CN112867235A - 一种高频微波电路板盲槽结构及实现方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高频微波电路板盲槽结构及实现方法、装置，属于高频及微波电路板设计及生产领域。该盲槽结构的特征包括：所述盲槽结构的底部具有图形化线路，侧壁具有金属化镀层；侧壁金属化镀层的底部包含向槽内延伸的金属化引脚；金属化引脚的末端和盲槽结构底部的图形化线路之间存在一高度差，且所述金属化引脚的末端和盲槽底部图形化线路11构成一空腔槽结构。本发明所提供方案避免了第二次铣切对金属化侧壁的损伤破坏；实现了含引脚金属化盲槽侧壁结构的制作，并提高了附着力及可靠性，无需跨介质层传输，从而避免了介质层的损耗，盲槽制造过程无需垫片填充、阻焊、镀锡等额外辅助工序，工艺简单效率高。

Description

一种高频微波电路板盲槽结构及实现方法、装置

技术领域

本发明属于高频及微波电路板设计及生产领域，具体公开了一种高频微波电路板盲槽结构及实现方法、装置。

背景技术

印制电路板盲槽是指未贯穿电路板的腔体区域，能有效利用印制板内的空间。盲槽一方面可以实现印制板内各层电信号输入与输出端口；另一方面也作为粘贴和贴装芯片、电容、电阻等元器件的空腔和载体。

传统高频微波电路板的设计和制造，一般采用印制板边缘(盲槽部分除外)金属化方式，来避免信号的电磁干扰。随着印制电路板内传输的信号向着高频高速发展、布线电路密度的提高，盲槽内线路信号传输的电磁屏蔽和兼容性问题也更加突出，而盲槽侧壁金属化是解决此类问题的一个有效途径。

例如专利CN105764237B公开了一种侧壁金属化阶梯槽PCB的制作方法，采用了垫片填充辅助层压，制作初始盲槽结构，然后对盲槽整体金属化，再经过盲槽底部涂覆阻焊、电镀锡保护、激光烧蚀等方式，实现了包含铜脚的金属化盲槽侧壁、非金属化盲槽底部的盲槽结构。取得了如下效果：阶梯槽中侧壁金属化，实现信号传输的屏蔽作用，减小射频元器件之间的相互干扰；盲槽底部信号发射时可穿越阶梯槽，形成信号的发射与接收回路。该专利存在以下不足：(1)盲槽结构的制造涉及垫片填充、阻焊、镀锡、激光等步骤，过程繁琐复杂；(2)同时盲槽底部的线路，需穿过其上部的介质层进行发射与回收，介质层会造成一定的损耗。

专利CN105764238B公开了一种侧壁金属化阶梯槽的制备方法，通过胶带局部保护盲槽底部图形、PTFE垫片填充，层压后去除垫片开槽，沉铜并电镀增厚盲槽侧壁，然后激光烧蚀或撕除方式，去除保护胶带，实现了侧壁金属化、底面为线路图形盲槽结构的加工。该专利不足之处有：(1)局部胶带保护盲槽的实现难度大；(2)PTFE垫片填充的过程繁琐复杂；(3)盲槽结构的底部，没有直接布设线路图形，信号的传输过程也涉及介质层的损耗。

专利CN105163526B公开了一种阶梯槽的制备方法，通过一次机械控深开设预定深度盲槽，然后进行盲槽侧壁和底部的金属化；再通过二次机械控深去除盲槽底部金属层及一定介质深度，再通过激光去介质的方式制作盲槽底部的图形，最终实现了一种侧壁金属化、无铜脚、底部含图形的盲槽结构。该专利不足之处有：(1)需要两次机械控深开槽，对机械控深精度要求高；(2)且第二次机械开槽容易破坏已有的侧壁金属化镀层；(3)盲槽的侧壁金属化，无金属引脚存在，金属化镀层附着力及可靠性较低。

专利CN105163499B公开了一种PCB板阶梯槽的制备方法，通过联合机械控深、激光烧蚀的方式预开槽，对槽底和侧壁进行金属化，然后电镀锡，再利用激光去除槽底镀锡，最后蚀刻去除盲槽底部铜的方式，实现了一种侧壁金属化、底部非金属化盲槽制作方法。该专利不足之处有：(1)盲槽结构底部，同样没有布设线路图形，信号的传输过程也涉及介质层的损耗；(2)盲槽的侧壁金属化，无金属引脚存在，金属化镀层附着力及可靠性较低。

专利CN103079350B公开了一种印制板的盲槽内图形的加工方法，通过整体制作侧壁和底部全部金属化的盲槽，然后用激光精确烧蚀的选择性蚀刻方式，制作了盲槽底部的图形；但该专利存在盲槽底部图形在盲槽开槽后制作，而且涉及镀锡、激光精密刻蚀线路等步骤，过程繁琐复杂等缺陷，且该专利结构限制了盲槽底部线路在本层内的互联和布线，只能通过金属化过孔在下一层进行实现。

可以看出现有技术中制造侧壁金属化、底部含金属化图形的盲槽结构，存在工艺实现流程长、过程复杂、效率低、金属化侧壁可靠性低、盲槽底部的图形需要跨介质层传输等不足。

发明内容

本发明提供了一种侧壁金属化、底部含图形化线路盲槽结构高频微波印制电路的设计及工艺实现方法、装置，解决现有技术的盲槽结构设计及工艺实现存在的工艺流程长、效率低，传输损耗高、金属化侧壁可靠性低等不足问题，提高盲槽内信号传输的电磁屏蔽、电磁兼容性问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种高频微波电路板盲槽结构，该盲槽结构的特征包括：

1)所述盲槽结构的底部具有图形化线路，侧壁具有金属化镀层；

2)侧壁金属化镀层的底部包含向槽内延伸的金属化引脚；

3)金属化引脚的末端和盲槽结构底部的图形化线路之间存在一高度差(h)，且所述金属化引脚的末端和盲槽底部图形化线路11构成一空腔槽结构(V)。

所述空腔槽结构是指底部布设有图形化线路、侧壁没有金属化镀层的槽。

所述高度差h的值大于层压粘接片的厚度。

另一方面，本发明还提供了一种高频微波电路板盲槽结构的实现方法，该方法用于制造前述任一高频微波电路板盲槽结构，该实现方法具体包括如下步骤：

S100，提供下子板1、内层芯板3、第一层压粘接片21、第二层压粘接片22、外层芯板4，从上到下按照外层芯板4、第一层压粘接片21、内层芯板3、第二层压粘接片22、下子板1的顺序进行对位叠层，并层压粘接为一个整体；

S101，对层压后的印制板整体结构第一次深度控制开槽，得到第一盲槽结构；

S102，对盲槽侧壁及底部金属化；

S103，第二次深度控制开槽，且第二次开槽尺寸与第一次开槽尺寸不相同；

S104，去除盲槽线路层上残留的层压粘接片，露出盲槽底部的图形化线路11，形成包含空腔槽结构54的盲槽结构。

其中，所述下子板1为双层布线板或多层布线基板，且在下子板1上表面的预设盲槽位置处布设有图形化线路11。

进一步的，步骤S101中第一次开槽的深度起于外层芯板4、并截止于内层芯板3。

进一步的，步骤S101中，第二次开槽的尺寸小于包含金属化镀层52的第一盲槽结构51的尺寸，且第二次开槽深度起于底部的金属化镀层、截止于第二层压粘接片22中。

进一步的，在步骤S103中的第二次深度控制开槽结束后，形成包含第二盲槽结构53的印制板结构；同时形成从侧壁金属化镀层52的底部向槽内延伸的金属化引脚521结构。

进一步的，所述空腔槽结构54是指底部有图形化线路11、侧壁没有金属化镀层、高度为h的槽，其是由所述金属化引脚521的末端和盲槽底部图形化线路11构成的槽结构。

同时本发明还提供了一种装置，该装置用于完成前述任一高频微波电路板盲槽结构的实现方法。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明所提供的一种侧壁金属化、底部含图形化线路盲槽结构高频微波印制电路的设计和实现方法、装置，相较于现有技术，通过两次尺寸差异化数控铣切开槽，避免了第二次铣切对金属化侧壁的损伤破坏；实现了含引脚金属化盲槽侧壁结构的制作，并提高了附着力及可靠性。

(2)本发明能够在盲槽空腔的底部直接布设线路图形，无需跨介质层传输，从而避免了介质层的损耗。

(3)本发明提供的盲槽制造过程无需垫片填充、阻焊、镀锡等额外辅助工序，工艺简单效率高。

附图说明

图1(a)为侧壁无金属屏蔽层的盲槽结构，图1(b)为侧壁和底部全部金属化的盲槽结构。

图2是本发明技术实施例提供的改进的盲槽结构截面示意图。

图3是本发明技术实施例提供的改进的盲槽结构三维结构示意图。

图4是本发明实施例提供的改进的盲槽结构制造流程示意图。

图5是本发明实施例提供的叠层结构示意图。

图6是本发明实施例提供的层压后结构示意图。

图7是本发明实施例提供的第一次机械控深开槽后结构示意图。

图8是本发明实施例提供的盲槽金属化示意图。

图9是本发明实施例提供的第二次机械控深开槽后结构图。

图10是本发明实施例提供的激光开槽后的盲槽结构示意图。

图中各附图标记为：

1，下子板；11，盲槽内图形化线路；21，第一层压粘接片；22，第二层压粘接片；3，内层芯板；4，外层芯板；5，盲槽结构；51，第一盲槽结构；52，金属化镀层；53，第二盲槽结构；54，空腔槽结构V；521，金属化盲槽引脚；h，高度差。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

现有技术的盲槽结构设计及工艺存在工艺流流程长、效率低，传输损耗高、金属化侧壁可靠性低等缺陷，如图1所示，为现有技术中两种侧壁无金属化盲槽型高频微波印制板结构示意。其中图1(a)为侧壁无金属屏蔽层的盲槽结构，图1(b)为侧壁和底部全部金属化的盲槽结构(引用自专利CN103079350B)。当盲槽的侧壁无金属屏蔽层，若盲槽内线路传输高频微波信号时，盲槽处势必会产生干扰或串扰；而当盲槽的侧壁和底部全部金属化时，限制了盲槽底部线路在本层内的互联和布线，只能通过金属化过孔在下一层进行实现，同时也降低了信号的传输效果。

而本发明提供了一种改进的电路板盲槽结构，尤其适用于高频微波电路板，并进一步提供了该改进的盲槽结构的加工方法。以下将通过实施例的组合进行详细的说明。

实施例1

如图2所示，实施例1提供了一种改进后的侧壁金属化、底部含图形化线路盲槽结构，其结构特征如下：

1)所述盲槽结构5的底部具有图形化线路11，侧壁具有金属化镀层52；

2)所述侧壁金属化镀层52的底部包含向槽内延伸的金属化引脚521；

3)所述金属化引脚521的末端和盲槽结构5底部的图形化线路11之间存在一高度差h，且所述金属化引脚521的末端和盲槽底部图形化线路11构成一空腔槽结构V。

所述空腔槽结构是指底部有图形化线路11、侧壁没有金属化镀层的槽。

所述高度差h的值可以根据设计和工艺加工能力进行调整，在优选实施例中h的值大于层压粘接片的厚度。

所述空腔槽结构V的底部直接布设线路图形11，无需跨介质层传输，从而避免了介质层的损耗。

图3显示了本发明实施例提供的一种侧壁金属化、底部含图形化线路盲槽结构的三维结构图。

实施例2

在本实施例中提供了一种具备上述盲槽结构的高频微波印制电路的制造方法。其制造工艺流程图如图4所示。

具体地，该制造方法实现过程包含如下步骤：

(S100)提供下子板1、内层芯板3、第一层压粘接片21、第二层压粘接片22、外层芯板4，从上到下按照外层芯板4、第一层压粘接片21、内层芯板3、第二层压粘接片22、下子板1的顺序进行对位叠层，并层压粘接为一个整体，对位叠层顺序如图5所示，层压后的印制板整体结构如图6所示。

所述下子板1为双层布线板或多层布线基板，且在下子板1上表面的预设盲槽位置处布设有图形化线路11。

(S101)对层压后的印制板整体结构第一次深度控制开槽。

第一次开槽的深度起于外层芯板4、并截止于内层芯板3，在第一次开槽过程结束后，形成包含第一盲槽结构51的印制板结构，如图7所示。

(S102)盲槽侧壁及底部金属化。

采用印制板沉铜、电镀等常规工艺，形成第一盲槽结构51的侧壁及底部的金属化镀层52，如图8所示。

(S103)第二次深度控制开槽，且第二次开槽尺寸与第一次开槽尺寸不相同。

第二次开槽的尺寸小于包含金属化镀层52的第一盲槽结构51的尺寸，且第二次开槽深度起于底部的金属化镀层、截止于第二层压粘接片22中。

第二次开槽尺寸小于第一盲槽结构51，可以有效避让并保护已有的金属化镀层52。

在一个实施例中，第一次和第二次的开槽方式优选为铣切开槽。

该过程结束后，形成包含第二盲槽结构53的印制板结构；同时形成从侧壁金属化镀层52的底部向槽内延伸的金属化引脚521结构，如图9所示。

金属化引脚结构的存在，增大了盲槽侧壁金属化镀层和介质基板的接触面积，从而提高了镀层附着力及可靠性。

(S104)激光开槽。

通过激光方式去除盲槽线路层上部残留的第二层压粘接片2，露出盲槽底部的图形化线路11，形成包含空腔槽结构54的印制板结构，如图10所示。

所述激光，包含但不限于二氧化碳激光、紫外激光、皮秒激光。

至此，预设的盲槽结构5已实质形成。

在该步骤完成后，所述金属化引脚521的末端和盲槽结构5底部的图形化线路11之间形成一高度差h。

所述空腔槽结构54是指底部有图形化线路11、侧壁没有金属化镀层、高度为h的槽，是由所述金属化引脚521的末端和盲槽底部图形化线路11构成的槽结构。

实施例3

在初步完成盲槽结构5的加工后，根据实际生产应用需求还可以对盲槽底部图形化线路及其他线路，进行表面涂覆。所述表面涂覆，包含但不限于电镀金、化学镍金、电镀镍金、化学镍钯金等。

可选地，可以按照预设尺寸进一步进行印制版外形铣切加工，形成边缘盲槽结构。本发明实施例对后续加工的具体方式不做限定。

实施例4

本实施例提供一种加工装置，该加工装置用于完成前述任一实施例中的盲槽结构的加工方法。

以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰。如多种深度的盲槽结构的设置、金属化引脚和盲槽底部图形化线路高度差h的调整等，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种高频微波电路板盲槽结构，其特征在于，该盲槽结构的特征包括：

1)所述盲槽结构的底部具有图形化线路，侧壁具有金属化镀层；

2)侧壁金属化镀层的底部包含向槽内延伸的金属化引脚；

3)金属化引脚的末端和盲槽结构底部的图形化线路之间存在一高度差(h)，且所述金属化引脚的末端和盲槽底部图形化线路11构成一空腔槽结构(V)。

2.如权利要求1所述的一种高频微波电路板盲槽结构，其特征在于，所述空腔槽结构(V)是指底部布设有图形化线路、侧壁没有金属化镀层的槽。

3.如权利要求1所述的一种高频微波电路板盲槽结构，其特征在于，所述高度差h的值大于层压粘接片的厚度。

4.一种高频微波电路板盲槽结构的实现方法，其特征在于，该方法用于制造权利要求1-3中任一高频微波电路板盲槽结构，该实现方法具体包括如下步骤：

S100，提供下子板(1)、内层芯板(3)、第一层压粘接片(21)、第二层压粘接片(22)、外层芯板(4)，从上到下按照外层芯板(4)、第一层压粘接片(21)、内层芯板(3)、第二层压粘接片(22)、下子板(1)的顺序进行对位叠层，并层压粘接为一个整体；

S101，对层压后的印制板整体结构第一次深度控制开槽，得到第一盲槽结构；

S102，对盲槽侧壁及底部金属化；

S103，第二次深度控制开槽，且第二次开槽尺寸与第一次开槽尺寸不相同；

S104，去除盲槽线路层上残留的层压粘接片，露出盲槽底部的图形化线路(11)，形成包含空腔槽结构(54)的盲槽结构。

5.如权利要求4所述的一种高频微波电路板盲槽结构的实现方法，其特征在于，所述下子板(1)为双层布线板或多层布线基板，且在下子板(1)上表面的预设盲槽位置处布设有图形化线路(11)。

6.如权利要求4所述的一种高频微波电路板盲槽结构的实现方法，其特征在于，步骤S101中第一次开槽的深度起于外层芯板(4)、并截止于内层芯板(3)。

7.如权利要求6所述的一种高频微波电路板盲槽结构的实现方法，其特征在于，步骤S101中，第二次开槽的尺寸小于包含金属化镀层(52)的第一盲槽结构(51)的尺寸，且第二次开槽深度起于底部的金属化镀层、截止于第二层压粘接片(22)中。

8.如权利要求7所述的一种高频微波电路板盲槽结构的实现方法，其特征在于，在步骤S103中的第二次深度控制开槽结束后，形成包含第二盲槽结构(53)的印制板结构；同时形成从侧壁金属化镀层(52)的底部向槽内延伸的金属化引脚(521)结构。

9.如权利要求4所述的一种高频微波电路板盲槽结构的实现方法，其特征在于，所述空腔槽结构(54)是指底部有图形化线路(11)、侧壁没有金属化镀层、高度为(h)的槽，其是由所述金属化引脚(521)的末端和盲槽底部图形化线路(11)构成的槽结构。

10.一种装置，其特征在于，该装置用于完成权利要求4-9中任一高频微波电路板盲槽结构的实现方法。

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