CN115734470A - Pcb 3d堆叠结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种PCB 3D堆叠结构及其制作方法，涉及电路结构技术领域。上述方案的PCB 3D堆叠结构采用在PCB基板的两侧分别形成第一导电层和第二导电层以得到中介层，上主板和下主板分别与第一导电层和第二导电层电连接，以实现上主板和下主板之间的互连和导通。该中介层与现有中介层相比省略了真空树脂塞孔、再次电镀、走线、曝光、显影、蚀刻等线路成型相关的工艺流程，从而降低了中介层的生产工艺难度，节约的成本。

Description

PCB 3D堆叠结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及电路结构技术领域，尤其涉及一种PCB 3D堆叠结构及其制作方法。

背景技术

目前行业内常见的PCB 3D堆叠方式为：上主板(HDI叠构)+interposer(中介层)+下主板(HDI叠构)，主板与interposer之间通过锡球焊点的形成上下互连和信号的导通，但是缺点为：现有interposer生产工艺极其复杂，成本高昂。

发明内容

基于此，有必要提供一种PCB 3D堆叠结构及其制作方法，旨在解决现有PCB3D堆叠方式中interposer生产工艺复杂的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案一为：

PCB 3D堆叠结构，包括上主板、下主板及中介层，所述中介层包括PCB基板、第一导电层和第二导电层，所述第一导电层设于所述PCB基板的一侧，所述第二导电层设于所述PCB基板背离所述第一导电层的一侧，所述第一导电层和所述第二导电层电连接，所述中介层位于所述上主板和所述下主板之间，所述上主板与所述第一导电层电连接，所述下主板与所述第二导电层电连接。

在所述PCB 3D堆叠结构的一些实施例中，所述第一导电层和所述第二导电层连为一体，以将所述PCB基板包裹。

在所述PCB 3D堆叠结构的一些实施例中，所述上主板由多个软板叠构制成。

在所述PCB 3D堆叠结构的一些实施例中，所述上主板上设有第一焊盘区，所述下主板背离所述中介层的一侧设有第二焊盘区，所述第一焊盘区自所述上主板向所述下主板背离所述中介层一侧弯折，以使所述第一焊盘区与所述第二焊盘区电连接，以实现信号线互联和导通。

在所述PCB 3D堆叠结构的一些实施例中，所述第一导电层与所述上主板的地电连接，所述第二导电层与所述下主板的地电连接。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案二为：

PCB 3D堆叠结构制作方法，所述制作方法包括如下步骤：

提供上主板；

提供下主板；

提供PCB基板；

按PCB双面板的生产工艺在所述PCB基板的两侧分别制作第一导电层和第二导电层，并使所述第一导电层和所述第二导电层电连接，获得中介层；及

将所述上主板与所述第一导电层电连接，将所述下主板与所述第二导电层电连接，获得所述PCB 3D堆叠结构。

在所述制作方法的一些实施例中，所述上主板通过多个软板叠构制成。

在所述制作方法的一些实施例中，按PCB双面板的生产工艺在所述PCB基板的两侧分别制作第一导电层和第二导电层，并使所述第一导电层和所述第二导电层电连接，获得中介层的具体步骤为：

按PCB双面板的生产工艺通过板边电镀的方式在所述PCB基板的两侧分别制作所述第一导电层和所述第二导电层并使所述第一导电层和所述第二导电层连为一体将所述PCB基板包裹，以使所述第一导电层和所述第二导电层电连接，获得所述中介层。

在所述制作方法的一些实施例中，将所述上主板与所述第一导电层电连接，所述下主板与所述第二导电层电连接，获得所述PCB 3D堆叠结构的具体步骤为：

通过无铅锡焊接将所述上主板的地与所述第一导电层电连接，将所述下主板的地与所述第一导电层电连接，以使所述上主板的地和所述下主板的地互连和导通。

在所述制作方法的一些实施例中，所述制作方法的步骤还包括：

在所述上主板上形成第一焊盘区；

在所述下主板背离所述中介层的一侧形成第二焊盘区；

将所述第一焊盘区自所述上主板向所述下主板背离所述中介层一侧弯折，以使所述第一焊盘区与所述第二焊盘区电连接，以实现信号线互联和导通。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

上述方案的PCB 3D堆叠结构采用在PCB基板的两侧分别形成第一导电层和第二导电层以得到中介层，上主板和下主板分别与第一导电层和第二导电层电连接，以实现上主板和下主板之间的互连和导通。该中介层与现有中介层相比省略了真空树脂塞孔、再次电镀、走线、曝光、显影、蚀刻等线路成型相关的工艺流程，从而降低了中介层的生产工艺难度，节约的成本。

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。

其中：

图1为一个实施例中PCB 3D堆叠结构的俯视图；

图2为图1所示PCB 3D堆叠结构的仰视图；

图3为一个实施例中PCB 3D堆叠结构的剖视图；

图4为图1所示PCB 3D堆叠结构中中介层的俯视图；

图5为图1所示PCB 3D堆叠结构中上主板的俯视图；

图6为图1所示PCB 3D堆叠结构中上主板的仰视图；

图7为图1所示PCB 3D堆叠结构中下主板的俯视图；

图8为图1所示PCB 3D堆叠结构中下主板的仰视图；

图9为一个实施例中PCB 3D堆叠结构制作方法的流程图。

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。

请一并结合图1至图4，现对本发明提供的PCB 3D堆叠结构进行说明。该PCB 3D堆叠结构，包括上主板10、下主板20及中介层30。中介层30包括PCB基板31、第一导电层32和第二导电层33，第一导电层32设于PCB基板31的一侧，第二导电层33设于PCB基板31背离第一导电层32的一侧，第一导电层32和第二导电层33电连接，中介层30位于上主板10和下主板20之间，上主板10与第一导电层32电连接，下主板20与第二导电层33电连接。

综上，实施本发明实施例，将具有如下有益效果：上述方案的PCB 3D堆叠结构采用在PCB基板31的两侧分别形成第一导电层32和第二导电层33以得到中介层30，上主板10和下主板20分别与第一导电层32和第二导电层33电连接，以实现上主板10和下主板20之间的互连和导通。该中介层30与现有中介层相比省略了真空树脂塞孔、再次电镀、走线、曝光、显影、蚀刻等线路成型相关的工艺流程，从而降低了中介层30的生产工艺难度，节约的成本。

在一个实施例中，如图3所示，第一导电层32和第二导电层33连为一体，以将PCB基板31包裹，以使中介层30整体成为一个不含信号孔的地层。如此使得中介层30在将上主板10和下主板20电连接，实现上主板10和下主板20之间互连和导通的同时，还起到信号屏蔽效果，实现PCB 3D堆叠结构内外信号的有效屏蔽，降低了信号间干扰和杂散信号逃逸。避免现有中介层上设计为单排功能性的焊盘面临信号无法有效屏蔽的问题。第一导电层32和第二导电层33可通过板边电镀的方式形成于PCB基板31上。具体地，采用PCB双面板的生产工艺在PCB基板31上进行电镀，使得电镀材料完全将PCB基板31包裹。本实施例中，使用的电镀材料的材质为铜。可以理解为在其他实施例中，电镀材料的还可以为其他导电金属。本实施例中，通过直接在PCB基板31电镀电镀材料，在形成电连接的第一导电层32和第二导电层33的同时，将PCB基板31完全包裹，提高中介层30的屏蔽效果，可通过一道工序实现，降低了制作中介层30的工艺复杂程度，提高了生产效率。可以理解为在其他实施例中，第一导电层32和第二导电层33之间还可以通过走线实现电连接。

在一个实施例中，请继续参阅图3，第一导电层32上设有第一无铅锡焊点321，第二导电层33上设有第二无铅锡焊点331。如此通过第一无铅锡焊点321实现上主板10与第一导电层32电连接。通过第二无铅锡焊点331实现下主板20与第二导电层33电连接。进一步地，第一导电层32上设有第一阻焊油墨层322。第一无铅锡焊点321穿设于第一阻焊油墨层322，以与第一导电层32连接。第二导电层33上设有第二阻焊油墨层332。第二无铅锡焊点331穿设于第二阻焊油墨层332，以与第二导电层33连接。如此通过第一阻焊油墨层322和第二阻焊油墨层332的设置提高了上主板10与第一导电层32以及下主板20与第二导电层33之间电连接的稳定性。本实施例中，第一阻焊油墨层322上设有贯穿第一阻焊油墨层322的第一通槽，第一无铅锡焊点321部分收容于第一通槽以与第一导电层32电连接，第一无铅锡焊点321远离第一导电层32的一侧与上主板10电连接。第二阻焊油墨层332上设有贯穿第二阻焊油墨层332的第二通槽，第二无铅锡焊点331部分收容于第二通槽以与第二导电层33电连接，第二无铅锡焊点331远离第二导电层33的一侧与下主板20电连接。形成第一无铅锡焊点321和形成第二无铅锡焊点331的具体方式为在第一导电层32和第二导电层33印刷上锡并完成回流焊，以分别形成第一无铅锡焊点321和形成第二无铅锡焊点331。

在一个实施例中，如图3和图4所示，PCB基板31上设有镂空部311，镂空部311将PCB基板31贯穿。如此通过镂空部311的设置能够对上主板10和下主板20上的电子元件40进行避让，进一步缩小上主板10和下主板20的间距，进而使得PCB 3D堆叠结构薄型化。本实施例中，中介层30可通过以下方式制成：根据PCB 3D堆叠结构的设计要求在PCB基板31上开设镂空部311，以避让位于上主板10和下主板20上的电子元件40。再通过电镀的方式将PCB基板31完全包裹，形成第一导电层32和第二导电层33。

在一个实施例中，如图1、图3、图5和图6所示，上主板10由多个软板叠构制成。本实施例中，上主板10可按多层软板的生产工艺，将多个软板叠构，以获得上主板10。之后，在上主板10上进行电子元件40的贴装并完成回流焊接工艺。采用多个软板叠构制成的上主板10同样能够减少PCB 3D堆叠结构的整体厚度，以为整机或其他部件让出了空间。同时软板具有柔软和缓冲的特性，提高了位于上主板10上的电子元件40的可靠性。可以理解为在其他实施例中，上主板10也可为现有上主板结构，如HDI叠构结构。

在一个实施例中，如图3、图6和图7所示，上主板10上设有第一焊盘区11，下主板20背离中介层30的一侧设有第二焊盘区21，第一焊盘区11自上主板10向下主板20背离中介层30一侧弯折，以使第一焊盘区11与第二焊盘区21电连接，以实现信号线互联和导通。如此利用上主板10柔软和缓冲的特性，以实现第一焊盘区11的弯折并能够与第二焊盘区21电连接，保证上主板10和下主板20之间信号线互联和导通的可靠性。本实施例中，第一焊盘区11与第二焊盘区21之间通过热压熔锡焊接工艺(hot bar)实现电连接。

在一个实施例中，如图3所示，第一导电层32与上主板10的地电连接，第二导电层33与下主板20的地电连接。具体地，第一导电层32上设有第一无铅锡焊点321，第二导电层33上设有第二无铅锡焊点331。如此通过第一无铅锡焊点321实现上主板10的地铜层与第一导电层32电连接。通过第二无铅锡焊点331实现下主板20的地铜层与第二导电层33电连接。进一步地，第一导电层32上设有第一阻焊油墨层322。第一无铅锡焊点321穿设于第一阻焊油墨层322，以与第一导电层32连接，第一无铅锡焊点321远离第一导电层32的一侧与上主板10通过热压熔锡焊接工艺实现电连接。第二导电层33上设有第二阻焊油墨层332。第二无铅锡焊点331穿设于第二阻焊油墨层332，以与第二导电层33连接，第二无铅锡焊点331远离第二导电层33的一侧与下主板20通过热压熔锡焊接工艺实现电连接。形成第一无铅锡焊点321和形成第二无铅锡焊点331的具体方式为在第一导电层32和第二导电层33印刷上锡并完成回流焊，以分别形成第一无铅锡焊点321和形成第二无铅锡焊点331。

在一个实施例中，如图3所示，上主板10背离中介层30一侧设有第三导电层12。如此通过第三导电层12可实现PCB 3D堆叠结构与其他部件电连接。进一步地，上主板10靠近中介层30一侧设有第四导电层13，第一无铅锡焊点321能够通过第四导电层13与上主板10的地铜层电连接。下主板20靠近中介层30一侧设有第五导电层22，第二无铅锡焊点331能够通过第五导电层22与上主板10的地铜层电连接。下主板20远离中介层30一侧设有第六导电层23，第六导电层23露设于第二焊盘区21。第四导电层13部分露设于第一焊盘区11，第一焊盘区11自上主板10向下主板20背离中介层30一侧弯折，以通过第三无铅锡焊点50将上述第四导电层13和第六导电层23连接，实现第一焊盘区11与第二焊盘区21电连接。

如图9所示，现对本发明提供的PCB 3D堆叠结构制作方法进行说明。该制作方法包括如下步骤：提供上主板10。提供下主板20。提供PCB基板31。按PCB双面板的生产工艺在PCB基板31的两侧分别制作第一导电层32和第二导电层33，并使第一导电层32和第二导电层33电连接，获得中介层30。及将上主板10与第一导电层32电连接，下主板20与第二导电层33电连接，获得PCB3D堆叠结构。上述方案获得的PCB 3D堆叠结构采用在PCB基板31的两侧分别形成第一导电层32和第二导电层33以得到中介层30，上主板10和下主板20分别与第一导电层32和第二导电层33电连接，以实现上主板10和下主板20之间的互连和导通。该中介层30与现有中介层30相比省略了真空树脂塞孔、再次电镀、走线、曝光、显影、蚀刻等线路成型相关的工艺流程，从而降低了中介层30的生产工艺难度，节约的成本。

在一个实施例中，如图1、图3、图5和图6所示，上主板10通过多个软板叠构制成。本实施例中，上主板10可按多层软板的生产工艺，将多个软板叠构，以获得上主板10。之后，在上主板10上进行电子元件40的贴装并完成回流焊接工艺。采用多个软板叠构制成的上主板10同样能够减少PCB 3D堆叠结构的整体厚度，以为整机或其他部件让出了空间。同时软板具有柔软和缓冲的特性，提高了位于上主板10上的电子元件40的可靠性。可以理解为在其他实施例中，上主板10也可为现有上主板10结构，如HDI叠构结构。

在一个实施例中，按PCB双面板的生产工艺在PCB基板31的两侧分别制作第一导电层32和第二导电层33，并使第一导电层32和第二导电层33电连接，获得中介层30的具体步骤为：

按PCB双面板的生产工艺通过板边电镀的方式在PCB基板31的两侧分别制作第一导电层32和第二导电层33并使第一导电层32和第二导电层33连为一体将PCB基板31包裹，以使第一导电层32和第二导电层33电连接，获得中介层30。如此在简化中介层30的生产工艺的同时实现了上主板10和下主板20之间的电连接。

在一个实施例中，将上主板10与第一导电层32电连接，将下主板20与第二导电层33电连接，获得PCB 3D堆叠结构的具体步骤为：

通过无铅锡焊接将上主板10的地与第一导电层32电连接，将下主板20的地与第一导电层32电连接，以使上主板10的地和下主板20的地互连和导通。具体地，在第一导电层32和第二导电层33印刷上锡并完成回流焊，以分别形成第一无铅锡焊点321和形成第二无铅锡焊点331。第一导电层32上设有第一阻焊油墨层322。第一无铅锡焊点321穿设于第一阻焊油墨层322，以与第一导电层32连接，第一无铅锡焊点321远离第一导电层32的一侧与上主板10通过热压熔锡焊接工艺实现电连接。第二导电层33上设有第二阻焊油墨层332。第二无铅锡焊点331穿设于第二阻焊油墨层332，以与第二导电层33连接，第二无铅锡焊点331远离第二导电层33的一侧与下主板20通过热压熔锡焊接工艺实现电连接。

在一个实施例中，上述制作方法的步骤还包括：如图3、图6和图7所示，在上主板10上形成第一焊盘区11。在下主板20背离中介层30的一侧形成第二焊盘区21。将第一焊盘区11自上主板10向下主板20背离中介层30一侧弯折，以使第一焊盘区11与第二焊盘区21电连接，以实现信号线互联和导通。如此利用上主板10柔软和缓冲的特性，以实现第一焊盘区11的弯折并能够与第二焊盘区21电连接，保证上主板10和下主板20之间信号线互联和导通的可靠性。本实施例中，第一焊盘区11与第二焊盘区21之间热压熔锡焊接工艺(hot bar)实现电连接。

在一个实施例中，PCB 3D堆叠结构制作方法包括如下步骤：

提供上主板10，根据设计要求，通过多个软板叠构制成上主板10。

提供PCB基板31，该PCB基板31形成有镂空部311。根据设计要求，按PCB双面板的生产工艺通过板边电镀的方式在PCB基板31的两侧分别制作第一导电层32和第二导电层33并使第一导电层32和第二导电层33连为一体将PCB基板31包裹，以使第一导电层32和第二导电层33电连接，获得中介层30。或按PCB双面板的生产工艺通过板边电镀的方式在PCB基板31上包裹电镀材料，以在PCB基板31的两侧分别形成第一导电层32和第二导电层33，获得中介层30。

提供下主板20。根据设计要求，按HDI板的生产工艺，制成HDI叠构结构的下主板20。

将第一导电层32和第二导电层33作为地焊盘，在第一导电层32和第二导电层33印刷上锡并完成回流焊，以分别形成第一无铅锡焊点321和形成第二无铅锡焊点331。

在上主板10靠近中介层30一侧进行电子元件40贴装和形成第一焊盘区11，并完成回流焊接工艺。

在下主板20背离中介层30一侧进行电子元件40贴装，并完成回流焊接工艺，形成第二焊盘区21。

在下主板20背离中介层30一侧进行丝印锡膏，贴装电子元件40和中介层30，并完成回流焊接工艺。

第一焊盘区11和第二焊盘区21通过热压熔锡焊接工艺实现电连接，以使上主板10和下主板20之间实现信号线互联和导通。

将上主板10与中介层30相对设置，通过热压熔锡焊接工艺，将上主板10与中介层30进行无铅锡焊接，以使上主板10和下主板20的地铜层之间的互连和导通。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.PCB 3D堆叠结构，其特征在于，包括上主板、下主板及中介层，所述中介层包括PCB基板、第一导电层和第二导电层，所述第一导电层设于所述PCB基板的一侧，所述第二导电层设于所述PCB基板背离所述第一导电层的一侧，所述第一导电层和所述第二导电层电连接，所述中介层位于所述上主板和所述下主板之间，所述上主板与所述第一导电层电连接，所述下主板与所述第二导电层电连接。

2.根据权利要求1所述的PCB 3D堆叠结构，其特征在于，所述第一导电层和所述第二导电层连为一体，以将所述PCB基板包裹。

3.根据权利要求1所述的PCB 3D堆叠结构，其特征在于，所述上主板由多个软板叠构制成。

4.根据权利要求3所述的PCB 3D堆叠结构，其特征在于，所述上主板上设有第一焊盘区，所述下主板背离所述中介层的一侧设有第二焊盘区，所述第一焊盘区自所述上主板向所述下主板背离所述中介层一侧弯折，以使所述第一焊盘区与所述第二焊盘区电连接，以实现信号线互联和导通。

5.根据权利要求3所述的PCB 3D堆叠结构，其特征在于，所述第一导电层与所述上主板的地电连接，所述第二导电层与所述下主板的地电连接。

6.PCB 3D堆叠结构制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：

提供上主板；

提供下主板；

提供PCB基板；

按PCB双面板的生产工艺在所述PCB基板的两侧分别制作第一导电层和第二导电层，并使所述第一导电层和所述第二导电层电连接，获得中介层；及

将所述上主板与所述第一导电层电连接，将所述下主板与所述第二导电层电连接，获得所述PCB 3D堆叠结构。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述上主板通过多个软板叠构制成。

8.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，按PCB双面板的生产工艺在所述PCB基板的两侧分别制作第一导电层和第二导电层，并使所述第一导电层和所述第二导电层电连接，获得中介层的具体步骤为：

按PCB双面板的生产工艺通过板边电镀的方式在所述PCB基板的两侧分别制作所述第一导电层和所述第二导电层并使所述第一导电层和所述第二导电层连为一体将所述PCB基板包裹，以使所述第一导电层和所述第二导电层电连接，获得所述中介层。

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，将所述上主板与所述第一导电层电连接，所述下主板与所述第二导电层电连接，获得所述PCB 3D堆叠结构的具体步骤为：

通过无铅锡焊接将所述上主板的地与所述第一导电层电连接，将所述下主板的地与所述第一导电层电连接，以使所述上主板的地和所述下主板的地互连和导通。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法的步骤还包括：

在所述上主板上形成第一焊盘区；

在所述下主板背离所述中介层的一侧形成第二焊盘区；

将所述第一焊盘区自所述上主板向所述下主板背离所述中介层一侧弯折，以使所述第一焊盘区与所述第二焊盘区电连接，以实现信号线互联和导通。

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