CN106255314B - 一种线路板、终端及线路板制作方法 - Google Patents

一种线路板、终端及线路板制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种线路板、终端及线路板制作方法；该线路板包括：基底层和线路层；线路层设置在基底层之上；线路层包括电源线区域和地线区域，电源线区域上设有第一金属加厚层，地线区域上设有第二金属加厚层。本发明还提供一种终端和线路板制作方法，本发明的线路板、终端及线路板制作方法采用D+线、ID线和D‑线留在第一层，将电源线和地线走线到第二层，再加厚电源线和地线的金属厚度的方案，不仅可以使通用串行总线达到90欧阻抗，还可以提高终端充电速度。

Description

一种线路板、终端及线路板制作方法
技术领域
本发明涉及终端技术领域，具体涉及一种线路板、终端及线路板制作方法。
背景技术
PCB是英文“Printed Circuit Board”(印刷电路板)的简称，又称为线路板。在绝缘材料上，按预定设计制成印刷线路、印刷元件或两者组合而成的导电图形成为印刷电路。而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形称为印刷线路。这样把印刷电路或印刷线路的成品板称为印刷电路板。
我们能见到的电子设备几乎离不开PCB，小到电子手表、计算器，大到计算机、军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，它们之间的电气互联都要用到PCB，如对电子设备充电。为了实现快速充电，可以通过增加PCB的铜厚来提高电源线的过电流能力。然而过厚的线路板铜厚会导致USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)的D+/D-的差分90欧阻抗难以实现。
发明内容
本发明实施例提供一种线路板、终端及线路板制作方法，可以解决现有的因线路板铜厚过厚导致USB中D+/D-的差分90欧阻抗难以实现的技术问题。
本发明提供一种线路板，包括：基底层和线路层；
所述线路层设置在所述基底层之上；
所述线路层包括电源线区域和地线区域，所述电源线区域上设有第一金属加厚层，所述地线区域上设有第二金属加厚层。
本发明还提供一种终端，包括通用串行总线接口，及与所述通用串行总线接口连接的线路板，其中所述线路板包括：基底层和线路层；
所述线路层设置在所述基底层之上；
所述线路层包括电源线区域和地线区域，所述电源线区域上设有第一金属加厚层，所述地线区域上设有第二金属加厚层。
本发明还提供一种线路板制作方法，包括：
对基底层进行镀金属操作；
对所述经过镀金属操作的基底层进行图形转移，得到线路层；
分别加厚所述线路层中的电源线区域和地线区域的金属厚度。
本发明的线路板包括基底层和线路层；所述线路层设置在所述基底层之上；所述线路层包括电源线区域和地线区域，所述电源线区域上设有第一金属加厚层，所述地线区域上设有第二金属加厚层。相对于现有技术的线路板、终端和线路板制作方法，本发明的线路板、终端和线路板制作方法通过将D+线、ID线和D-线留在第一层，将电源线和地线走线到第二层，再加厚电源线和地线的金属厚度的方法，不仅可以使通用串行总线达到90欧阻抗，还可以提高终端充电速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例一提供的线路板的结构图。
图2为本发明实施例一提供的线路板俯视图。
图3为本发明实施例一提供的线路板的另一结构图。
图4为本发明实施例二提供的终端的结构图。
图5为本发明实施例三提供的线路板制作方法的流程图。
图6为本发明实施例三提供的线路板阻抗模拟图。
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。
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明实施例提供一种线路板、终端和线路板制作方法。以下将分别进行详细说明。
实施例一、
请参照图1，图1为本发明的线路板结构图。线路板包括基底层1和线路层2，所述线路层1设置在基底层2之上。在一些实施例中，所述基底层1包括金属层11和绝缘层12，绝缘层12设置在金属层11之上，线路层2设置在绝缘层12之上。优选的，该金属层11厚度为常规厚度32微米。该金属层11可以由铝、银或铜等金属材料，或上述金属材料的混合物组成，具体可以根据导电性能和成本进行选择，此处不作具体限定。绝缘层12为一层低热阻导热绝缘材料。优选的，绝缘层12厚度为常规厚度67微米。
线路层2包括电源线(VUSB)区域21、地线(GND，Ground)区域22、D-线区域23、D+线区域24及ID线区域25，如图2所示。所述电源线区域上设有第一金属加厚层26，所述地线区域上设有第二金属加厚层27，以增大PCB过电流能力。线路层2设置在所述绝缘层12上，具体可通过在绝缘层12上表面电镀上一层金属，再在经过电镀的绝缘层12上进行线路图形转移制得。其中，电镀的金属材料可以是铝、银或铜等金属材料，或上述金属材料的混合物，具体可以根据导电性能和成本进行选择，此处不作具体限定。优选的，由于铜具有极为优越的导电性，容易电镀，成本低的特点，因此在本实施例中对绝缘层12上表面电镀铜。
由于通用串行总线接口的线路中包含电源线、地线、D+线、D-线和ID线等线路，因此对经过电镀的绝缘层12进行图形转移制得上述通用串行总线接口的全部线路。具体步骤如下：第一步贴膜：从干膜上剥下聚乙烯保护膜，在加热加压的条件下将干膜抗蚀剂粘贴在覆铜板上。干膜中的抗蚀剂层受热后变形，流动性增加，借助于热压辊的压力和抗蚀剂中的粘结剂的作用完成贴膜；第二步曝光：在紫外灯光照射下，光引发剂吸收光能，分解成流离基，游离基再引发光聚合单体进行聚合交联反应，反应后形成不溶于稀碱液体的体型大分子结构，从而将设计的影像图形通过紫外灯光转移到线路板的干膜上；第三步显影：将未聚合部分显影掉；第四步蚀刻：蚀刻掉多余的铜箔；第五步去膜：使用3％-5％的NaOH溶液，温度控制在55摄氏度左右，将线路板浸泡到去膜液中，待膜变软脱落后，取出立即用水冲洗，从而将膜去除。
经过上述图形转移步骤后得到的线路层2包括电源线(VUSB)区域和地线(GND，Ground)区域。接着分别对所述电源线区域设置第一金属加厚层26，对地线区域设置第二金属加厚层27，具体可以采取电镀金属的方式。其中，该第一金属加厚层26可以由铝、银或铜等金属材料，或上述金属材料的混合物组成；相应的，该第二金属加厚层27也可以由铝、银或铜等金属材料，或上述金属材料的混合物组成。需要说明的，所述第一金属加厚层26和第二金属加厚层27制作材料可以根据导电性能和成本等进行选择，在本实施例中不作具体限定。优选的，由于铜具有极为优越的导电性，容易电镀，成本低的特点，因此在本实施例中所述第一金属加厚层26和所述第二金属加厚层27均为铜加厚层。在一些实施例中，所述第一金属加厚层26组成材料与所述第二金属加厚层27组成材料相同；在一些实施例中，所述第一金属加厚层26组成材料与所述第二金属加厚层27组成材料不相同。
该第一金属加厚层26为扁平状、中间凸起状或中间凹陷状等形状；相应的，第二金属加厚层27也可以为扁平状、中间凸起状或中间凹陷状等形状。在一些实施例中，第一金属加厚层26形状与第二金属加厚层27形状相同，请参照图1，第一金属加厚层26和第二金属加厚层27均为扁平状；在一些实施例中，第一金属加厚层26形状与第二金属加厚层27形状不相同，请参照图3，第一金属加厚层26为中间凸起状，第二金属加厚层27为中间凹陷状。在一些实施例中，第一金属加厚层26厚度等于第二金属加厚层27厚度，请参照图1，第一金属加厚层26和第二金属加厚层27具有相同的厚度；在一些实施例中，第一金属加厚层26厚度与第二金属加厚层27厚度不一致，请参照图3，第一金属加厚层26厚度大于第二金属加厚层27的厚度。
本优选实施例的线路板采用将D+线、ID线和D-线留在第一层，将电源线和地线走线到第二层，再加厚电源线和地线的金属厚度，不仅可以使通用串行总线达到90欧阻抗，还可以提高终端充电速度。
实施例二、
请参照图4，图4为本发明终端的结构图。终端2000包括通用串行总线接口2001及与所述通用串行总线接口2001连接的线路板2002。
通用串行总线接口2001可以让计算机的低速外围设备，如键盘、鼠标等，以简单的线缆插入式连接方法来进行低速的工作。通用串行总线接口2001一般包括5条信号线，具体为D+线、D-线、ID线、电源线和地线。由于通用串行总线接口2001中携带了电源线和地线，因此它可以直接从主机的接口或集线器上得到电源的供给。
线路板2002包括基底层和线路层，所述线路层设置在基底层之上。在一些实施例中，所述基底层包括金属层和绝缘层，绝缘层设置在金属层之上，线路层设置在绝缘层之上。优选的，该金属层厚度为常规厚度32微米。该金属层可以由铝、银或铜等金属材料，或上述金属材料的混合物组成，具体可以根据导电性能和成本进行选择，此处不作具体限定。绝缘层为一层低热阻导热绝缘材料。优选的，绝缘层厚度为常规厚度67微米。
线路层包括电源线(VUSB)区域和地线(GND，Ground)区域，所述电源线区域上设有第一金属加厚层，所述地线区域上设有第二金属加厚层，以增大PCB过电流能力。线路层设置在所述绝缘层上，具体可通过在绝缘层上表面电镀上一层金属，再在经过电镀的绝缘层上进行线路图形转移制得。
经过图形转移步骤后得到的线路层包括电源线(VUSB)区域和地线(GND，Ground)区域。接着分别对所述电源线区域设置第一金属加厚层，对地线区域设置第二金属加厚层，具体可以采取电镀金属的方式。其中，该第一金属加厚层可以由铝、银或铜等金属材料，或上述金属材料的混合物组成；相应的，该第二金属加厚层也可以由铝、银或铜等金属材料，或上述金属材料的混合物组成。需要说明的，所述第一金属加厚层和第二金属加厚层制作材料可以根据导电性能和成本等进行选择，在本实施例中不作具体限定。优选的，由于铜具有极为优越的导电性，容易电镀，成本低的特点，因此在本实施例中所述第一金属加厚层和所述第二金属加厚层均为铜加厚层。在一些实施例中，所述第一金属加厚层组成材料与所述第二金属加厚层组成材料相同；在一些实施例中，所述第一金属加厚层组成材料与所述第二金属加厚层组成材料不相同。
该第一金属加厚层为扁平状、中间凸起状或中间凹陷状等形状；相应的，第二金属加厚层也可以为扁平状、中间凸起状或中间凹陷状等形状。在一些实施例中，第一金属加厚层形状与第二金属加厚层形状相同，请参照图1，第一金属加厚层和第二金属加厚层均为扁平状；在一些实施例中，第一金属加厚层形状与第二金属加厚层形状不相同，请参照图3，第一金属加厚层为中间凸起状，第二金属加厚层为中间凹陷状。在一些实施例中，第一金属加厚层厚度等于第二金属加厚层厚度，请参照图1，第一金属加厚层和第二金属加厚层具有相同的厚度；在一些实施例中，第一金属加厚层厚度与第二金属加厚层厚度不一致，请参照图3，第一金属加厚层厚度大于第二金属加厚层的厚度。
本优选实施例的终端采用将D+线、ID线和D-线留在第一层，将电源线和地线走线到第二层，再加厚电源线和地线的金属厚度，不仅可以使通用串行总线达到90欧阻抗，还可以提高终端充电速度。
实施例三、
请参照图5，图5为本发明的线路板制作方法的流程图。下面详细介绍本实施例中线路板制作方法的具体流程。
S301，对基底层进行镀金属操作。
具体的，基底层包括金属层和绝缘层，绝缘层设置在所述金属层之上。对绝缘层与金属层相对的一面进行镀金属操作，可以镀金、银或铝等金属材料，或镀上述金属材料的混合物，具体金属材料可以根据导电性能和成本等进行选择，在本实施例中不作具体限定。优选的，在本实施例中对绝缘层进行整板镀铜操作，以使线路板具有良好的导电性能。当所镀金属的厚度达到通用串行总线接口的D+(Data+)线、D-(Data-)线、ID线等线路所需的金属厚度要求时停止镀金属操作，以保证线路板具有较强的过电流能力。随后转入步骤S302。
S302，对经过镀金属操作的基底层进行图形转移，得到线路层。
接着，对经过镀金属操作的绝缘层进行图形转移，以在基底层上镀铜形成覆铜板为例介绍具体流程。第一步贴膜：从干膜上剥下聚乙烯保护膜，在加热加压的条件下将干膜抗蚀剂粘贴在覆铜板上。干膜中的抗蚀剂层受热后变形，流动性增加，借助于热压辊的压力和抗蚀剂中的粘结剂的作用完成贴膜；第二步曝光：在紫外灯光照射下，光引发剂吸收光能，分解成流离基，游离基再引发光聚合单体进行聚合交联反应，反应后形成不溶于稀碱液体的体型大分子结构，从而将设计的影像图形通过紫外灯光转移到线路板的干膜上；第三步显影：将未聚合部分显影掉；第四步蚀刻：蚀刻掉多余的铜箔；第五步去膜：使用3％-5％的NaOH溶液，温度控制在55摄氏度左右，将线路板浸泡到去膜液中，待膜变软脱落后，取出立即用水冲洗，从而将膜去除。
通过以上步骤即可得到线路层。需要说明的是，通过上述图形转移得到了通用串行总线接口中的所有线路。由于通用串行总线接口中包括电源线、D+线、D-线、ID线和地线等线路，因此所述线路层包括电源线区域、D+线区域、D-线区域、ID线区域和地线区域等区域。随后转入步骤S303。
S303，对线路层中除电源线区域和地线区域之外的区域进行贴干膜操作。
为了实现终端快速充电，可以通过对线路板进行改进来提高过电流能力。PCB设计时要对板上走线的阻抗进行控制，如USB的D+/D-差分90欧阻抗，以避免信号的反射以及其他电磁干扰和信号完整性问题，保证PCB板的实际使用的稳定。其中，影响PCB走线阻抗的因素主要有金属线的宽度、金属线的厚度、绝缘层厚度、介质的介电常数等。同时PCB金属厚度还影响其过电流能力，金属厚度越大其过电流能力越强。
可以通过增加PCB金属厚度的方式来提高过电流能力。如果要设计较厚的金属厚度，则需要较粗的PCB走线，此时如果PCB绝缘层厚度不变，将无法实现差分90欧阻抗的标准值。假设PCB上金属材料为铜，如图6所示，如果铜厚厚度为100微米，则PCB走线最细为300微米，经过阻抗模拟软件模拟，可以得出差分阻抗为44.6欧，小于90欧阻抗标准值。如图5所示，可知PCB中的电源线VUSB和地线GND具有很宽的走线宽度，因此可以通过增加电源线和地线的金属厚度来使阻抗达到90欧阻抗标准值，同时还可以使线路板通过较大的充电电流。
在加厚电源线区域和地线区域的金属厚度之前，为了防止增加D+线区域、D-线区域、ID线区域等区域金属厚度，对上述区域进行贴膜操作，以保护其不受干扰。随后转入步骤S304。
S304，分别加厚线路层中的电源线区域和地线区域的金属厚度。
可以通过电镀方式加厚电源线区域和地线区域的金属厚度如通过电镀铜方式增加电源线区域和地线区域铜厚。具体的先浸酸，浸酸的目的是除去板面氧化物，活化板面。一般浓度在5％左右，以防止水分带入造成漕液硫酸含量不稳定。然后进行图形电镀铜，使电源线和地线的铜厚达到一定的厚度，以满足其所需的电流负载。随后转入步骤S305。
S305，对线路层中除电源线区域和地线区域之外的区域进行去膜操作。
最后将覆盖在D+线区域、D-线区域、ID线区域等区域上的干膜去除。
本优选实施例的线路板制作方法采用将D+线、ID线和D-线留在第一层，将电源线和地线走线到第二层，再加厚电源线和地线的金属厚度，不仅可以使通用串行总线达到90欧阻抗，还可以提高终端充电速度。
需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，如存储在终端的存储器中，并被该终端内的至少一个处理器执行，在执行过程中可包括如信息发布方法的实施例的流程。其中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read OnlyMemory)、随机存取记忆体(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例提供的一种线路板、终端及线路板制作方法进行了详细介绍，其各功能模块可以集成在一个处理芯片中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种线路板，其特征在于，包括：基底层和线路层，所述基底层包括金属层和绝缘层；
所述绝缘层设置在所述金属层之上；
所述线路层设置在所述绝缘层之上；
所述线路层包括D-线区域、D+线区域、ID线区域、电源线区域和地线区域，所述电源线区域上设有第一金属加厚层，所述地线区域上设有第二金属加厚层。
2.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述线路层厚度与所述金属层厚度相同。
3.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述第一金属加厚层厚度与所述第二金属加厚层厚度相同。
4.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述第一金属加厚层厚度和所述第二金属加厚层厚度不相同。
5.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述第一金属加厚层和所述第二金属加厚层为扁平状。
6.一种终端，其特征在于，包括：通用串行总线接口，及与所述通用串行总线接口连接的如权利要求1-5任一项所述的线路板。
7.一种线路板制作方法，其特征在于，包括：
对基底层进行镀金属操作，所述基底层包括金属层和绝缘层，所述绝缘层设置在所述金属层上；
对所述经过镀金属操作的基底层进行图形转移，得到线路层，所述线路层包括D-线区域、D+线区域、ID线区域、电源线区域和地线区域；
分别加厚所述线路层中的电源线区域和地线区域的金属厚度。
8.根据权利要求7所述的线路板制作方法，其特征在于，所述分别加厚所述线路层中的电源线区域和地线区域的金属厚度步骤之前还包括：
对所述线路层中除电源线区域和地线区域之外的区域进行贴干膜操作。
9.根据权利要求8所述的线路板制作方法，其特征在于，所述分别加厚所述线路层中的电源线区域和地线区域的金属厚度步骤之后还包括：
对所述线路层中除电源线区域和地线区域之外的区域进行去膜操作。
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