替代形式中，向PCB的传导性连接部，例如在图17中示出的迹线744、746或在图18中示出的迹线812、814，被在该部分内挤压。例如，图19示出了除了径向传导性迹线902、904延伸经过该部分的长度之外具有与在图17中示出的Z取向的电容器700相似的布局的Z取向的电容器900。在本实施方案中，迹线902、904通过改变挤压模具中的通道的配置使得迹线902、904被在该部分内挤压而形成。迹线902、904每个被定位在电容器900中的分别的侧部通道906、908中。为了形成侧部通道906、908，以相应的一对向内地突出的扇形部分为特征的挤压模具被代替圆柱形的模具使用。如在图19中示出的，迹线902、904沿着该部分的整个长度暴露在电容器900的侧部表面900s上。作为结果，迹线902、904可以用于建立不仅与PCB的顶部表面或底部表面的而且与PCB的中间层的连接，如期望的。通过挤压部件内的向PCB的传导性连接部，在某些实施方案中，加入用于向PCB的连接的传导性迹线的单独步骤可以被消除。

在某些实施方案中，薄膜抵抗层被加入部件的顶部表面和/或底部表面中以便当PCB被镀层时防止镀层材料干扰在Z取向的部件的顶部表面或底部表面上存在的导电路径。在该配置中，部件和PCB之间的连接可以通过对Z取向的部件的侧部通道例如侧部通道906、908镀层并且把它们连接于PCB上的迹线而不使用部件的顶部表面或底部表面上的迹线来作出。

将意识到，任何数量的隔离的导体可以被挤压以作出PCB的经过板的连接。例如，在图19中示出的示例性Z取向的电容器中，可能期望把信号传递经过中央导体912而不是供应电压V_CC或接地GND。为了实现这点，可以在Z取向的部件的顶部表面和/或底部表面上筛选(screen)薄膜绝缘体层。例如，图20图示了具有遍及其顶部表面被筛选的薄膜绝缘体1002的Z取向的电容器1000。在所图示的示例性实施方案中，膜被筛选，使得小孔1004被设置在绝缘体1002中，以允许镀层至延伸电容器1000的长度的中央导体1006。传导性迹线1008被施用经过把中央导体1006连接于该部分的边缘的绝缘体1002。当Z取向的部件被制造时或在当PCB被镀层时Z取向的部件被插入PCB中的安装孔中之后，来自中央导体1006的迹线1008可以被施用。电容器1000还包括被经过该部分挤压的一对同心的传导性板1010、1012。在本实施方案中，中央导体1006通过介电材料与同心的传导性板1010、1012隔离。传导性迹线1014、1016还延伸经过该部分的长度并且分别地在侧部通道1018、1020中沿着电容器1000的侧部表面1000s暴露。迹线1014、1016分别地从传导性板1010、1012径向地延伸并且把传导性板1010、1012分别地连接于部件的边缘。传导性板1010、1012以及迹线1014、1016的径向部分在该部分的顶部表面上被绝缘体1002覆盖并且因此被在虚线中示出。以这种方式，绝缘体1002防止被经过迹线1008发送至中央导体1006的信号(信号)使供应电压(V_CC)或接地(GND)短路。迹线1008可以连接于PCB的顶部表面上的相应的迹线并且迹线1014、1016可以在沿着电容器1000的侧部表面1000s的任何地点连接于PCB。

图21图示了用于形成Z取向的传输线或延迟线的另一个示例性挤压模具1100的横截面。模具1100包括在其中的被阻挡物1110分隔的多个通道1108。在图14中使用的相同的填充惯例被在图21中使用。具体地，被传导性材料填充的通道1108利用介质交叉影线填充物指示，并且被介电材料填充的通道1108利用亮点填充物指示。挤压模具1100的阻挡物1110被示出为没有填充。在图21中示出的小圆形1112指示期望的材料可以在被压入模具1100的室1102中的地点。在本实施方案中，模具1100包括用于形成部件中的相应的一对侧部通道的一对向内地突出的扇形的部分1112、1114。模具1100包括用于形成经过部件的长度的导体的通道1108a，其包括具有向侧部通道中的每个的径向连接的圆形的部分。模具1100还包括用于形成经过Z取向的部件的相应的一对导体的一对通道1108b、1108c。

图22示出了使用在图21中示出的挤压模具1100形成的Z取向的差动传输线1120的俯视平面图。在图17中使用的相同的填充惯例被在图22中使用。图22中的对角阴影线指示包含传导性材料的那些区域。部件的其余部分包含介电材料。传输线1120包括分别地由通道1108b、1108c形成的纵长地延伸经过该部分的一对导体1122、1124。传输线1120还包括具有圆形部分1126a以及连接于该部分中的相应的侧部通道1128、1130的一对径向延伸部1126b、1126c的接地(或基准)导体1126。导体1126由挤压模具1100的通道1108a形成。侧部通道1128、1130分别地由扇形的部分1112、1114形成。导体1122、1124、1126被介电材料1132例如陶瓷彼此分隔。传导性迹线1134、1136被施用于部件的顶部表面以向导体1122、1124提供连接。导体1122、1124形成差动对。因为传输线1120包括基准导体1126，所以两个差动信号不被高度地耦合。然而，导体1126可以被介电材料代替并且差动信号将成为被高度地耦合。

参照图23A和23B，如果期望延迟经过传输线1120的信号，那么已挤压的物体可以被推动经过相对于部件的长度延长导体1122、1124的路径的螺旋工具1150。螺旋工具1150包括从其内表面1150s延伸的一对螺旋突出部1152。图23B图示了螺旋工具1150的更清楚地图示其中的突出部1152中的一个的横截面。当已挤压的物体被推动经过螺旋工具1150时，突出部1152形成部件中的相应的侧部通道并且使已挤压的物体随着其前进而扭曲。这使导体1122、1124扭曲为双螺旋构型。再次地，中央导体1126可以被省略，如期望的。

螺旋工具1150可以被用于改变部件的顶部表面和底部表面上的相应的迹线的相对位置，使得部件的顶部表面上的迹线可以相对于部件的底部表面上的相应的迹线成角度。将意识到，螺旋工具1150也可以被用于产生电感器。例如，单一的导体例如导体1122或导体1124可以被以扭曲的型式形成，其可以被用作单线电感器。在本实施方案中，Z取向的部件的其余部分将包含具有相对高的磁导率的材料。如果两个导体例如导体1122、1124在双螺旋构型中使用，那么变压器可以被形成。在本实施方案中，通过把电流驱动经过导体1122或1124中的一个(初级线圈)，能量被磁地耦合于作为输出部的第二导体(次级线圈)。

图24图示了用于形成Z取向的电阻器的另一个示例性挤压模具1200的横截面。模具1200包括在其中的被阻挡物1210分隔的多个通道1208。在图14和21中使用的相同的填充惯例被在图24中使用。具体地，被介电材料填充的通道1208利用亮点填充物指示。被电阻性材料填充的通道1208利用重交叉影线填充指示。挤压模具1200的阻挡物1210被示出为没有填充。在图24中示出的小圆形1212指示期望的材料可以被压入模具1200的室1202中的地点。模具1200包括用于形成经过部件的长度的电阻性路径的通道1208a和用于提供围绕电阻性路径的介电材料的通道1208b。

图25示出了使用在图24中示出的挤压模具1200形成的Z取向的电阻器1220的俯视平面图。在图17和22中使用的相同的填充惯例被在图25中使用。图22中的对角阴影线指示包含传导性材料的那些区域。重交叉剖面线指示包含电阻性材料的那些区域。部件的其余部分包含介电材料。电阻器1220包括纵长地延伸经过由通道1208a形成的部分的电阻性路径1222。由通道1208b形成的介电材料1224例如陶瓷围绕电阻性路径1222。传导性迹线1226被施用于部件的顶部表面和/或底部表面以提供向电阻性路径1222的连接。将意识到，被电阻器1220赋予的电阻可以通过改变模具1200中的通道1208a的直径以相应地改变电阻性路径1222的直径来改变，如期望的。

参照图26和27，示出了根据一个示例性实施方案的用于形成交流板电容器的挤压模具1300。在本实施方案中，各种材料的挤压的计时被变化以使它们在Z取向的部件内交错。挤压模具1300包括具有入口1304和出口(未示出)的室1302。多个板条1306被定位在入口1304或从其的下游。每个板条1306包括通过相应的管或管子1332接收来自供应源的材料的入口1308。每个板条1306还包括在挤压的下游方向把材料排放入模具1300中的出口1310，下游方向在图26和27中示出的实施方案中是向下。一种或多种材料被传送系统1330供应至每个板条1306的入口1308，传送系统1330包括开关以控制哪种材料正在被特定的板条1306排放。

图28示出了使用在图26和27中示出的示例性挤压模具1300形成的Z取向的交流板电容器1320，如下文更详细地讨论的。为了更清楚地图示电容器1320的内部结构，电容器1320在图28中被示出为具有透明的主体。电容器1320包括在部件内纵长地延伸的多个传导性板1322。板1322被分割为被以交替的关系彼此间隔的两个组1322a、1322b。板1322的第一组1322a中的每个延伸至电容器1320的底部表面1320b但是与其顶部表面1320t间隔开。相反地，板1322的第二组1322b中的每个延伸至顶部表面1320t但是与底部表面1320b间隔开。电容器1320的主体由介电材料形成。电容器1320包括沿着底部表面1320b的连接于板1322的第一组1322a中的每个但是不连接于板1322的第二组1322b的第一传导性迹线1324以及沿着顶部表面1320t的连接于板1322的第二组1322b中的每个但是不连接于板1322的第一组1322a的第二传导性迹线1326。在一个实施方案中，迹线1324以及板1322的第一组1322a被连接于供应电压V_CC并且迹线1326以及板1322的第二组1322b被连接于接地电压GND，虽然这种配置可以被逆转，如期望的。

参照图27和28，为了形成在图28中示出的交流板电容器1320，板条1306被根据传导性板1322的期望的位置相对于室1302布置。介电材料被推入室1302的入口1304中并且围绕板条1306。当介电材料围绕板条1306流动时，传导性材料或另外的介电材料被从板条1306的出口1310分配，取决于板条1306是否相应于板1322的第一组1322a或板1322的第二组1322b中的一个。具体地，板条1306的第一组1306a相应于板1322的第一组1322a并且板条1306的第二组1306b相应于板1322的第二组1322b。

如在图27中示出的，传送系统1330的管子1332被分割为两个组1332a、1332b。为了图示的容易性，管子1332的第一组1332a以虚线示出并且第二组1332b以实线示出。管子1332的第一组1332a把材料供应至板条1306的第一组1306a，板条1306的第一组1306a相应于板1322的第一组1322a。管子1332的第二组1332b把材料供应至板条1306的第二组1306b，板条1306的第二组1306b相应于板1322的第二组1322b。在本实施方案中，每个管子1332具有实质上相同的长度。管子1332的两个组1332a、1332b都从歧管1334接收材料。阀1336例如三通阀(例如L形状的三通球阀)决定是传导性材料、介电材料或者没有一种材料被供应至歧管1334。如在图27中示出的，管子1332的第一组1332a中的每个被连接于歧管1334的从歧管1334和管子1332的第二组1332b之间的连接部的上游的部分。这使管子1332的第一组1332a在第二组1332b之前接收材料。作为结果，当阀1336从一种材料切换至另一种材料(例如从电介质至导体，或反之亦然)时，板条1306的第一组1306a在板条1306的第二组1306b之前接收新的材料，由此产生在板1322的组1322a、1322b之间的期望的交错。因为管子1332全部是同一长度，所以板条1306的第一组1306a一致地把材料排放入室1302中，并且然后，在由管子1332在歧管1334上的分别的放置引起的延迟期满之后，板条1306的第二组1306b一致地排放同一种材料以产生在图28中示出的板1322的交错的型式。具体地，板条1306的第一组1306a首先排放传导性材料，使得传导性板1322的相应的第一组1322a延伸至该部分的底部表面1320b，直到挤压的结束接近，在该点，板条1306的第一组1306a切换至介电材料，使得板1322与顶部表面1320t间隔开。相反地，作为被歧管1334强加的延迟的结果，板条1306的第二组1306b首先排放介电材料，使得传导性板1322的相应的第二组1322b与该部分的底部表面1320b间隔开，并且然后，当延迟期满时，板条1306的第二组1306b切换至传导性材料，使得板1322延伸至顶部表面1320t。

在部件被形成之后，传导性迹线1324、1326被分别地加入顶部表面和底部表面中，如上文讨论的。可以当Z取向的部件被制造时或在当PCB被镀层时Z取向的部件被插入PCB中的安装孔中之后施用迹线1324、1326。

在图27中示出的排列意图提供合适的用于创造期望的材料延迟和所得到的在板1322之间的交错的配置的实施例。将意识到，管子1332、阀1336和歧管1334的许多不同的配置可以被使用以帮助材料流向每个板条1306中并且材料流动的计时和/或材料路径的长度可以被调整以创造期望的延迟。一个替代形式是使用对于板条1306的每个组1306a、1306b特有的阀1336和相应的歧管1334。在本实施方案中，板1322之间的交错可以通过设置在用于板条1306的第一组1306a的阀1336和用于板条1306的第二组1306b的阀1336之间的延迟而产生。另一个选项是向每个板条1306提供其自己的阀1336以及从传导性材料和介电材料的源的反馈路径并且分别地控制每个板条1306。又一个用于产生板1322之间的期望的交错的选项是把板条1306的一个组例如第一组1306a定位在从另一个组例如第二组1306b的上游并且在相同的时间从每个板条分配材料。

在某些实施方案中，Z取向的部件的顶部和底部边缘中的至少一个的倒角、圆顶或其他的形式的锥形或导入部被期望，以使Z取向的部件容易插入PCB中的安装孔中。例如，图29A示出了具有在其端部上形成的圆顶1402的Z取向的部件1400。图29B示出了具有被倒角的端部1406的Z取向的部件1404。圆顶1402或倒角1406可以是部件的一部分或被附接于其。在一个实施方案中，圆顶1402或倒角1406是被部分地插入PCB中的安装孔中的分离的零件。在本实施方案中，Z取向的部件然后被插入圆顶1402或倒角1406后方以把其推动穿过安装孔，使圆顶1402或倒角1406扩展安装孔并且防止部件切割或撕裂PCB。如果圆顶1402或倒角1406被附接于Z取向的部件，那么其可以被配置为在向PCB中的安装孔中插入之后保持附接于Z取向的部件或其可以用于帮助插入并且然后被移除。

一个用于形成期望的锥形作为Z取向的部件的一部分的方法利用具有在其端部1424中形成的凹陷部1422的塞子1420，其具有围绕凹陷部1422的外周的成锥形的外缘1426，如在图30中示出的。成锥形的外缘1426在所图示的示例性实施方案中被倒角；然而，圆顶的、椭圆形的或圆形的外缘也可以被使用，取决于期望的锥形的形状。塞子1420用于把部件压缩在具有用于把部件保持在其中的空腔的束缚板中。当塞子1420把力施加于部件的端部时，零件的端部被回流以具有期望的几何构型，并且在零件的端部上的导电路径被允许继续穿过或经过形成在零件的端部上的相应的锥形。作为结果，零件的成锥形的端部部分可以然后被用于帮助在多PCB应用中的板对板电连接。

在Z取向的部件已经被形成之后，烧制工艺被应用以固化零件，如果其尚未被进行的话。烧制工艺固化零件并且把其收缩至其最终的尺寸。在该点，Z取向的部件可以被测试产率和性能并且任何另外的工艺可以被进行，如期望的。例如，在某些情况下，加热步骤可以使毛边形成。据此，在某些实施方案中，Z取向的部件被使用各种研磨剂磨光以平滑零件的角落和边缘。此外，抵抗区域可以被加入Z取向的部件中以防止传导性材料粘附于不意图是传导性的区域。胶接区域可以被施用于部件以辅助把其保持在PCB中。可见的标记和/或定位特征可以被加入Z取向的部件中以辅助向PCB的组装。

一旦Z取向的部件的生产被完成，那么其已准备好被插入PCB的安装孔中。如上文讨论的，部件可以被从顶部表面或底部表面或两个表面二者法向于PCB的平面地安装、以与其成角度安装或在PCB的顶部表面和底部表面之间插入PCB的边缘中。在某些实施方案中，Z取向的部件被压配合入安装孔中。该压配合可以以在部件和安装孔之间的过盈配合的形式。在Z取向的部件被定位在安装孔中之后，传导性镀层桥可以被施用以把部件的顶部和/或底部表面上的一个或多个迹线连接于PCB上的相应的迹线。此外，如果Z取向的部件包括在其中的侧部通道，那么另外的传导性镀层可以被施用于这些侧部通道以形成在Z取向的部件和PCB之间的期望的信号连接。

参照图31，在一个实施方案中，在Z取向的部件1500被插入PCB 1504中的安装孔1502中之后，粘合剂1506被施用于PCB 1504的在安装孔1502外部的表面1508。粘合剂1506被定位为当Z取向的部件1500被插入安装孔1502中时接触Z取向的部件1500的表面以固定Z取向的部件1500的位置并且防止其从位置旋转或平移出来。

参照图32A和32B，PCB的厚度和Z取向的部件的长度的制造变化形式可以防止Z取向的部件与PCB的顶部表面和底部表面二者完美地齐平。作为结果，在一个实施方案中，传导性长条1512被沿着Z取向的部件1510的侧部表面1510s形成。传导性长条1512沿着侧部表面1510s延伸至Z取向的部件1510的顶部表面或底部表面的任一个。传导性长条1512可以在Z取向的部件1510被形成之后被施用。在所图示的示例性实施方案中，传导性长条1512沿着侧部表面1510s延伸至Z取向的部件1510的顶部表面1510t。以这种方式，当Z取向的部件的顶部表面或底部表面延伸经过PCB的相应的顶部表面或底部表面时传导性长条1512形成在Z取向的部件1510的分别的顶部表面或底部表面上的迹线1514和PCB 1518上的迹线1516之间的桥接。作为结果，Z取向的部件1510上的迹线1514能够连接于PCB 1518上的迹线1516，即使Z取向的部件1510的顶部表面或底部表面不与PCB 1518的相应的顶部表面或底部表面齐平。在图32B中图示的示例性配置中，传导性长条1512从Z取向的部件1510的顶部表面1510t沿着侧部表面1510s延伸至在PCB 1518的顶部表面下方的点。在一个实施方案中，传导性长条1512延伸入Z取向的部件1510的侧部中，以减小其的电阻并且以确保如果另一个特征例如锥形在之后被施用于Z取向的部件1510的话其不被除去。

上文对多个实施方案的描述已经为了例证的目的而被提出。其不意图是穷尽的或意图把本申请限制于所公开的精确的形式，并且明显地许多修改和变化形式根据上文的教导是可能的。理解，本发明可以以除了本文具体地提出的方式实践，而不偏离本发明的范围。意图的是，本申请的范围被附于本文的权利要求限定。

Claims (4)

1.一种用于制造用于插入到印刷电路板中的安装孔中的Z取向的部件的方法，包括：

根据所述Z取向的部件的结构同时地挤压多种材料以形成已挤压的物体；

变化在所述材料中的一种材料的预确定的节段之间的挤压的计时以交错所述已挤压的物体中的所述节段，从而形成已交错的节段；以及

由所述已挤压的物体形成所述Z取向的部件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中已交错的节段的第一组延伸至所述Z取向的部件的顶部表面并且与所述Z取向的部件的底部表面间隔开，并且所述已交错的节段的第二组与所述Z取向的部件的所述顶部表面间隔开并且延伸至所述Z取向的部件的所述底部表面。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括从在挤压的路径中的多个板条分配构成所述已交错的节段的所述材料并且在所述板条的第一组和所述板条的第二组之间强加预确定的延迟以变化所述材料的挤压的计时。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述延迟通过变化以下方面而被强加：(i)板条的所述第一组相对于板条的所述第二组的位置，(ii)供入板条的所述第一组的材料路径的长度相对于供入板条的所述第二组的材料路径的长度，(iii)材料相对于板条的所述第二组向板条的所述第一组流动的计时，或(iv)其组合。