CN106170175B - 一种高保真高频线路板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高保真高频线路板，该线路板包括线路层、以及设置在线路层上正面和背面的绝缘层，所述绝缘层上还设置有至少一层金属层，位于顶部的金属层局部压合有至少一块高频子板。
Description
技术领域
本发明涉及线路板技术领域，具体属于一种高保真高频线路板。
背景技术
21世纪人类进入了高度信息化社会 ,在信息产业中 PCB是一个不可缺少的重要支柱。电子设备要求高性能化、高速化和轻薄短小化，而作为多学科行业PCB是高端电子设备最关键技术。PCB 产品中无论刚性、挠性、刚-挠结合多层板，以及用于 IC 封装基板的模组基板 , 为高端电子设备做出巨大贡献。PCB 行业在电子互连技术中占有重要地位。
近年来， 随着便携设备、个人电脑、耳机插孔 （ earphone jack） 及相机模块 （Camera Module） 等的小型化，对屏蔽软性印刷线路板的小型化、超薄化的要求也日渐高涨。另一 方面，为适应高速通信化的要求，现在已经实现了大容量信号处理 （信号处理的高速化），所以，人们要求进一步提高电磁波屏蔽性能的呼声越来越高。在现有加工技术中，大多数屏蔽材料层表面开口，露出屏蔽层，将接地部分接合在该屏蔽层上并接地至旁边的接地部件。 为此，开口处屏蔽效果可能会降低，想要在该开口处布设印刷线路板信号线将会受到限制。从而存在屏蔽材料层与接地部件的连接形态限制印刷线路板布线的问题。并且在屏蔽材料层埋设接地部分的方法，但需要从屏蔽材料层侧面露出接地部分，存在着屏蔽材料层适用的便携设备形状受限的问题。
为改善信号完整性及生产成本最低化，高频高速材料混压、复合材料混压嵌入孔设计与应用方兴未艾；为安装特殊功能模块或简化电子产品设计，局部埋入高密度子板、各类高精度要求阶梯板设计层出不穷；传统 PCB 设计过程中，如果需要使用到高频信号，设计 上通常是采用整层使用高频材料制作，成本高昂。
随着第三、四代移动通信技术及信息电子产业的突飞猛进，为了顺应电子产品的多功能化、小型化、轻量化的发展趋势，下一代电子系统对 PCB 的要求是高密度、高集成、封装化、微细化、多层化，信号抗干扰，高频线路板的优化成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种高保真高频线路板，该线路板包括线路层、以及设置在线路层上正面和背面的绝缘层，所述绝缘层上还设置有至少一层金属层，位于顶部的金属层局部压合有至少一块高频子板。
该线路板还包括在线路板上设置的四个第一金属孔，在所述第一金属孔的外周分别套设有第二金属孔，所述第二金属孔和第一金属孔同圆心；所述第二金属孔接地，所述第二金属孔和第一金属孔之间设有绝缘层。
所述位于顶部或底部的金属层表面设有金属铂镀层，所述金属铂镀层的厚度为2-8um。
所述金属层是以镍、银为主要成分的金属箔，所述金属层的厚度为8-20um。所述金属层中含25-40%银，50-65%镍；所述镍与银颗粒之间的粒径比为1:1-15:1。根据上述结构，可以在保持导电性的情况下减轻金属层表面的劣化，并且提高线路板的电导性。
位于线路板背面的绝缘层及金属层尺寸上略小于所述线路层，当所述绝缘层及金属层覆盖在所述线路层上时，所述线路层上至少一边沿部分裸露在所述金属层外，在该裸露边沿部分可设置多个用于与外部电路相连接的金属电极。
所述绝缘层的材料为陶瓷基材、环氧玻璃纤维布、玻纤蜂窝芯板、聚酰亚胺泡沫基材中的任一种。
所述线路层与绝缘层之间还设有一层半固化层，所述半固化层材料为树脂。
所述绝缘层与所述金属层之间涂覆有复合屏蔽材料，所述第一金属孔与绝缘层、第二金属孔与绝缘层之间涂覆有复合屏蔽材料。
所述复合屏蔽材料按重量组份计包括：粒径为1-10um的银粉10-20份、粒径为3-5um的镍粉5-12份、聚氨酯2-6份、聚酰亚胺8-14份、乙酸乙酯3-8份、聚二甲基硅氧烷-b-聚甲基丙烯酸甲酯10-15份、苯乙烯2-6份。
本发明在涂料制备过程中使用聚二甲基硅氧烷 -b- 聚甲基丙烯酸甲酯作为稳定剂改性填料，聚甲基丙烯酸甲酯中的羰基氧对于金属离子有很好的络合能力，其跟丙烯酸树脂又有很好的相容性，因此填料经聚二甲基硅氧烷 -b- 聚甲基丙烯酸甲酯改性后，不需再额外使用偶联剂，可直接加入到基体树脂中，有效避免金属离子在树脂基体中由于团聚造成材料涂覆性能、机械性能差的缺点，使制备的电磁波屏蔽涂料不仅具有较优的电磁屏蔽性能、附着力。同时有机硅材料拥有很低的表面能，具有很好的疏水、耐玷污性能，而且该类材料中 Si-O 键能高，内旋转能垒低，使其具有优异的耐高低温、生理与化学惰性。所以经聚二甲基硅氧烷 -b- 聚甲基丙烯酸甲酯改性填料制备的涂料具有一定的防污性能。苯乙烯（Styrene，C8H8）是用苯取代乙烯的一个氢原子形成的有机化合物，乙烯基的电子与苯环共轭，不溶于水，溶于乙醇、乙醚中，暴露于空气中逐渐发生聚合及氧化。
本发明的有益效果是：本发明在金属层的任何部位均可与外部接地处连接。因此，不用在屏蔽材料层设置一般的接地部分就能将金属层与外部接地处连接，金属层可以有效地发挥电磁波屏蔽功能。此外，不需要层叠接地部分，因此能够实现超薄化，同时，印刷线路板上的线路图形不受接地部分的限制，因此能够实现小型化。本发明的高保真高频线路板可以获得良好的加工性和导电性，具有良好的屏蔽性，同时还可以降低屏蔽材料层的价格。
通过采用套孔结构，且外层金属孔接地，起到对内孔的屏 蔽保护作用，而内孔实现导通和信号传输作用，其不仅使用范围广，适用于各种板厚规格、 各种层间叠构、各种类型的产品，而且抗干扰能力强，无间隙的包围传输信号的孔外，全方 位的屏蔽外部信号，同时该套孔结构在一个孔位就能实现外部信号的屏蔽和内部信号的传输，较传统屏蔽罩和接地阵列能够有效减小 PCB 体积，从而更好的利于电子产品的微型化。
附图说明
图1为本发明实施例1和3的剖面结构示意图；
图2为本发明的局部结构示意图；
图3为本发明实施例2的剖面结构示意图；
图4为本发明实施例4的剖面结构示意图；
图5为本发明实施例5的剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图和对比例，对本发明进一步详细说明。
实施例1
一种高保真高频线路板，该线路板包括线路层1、以及设置在线路层1上正面和背面的绝缘层2，所述绝缘层2上还设置有一层金属层3，位于顶部的金属层3局部压合有一块高频子板4。
该线路板还包括在线路板上设置的四个第一金属孔11，在所述第一金属孔11的外周分别套设有第二金属孔12，所述第二金属孔12和第一金属孔11同圆心；所述第二金属孔12接地，所述第二金属孔12和第一金属孔11之间设有绝缘层2。
所述位于顶部或底部的金属层3表面设有金属铂镀层5，所述金属铂镀层5的厚度为4.5um。
所述金属层3是以镍、银为主要成分的金属箔，所述金属层3的厚度为15um。所述金属层3中含30%银，58%镍；所述镍与银颗粒之间的粒径比为10:1。根据上述结构，可以在保持导电性的情况下减轻金属层3表面的劣化。
位于线路板背面的绝缘层2及金属层3尺寸上略小于所述线路层1，当所述绝缘层2及金属层3覆盖在所述线路层1上时，所述线路层1上有一边沿部分裸露在所述金属层3外，在该裸露边沿部分可设置多个用于与外部电路相连接的金属电极。
所述绝缘层2的材料为聚酰亚胺泡沫基材。
所述线路层1与绝缘层2之间还设有一层半固化层6，所述半固化层6材料为树脂。
所述绝缘层2与所述金属层3之间涂覆有复合屏蔽材料，所述第一金属孔11与绝缘层2、第二金属孔12与绝缘层2之间涂覆有复合屏蔽材料。
实施例2
一种高保真高频线路板，该线路板包括线路层1、以及设置在线路层1上正面和背面的绝缘层2，所述绝缘层2上还设置有一层金属层3，位于顶部的金属层3局部压合有两块高频子板4。
该线路板还包括在线路板上设置的四个第一金属孔11，在所述第一金属孔11的外周分别套设有第二金属孔12，所述第二金属孔12和第一金属孔11同圆心；所述第二金属孔12接地，所述第二金属孔12和第一金属孔11之间设有绝缘层2。
所述位于顶部或底部的金属层3表面设有金属铂镀层5，所述金属铂镀层5的厚度为4um。
所述金属层3是以镍、银为主要成分的金属箔，所述金属层3的厚度为12um。所述金属层3中含28%银，60%镍；所述镍与银颗粒之间的粒径比为10:1。根据上述结构，可以在保持导电性的情况下减轻金属层3表面的劣化。
位于线路板背面的绝缘层2及金属层3尺寸上略小于所述线路层1，当所述绝缘层2及金属层3覆盖在所述线路层1上时，所述线路层1上有两边沿部分裸露在所述金属层3外，在该裸露边沿部分可设置多个用于与外部电路相连接的金属电极。
所述绝缘层2的材料为玻纤蜂窝芯板。
所述线路层1与绝缘层2之间还设有一层半固化层6，所述半固化层6材料为树脂。
所述绝缘层2与所述金属层3之间涂覆有复合屏蔽材料，所述第一金属孔11与绝缘层2、第二金属孔12与绝缘层2之间涂覆有复合屏蔽材料。
实施例3
一种高保真高频线路板，该线路板包括线路层1、以及设置在线路层1上正面和背面的绝缘层2，所述绝缘层2上还设置有一层金属层3，位于顶部的金属层3局部压合有一块高频子板4。
该线路板还包括在线路板上设置的四个第一金属孔11，在所述第一金属孔11的外周分别套设有第二金属孔12，所述第二金属孔12和第一金属孔11同圆心；所述第二金属孔12接地，所述第二金属孔12和第一金属孔11之间设有绝缘层2。
所述位于顶部或底部的金属层3表面设有金属铂镀层5，所述金属铂镀层5的厚度为3um。
所述金属层3是以镍、银为主要成分的金属箔，所述金属层3的厚度为12um。所述金属层3中含25%银，60%镍；所述镍与银颗粒之间的粒径比为12:1。根据上述结构，可以在保持导电性的情况下减轻金属层3表面的劣化。
位于线路板背面的绝缘层2及金属层3尺寸上略小于所述线路层1，当所述绝缘层2及金属层3覆盖在所述线路层1上时，所述线路层1上有两边沿部分裸露在所述金属层3外，在该裸露边沿部分可设置多个用于与外部电路相连接的金属电极。
所述绝缘层2的材料为聚酰亚胺泡沫基材。
所述线路层1与绝缘层2之间还设有一层半固化层6，所述半固化层6材料为树脂。
所述绝缘层2与所述金属层3之间涂覆有复合屏蔽材料，所述第一金属孔11与绝缘层2、第二金属孔12与绝缘层2之间涂覆有复合屏蔽材料。
实施例4
一种高保真高频线路板，该线路板包括线路层1、以及设置在线路层1上正面和背面的绝缘层2，所述绝缘层2上还设置有两层金属层3，位于顶部的金属层3局部压合有两块高频子板4。
该线路板还包括在线路板上设置的四个第一金属孔11，在所述第一金属孔11的外周分别套设有第二金属孔12，所述第二金属孔12和第一金属孔11同圆心；所述第二金属孔12接地，所述第二金属孔12和第一金属孔11之间设有绝缘层2。
所述位于顶部或底部的金属层3表面设有金属铂镀层5，所述金属铂镀层5的厚度为5um。
所述金属层3是以镍、银为主要成分的金属箔，所述金属层3的厚度为10um。所述金属层3中含28%银，55%镍；所述镍与银颗粒之间的粒径比为10：1。根据上述结构，可以在保持导电性的情况下减轻金属层3表面的劣化。
位于线路板背面的绝缘层2及金属层3尺寸上略小于所述线路层1，当所述绝缘层2及金属层3覆盖在所述线路层1上时，所述线路层1上有一边沿部分裸露在所述金属层3外，在该裸露边沿部分可设置多个用于与外部电路相连接的金属电极。
所述绝缘层2的材料为陶瓷基材。
所述线路层1与绝缘层2之间还设有一层半固化层6，所述半固化层6材料为树脂。
所述绝缘层2与所述金属层3之间涂覆有复合屏蔽材料，所述第一金属孔11与绝缘层2、第二金属孔12与绝缘层2之间涂覆有复合屏蔽材料。
实施例5
一种高保真高频线路板，该线路板包括线路层1、以及设置在线路层1上正面和背面的绝缘层2，所述绝缘层2上还设置有两层金属层3，位于顶部的金属层3局部压合有一块高频子板4。
该线路板还包括在线路板上设置的四个第一金属孔11，在所述第一金属孔11的外周分别套设有第二金属孔12，所述第二金属孔12和第一金属孔11同圆心；所述第二金属孔12接地，所述第二金属孔12和第一金属孔11之间设有绝缘层2。
所述位于顶部或底部的金属层3表面设有金属铂镀层5，所述金属铂镀层5的厚度为3um。
所述金属层3是以镍、银为主要成分的金属箔，所述金属层3的厚度为10um。所述金属层3中含35%银，55%镍；所述镍与银颗粒之间的粒径比为11:1。根据上述结构，可以在保持导电性的情况下减轻金属层3表面的劣化。
位于线路板背面的绝缘层2及金属层3尺寸上略小于所述线路层1，当所述绝缘层2及金属层3覆盖在所述线路层1上时，所述线路层1上至少一边沿部分裸露在所述金属层3外，在该裸露边沿部分可设置多个用于与外部电路相连接的金属电极。
所述绝缘层2的材料为环氧玻璃纤维布。
所述线路层1与绝缘层2之间还设有一层半固化层6，所述半固化层6材料为树脂。
所述绝缘层2与所述金属层3之间涂覆有复合屏蔽材料，所述第一金属孔11与绝缘层2、第二金属孔12与绝缘层2之间涂覆有复合屏蔽材料。
实施例6
本实施例提供一种复合屏蔽材料，应用于实施例1-5中的高频高保真线路板。所述复合屏蔽材料按重量组份计包括：粒径为1-10um的银粉15份、粒径为3-5um的镍粉8份、聚氨酯5份、聚酰亚胺11份、乙酸乙酯5份、聚二甲基硅氧烷-b-聚甲基丙烯酸甲酯13份、苯乙烯4份。
为保证线路板产品的正常工作且不影响周围的电磁环境,基于国际电工委员会的CISPR-22标准中CLASS B要求,搭建测试平台,利用10 m电波暗室对印制电路产品进行电场辐射发射测试。通过对有添加复合屏蔽材料涂层的线路板和无添加复合屏蔽材料涂层的线路板产品的电场辐射波形进行对比，得出无添加复合屏蔽材料涂层的线路板产品勉强达到参考标准的要求，但利用添加复合屏蔽材料涂层对线路板进行改进后,测试得到的电场辐射波形明显得到优化，达到参考标准的要求。
实施例7
本实施例提供一种复合屏蔽材料，应用于实施例1-5中的高频高保真线路板。所述复合屏蔽材料按重量组份计包括：粒径为1-10um的银粉15份、粒径为3-5um的镍粉8份、聚氨酯5份、聚酰亚胺11份、乙酸乙酯5份、聚二甲基硅氧烷-b-聚甲基丙烯酸甲酯10份、苯乙烯6份。
为保证线路板产品的正常工作且不影响周围的电磁环境,基于国际电工委员会的CISPR-22标准中CLASS B要求,搭建测试平台,利用10 m电波暗室对印制电路产品进行电场辐射发射测试。通过对有添加复合屏蔽材料涂层的线路板和无添加复合屏蔽材料涂层的线路板产品的电场辐射波形进行对比，得出无添加复合屏蔽材料涂层的线路板产品勉强达到参考标准的要求，但利用添加复合屏蔽材料涂层对线路板进行改进后,测试得到的电场辐射波形明显得到优化，达到参考标准的要求。
实施例8
本实施例提供一种复合屏蔽材料，应用于实施例1-5中的高频高保真线路板。所述复合屏蔽材料按重量组份计包括：粒径为1-10um的银粉15份、粒径为3-5um的镍粉8份、聚氨酯5份、聚酰亚胺11份、乙酸乙酯5份、聚二甲基硅氧烷-b-聚甲基丙烯酸甲酯15份、苯乙烯6份。
为保证线路板产品的正常工作且不影响周围的电磁环境,基于国际电工委员会的CISPR-22标准中CLASS B要求,搭建测试平台,利用10 m电波暗室对印制电路产品进行电场辐射发射测试。通过对有添加复合屏蔽材料涂层的线路板和无添加复合屏蔽材料涂层的线路板产品的电场辐射波形进行对比，得出无添加复合屏蔽材料涂层的线路板产品勉强达到参考标准的要求，但利用添加复合屏蔽材料涂层对线路板进行改进后,测试得到的电场辐射波形明显得到优化，达到参考标准的要求。
实施例9
本实施例提供一种复合屏蔽材料，应用于实施例1-5中的高频高保真线路板。所述复合屏蔽材料按重量组份计包括：粒径为1-10um的银粉15份、粒径为3-5um的镍粉8份、聚氨酯5份、聚酰亚胺11份、乙酸乙酯5份、聚二甲基硅氧烷-b-聚甲基丙烯酸甲酯10份、苯乙烯2份。
为保证线路板产品的正常工作且不影响周围的电磁环境,基于国际电工委员会的CISPR-22标准中CLASS B要求,搭建测试平台,利用10 m电波暗室对印制电路产品进行电场辐射发射测试。通过对有添加复合屏蔽材料涂层的线路板和无添加复合屏蔽材料涂层的线路板产品的电场辐射波形进行对比，得出无添加复合屏蔽材料涂层的线路板产品勉强达到参考标准的要求，但利用添加复合屏蔽材料涂层对线路板进行改进后,测试得到的电场辐射波形明显得到优化，达到参考标准的要求。
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。在本发明中所有未详尽描述的技术细节均可通过任一现有技术实现。
Claims (6)
1.一种高保真高频线路板，其特征在于，该线路板包括线路层、以及设置在线路层上正面和背面的绝缘层，所述绝缘层上还设置有至少一层金属层，位于顶部的金属层局部压合有至少一块高频子板；所述金属层中含25-40%银，50-65%镍；所述镍与银颗粒之间的粒径比为1:1-15:1；还包括在线路板上设置的四个第一金属孔，在所述第一金属孔的外周分别套设有第二金属孔，所述第二金属孔和第一金属孔同圆心；所述第二金属孔接地，所述第二金属孔和第一金属孔之间设有绝缘层；所述绝缘层与所述金属层之间涂覆有复合屏蔽材料，所述第一金属孔与绝缘层、第二金属孔与绝缘层之间涂覆有复合屏蔽材料；所述复合屏蔽材料按重量组份计包括：粒径为1-10um的银粉10-20份、粒径为3-5um的镍粉5-12份、聚氨酯2-6份、聚酰亚胺8-14份、乙酸乙酯3-8份、聚二甲基硅氧烷-b-聚甲基丙烯酸甲酯10-15份、苯乙烯2-6份。
2.根据权利要求 1 所述的一种高保真高频线路板，其特征在于，所述位于顶部或底部的金属层表面设有金属铂镀层，所述金属铂镀层的厚度为2-8um。
3.根据权利要求 1 所述的一种高保真高频线路板，其特征在于，所述金属层是以镍、银为主要成分的金属箔，所述金属层的厚度为8-20um。
4.根据权利要求 1 所述的一种高保真高频线路板，其特征在于，位于线路板背面的绝缘层及金属层尺寸上略小于所述线路层，当所述绝缘层及金属层覆盖在所述线路层上时，所述线路层上至少一边沿部分裸露在所述金属层外，在该裸露边沿部分可设置多个用于与外部电路相连接的金属电极。
5.根据权利要求 1 所述的一种高保真高频线路板，其特征在于，所述绝缘层的材料为陶瓷基材、环氧玻璃纤维布、玻纤蜂窝芯板、聚酰亚胺泡沫基材中的任一种。
6.根据权利要求 1 所述的一种高保真高频线路板，其特征在于，所述线路层与绝缘层之间还设有一层半固化层，所述半固化层材料为树脂。
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