CN1531387A - 印刷电路板卡榫式结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种印刷电路板卡榫式结构，作为印刷电路板间连接的接口，此卡榫式结构包含多个凹槽和至少一位于此多个凹槽内部侧边的电性接点。当进行印刷电路板间连接时，可利用多个凹槽互相嵌接在一起，使两印刷电路板的电性接点互相接触，以作为印刷电路板间电子信号的传递接口。

Description

印刷电路板卡榫式结构及其制造方法

(1)技术领域

本发明有关一种卡榫式结构及其制造方法，且特别是有关于一种印刷电路板的卡榫式结构及其制造方法。

(2)背景技术

由于电子元件的运作速度越来越快，使得系统设计上对于信号品质的控制日益困难，而且电子元件的接脚密度越来越高，亦驱使系统上印刷电路板的使用朝向高密度连接基板(High Density Interconnect，HDI)发展。

一般元件与印刷电路板或印刷电路板之间是采用连接器或连接线的方式进行电性连接，然而，连接器或连接线均有其一定的连接长度。请参阅图1，其是绘示习知印刷电路板间使用连接器及排线作为系统间电子信号传递接口的示意图。图1中的连接线10至少需要预留大于4公厘(mm)的长度作为连接接口，以便连接其他元件所在的印刷电路板。然而，对于高频信号而言，连接器或连接线的长度越长，则所产生的杂讯就越大，因而使得上述降低成本的有效方法，面临如何降低连接长度的技术瓶颈，本项发明的提出即是在解决所面临的技术瓶颈。

(3)发明内容

本发明的目是在提供一种卡榫式结构，缩短印刷电路板连接接口的长度，用以改善高速信号在接口所产生的杂讯。

本发明的另一目的是在提供上述卡榫式结构的制造方法，用以将此卡榫式结构整合到一般印刷电路板制程中。

根据本发明的上述目的，此卡榫式结构包含多个凹槽和至少一位于此多个凹槽内部侧边的电性接点。当进行印刷电路板间连接时，可利用多个凹槽互相嵌接在一起，使两印刷电路板的电性接点互相接触，以作为印刷电路板间电子信号的传递接口。

根据本发明的另一目的，一种卡榫式结构的制造方法至少包含：在一印刷电路板的连接侧边切出多个凹槽，接着在多个凹槽内侧形成至少一导电层，再去除部分导电层，于凹槽内侧形成彼此互相绝缘的电性接点。

依照本发明一较佳实施例，卡榫式结构是以切型或冲压的方式形成多个凹槽，接着以电镀的方式形成导电层，再以切型、冲压或钻孔的方式去除部分导电层，将导电层区分成多个彼此互相绝缘的电性接点，以作为印刷电路板间电子信号的传递接口。

本发明利用卡榫式结构缩短连接接口的长度，以改善高速信号在接口所产生的杂讯，使得高速、高密度电子元件能独立整合于高密度连接基板上，不必因部份高速、高密度元件的需求而使用高密度连接基板来制作整块印刷电路板，可以有效的降低成本。而且在较大或者是外连脚位数目需求不高的系统中，采用卡榫式结构即可提供连接所需的脚位数目，还可直接以卡榫式结构取代连接器，对节省连接器和连接线的成本，具相当的成效。

(4)附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图进行详细说明如下：

图1是绘示习知的印刷电路板间使用连接器及排线作为系统间电子信号传递方式；

图2是绘示依照本发明一较佳实施例的一种印刷电路板的卡榫式结构；

图3是绘示依照本发明一较佳实施例中印刷电路板如何以卡榫式结构嵌接的示意图；

图4是绘示依照本发明一较佳实施例的一种卡榫式结构制造流程示意图；

图5是绘示依照本发明一较佳实施例的一种卡榫式结构制造方法第1个步骤的示意图；

图6是绘示依照本发明一较佳实施例的一种卡榫式结构制造方法第2个步骤的示意图；以及

图7是绘示依照本发明一较佳实施例的一种卡榫式结构制造方法第3个步骤的示意图。

(5)具体实施方式

为了解决习知技术所面临的技术瓶颈，本发明是利用印刷电路板制程技术，在系统外型上形成卡榫式结构，并在此结构的连接侧边形成电性接点作为接触导通之用，在使用时只需将两系统间的卡榫结构相互嵌接，即可达到信号连接的目的。且在此结构中信号连接的接口为电性接点的厚度，故可以有效抑制连接接口因阻抗匹配、寄生电感、电容所产生的杂讯。

请参阅图2，其是绘示依照本发明一较佳实施例的一种印刷电路板的卡榫式结构。图2中包含两个印刷电路板及其卡榫式结构，其中印刷电路板11例如是以一般印刷电路基板或高密度连接基板(HDI)制成，而印刷电路板13亦可以一般印刷电路基板或高密度连接基板制成。图2中的电性接点12例如是由以电镀方式形成的导电层所构成，是作为接触导通之用。每一个独立的电性接点12可依系统需求进行关联，例如：各电性接点12可与对应的电路连接，而各电性接点12彼此可呈电性绝缘。

图2中的印刷电路板11和13上的凹槽18及对应的凸出部19，是用以使印刷电路板11和13进行相互嵌接。请参照图3所示，其即绘示两个相互嵌接的印刷电路板。图2及图3中的线路14例如是以印刷电路的方式所形成，且线路14的一端与电性接点12连接，而线路14的布局方式则依系统需求设计。

请同时参照图2及图3，其中凹槽18内侧的电性接点12的数目，或者是凸出部19外侧的电性接点12的数目，可依系统及电性上的要求而改变。凹槽18与凸出部19的形状彼此相互对应，且凹槽18与凸出部19的形状并不限于长方形，只要可以使两个印刷电路板相互嵌接的形状都可以。举例而言，分别位于两个印刷电路板的连接侧边的凹槽与对应的凸出部亦可以呈三角形，并配合位于凹槽内侧的电性接点，或是位在凸出部外侧的电性接点，一样可以使印刷电路板相互嵌接且电性连接。

而在实际应用上，当系统的前端总线(Front Side Bus，FSB)的速度较高时，例如FSB高达800MHz时，即可以利用本发明的印刷电路板卡榫式结构，将中央处理器(CPU)、北桥芯片(Northbridge)、绘图/显示芯片及存储器等高速、高密度的元件，先整合在一块高密度连接基板(HDI)的上(例如在图3中的印刷电路板11)，而其他元件，诸如南桥芯片(Southbridge)、区域网络(LAN)元件、输入/输出(I/O)线路、供电线路(power circuit)等则配置于另一块印刷电路板上(例如在图3中的印刷电路板13)，而且在系统的电路板外型上，形成卡榫连接方式的结构，可使用于高速信号的连接。

两块印刷电路板嵌接的方式除了如图3中所示，可将两块印刷电路板置于同一平面上进行嵌接之外，也可以使两块印刷电路板以彼此垂直的方式进行嵌接(未绘出)，也就是两块印刷电路板嵌接的角度是90度。另外，如图3所示，为了使嵌接点更稳固，通常可在两块印刷电路板间加装锁固元件15，使印刷电路板11与印刷电路板13两者连接更为稳固。

本发明的印刷电路板卡榫式结构的制造方法，是在一般印刷电路板的压板制程后(双面板则为发料后)，即以切型或冲压的方式在印刷电路基板上的成型位置形成凹槽。此凹槽将在后续制程步骤中于其内侧形成导电层，而此导电层可供电路板制作电性接点之用。在导电层制作完成后，即依印刷电路板制程，进行线路、防焊层等制程。此外，在印刷电路板成型时，亦可以用钻孔或切型或冲压的方式，在凹槽内侧的导电层上制作出间隙，亦即在凹槽的内侧形成不互相连通的电性接点，以增加可供电性连接的脚位数目。

请参照图4，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种卡榫式结构制造流程示意图。图中将卡榫式结构的制造方法分成3个主要的步骤，步骤100是形成卡榫式结构所需的凹槽，步骤200是在凹槽内形成导电层，步骤300去除凹槽内侧的部分导电层，在凹槽内部两侧形成电性接点。

请参照图5，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种卡榫式结构制造流程的第1个步骤(即图4中的步骤100)的示意图。制作卡榫式结构的第1个步骤就是在电路基板20上的印刷电路板成型位置22的连接侧边23制作出卡榫式结构所需的凹槽24，形成凹槽的方法例如是以切型或冲压的方式，而凹槽的形状可依所需的嵌接方式加以变化。在本发明的实施例中，凹槽24的形状是呈长条形。

请参照图5，具有卡榫式结构的印刷电路板(如图2中的印刷电路板11或13)是位于图5中电路基板20上的印刷电路板成型位置22区域，而在印刷电路板成型位置22区域内包括有已制作完成或未制作完成的所需线路(未绘示)，且此线路可位于印刷电路板的表面上或内层中。

其次，请参照图6，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种卡榫式结构制造流程的第2个步骤(即图4中的步骤200)的示意图。如图6所示，在电路基板20上形成卡榫式结构所需的凹槽24后，在凹槽24内侧形成导电层26，并配合系统及电路设计的需求，使此导电层26与印刷电路板上的线路28电性连接。其中导电层26的形成方法例如是以电镀的方式在凹槽24内形成，导电层26的材质则包括铜、金、银、铝…等导电材料。

当电路基板20上的印刷电路板成型位置22区域内具有已制作完成的线路28，则在步骤200中于凹槽24内侧形成导电层26时，同时使导电层26与线路28电性连接。当电路基板20上的印刷电路板成型位置22区域内仅具有未制作完成的线路时，则在步骤200中于凹槽24内侧形成导电层26之后，再以一般印刷电路板的制程，在印刷电路板成型位置22区域内的表面上形成所需的线路28，并使线路28与导电层26电性连接。

请参照图7，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种卡榫式结构制造流程的第3个步骤(即图4中的步骤300)的示意图。如图7所示，在凹槽24内形成导电层(图6中的26)并与线路28连接后，为了增加印刷电路板可对外连接的脚位数目，在本步骤中须去除凹槽24内侧的部分导电层以形成导电层间隙27。移除的导电层的方法例如可以用切型或冲压方式去除凹槽内侧的部分导电层，也可以使用钻头在导电层的间隙位置27进行钻孔(未绘出)。

完成导电层间隙27的制作后，再依印刷电路板成型位置22裁切电路基板(图5及图6中的20)，以形成印刷电路板所需要的外形，且同时形成与凹槽24相对应的凸出部39，并在凹槽24内部两侧形成数个电性上不互相导通的电性接点34，亦即是在凸出部39外侧形成彼此电性绝缘的电性接点34。其中裁切电路基板以形成所需印刷电路板的方法包括：切型或冲压方式。

请再参照图7，为了使印刷电路板间都可以利用本发明的卡榫式结构嵌接，同一凹槽24内部两侧的电性接点26间的距离29，需等于相邻凹槽24的电性接点26的间距31，亦即凹槽24的内侧宽度29需等于相邻的凹槽24的间距31。就另一观点而言，也就是相邻的凸出部39的间距29需等于凸出部39的外侧宽度31。其中凹槽24的内侧宽度29即为相邻的凸出部39的间距29，而相邻的凹槽24的间距31即为凸出部39的外侧宽度31。

而且，在本发明的卡榫式结构中，信号连接的接口仅为电性接点的厚度，例如由电镀方式形成的电性接点彼此电性连接，其所构成的信号传递接口约为0.1毫米(mm)，故可以有效抑制连接接口因阻抗匹配、寄生电感、电容所产生的杂讯。

本制程发明的目的主要在于利用卡榫式结构缩短连接接口的长度，用以改善高速信号在接口所产生的杂讯，使得高速电子元件能独立整合于高密度连接基板上，不需因部份高密度元件的需求而使用高密度连接基板来制作整块印刷电路板，将可以有效地降低成本。且在较大或者是外连的脚位数目需求不高的系统，采用卡榫式结构即可提供连接所需的脚位，并可直接以卡榫式结构取代连接器，对节省连接器和连接线的成本，具有相当的成效。

虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本技术的人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作出各种的等效变动或等效替换，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。

Claims (19)

1.一种卡榫式结构，作为印刷电路板间连接的接口，该卡榫式结构至少包含：

多个凹槽，位于一印刷电路板的一连接侧边；以及

至少一电性接点，位于该多个凹槽内部侧边，其中该印刷电路板以该连接侧边上的该多个凹槽进行嵌接，并以该电性接点作为印刷电路板间电子信号的传递接口。

2.如权利要求1所述的卡榫式结构，其特征在于，相邻的该多个凹槽的间距等于该多个凹槽的内侧宽度。

3.如权利要求1所述的卡榫式结构，其特征在于，该电性接点还与该印刷电路板上的一线路电性连接。

4.如权利要求1所述的卡榫式结构，其特征在于，还包括一锁固元件位于该印刷电路板的该连接侧边，用以稳固该卡榫式结构。

5.一种卡榫式结构，作为印刷电路板间连接的接口，其特征在于，该卡榫式结构至少包含：

多个凸出部，位于一印刷电路板的一连接侧边；以及

至少一电性接点，位于该多个凸出部的外部侧边，其中该印刷电路板以该连接侧边上的该多个凸出部进行嵌接，并以该电性接点作为印刷电路板间电子信号的传递接口。

6.如权利要求5所述的卡榫式结构，其特征在于，相邻的该多个凸出部的间距等于该多个凸出部的外侧宽度。

7.如权利要求5所述的卡榫式结构，其特征在于，该电性接点还与该印刷电路板上的一线路电性连接。

8.如权利要求5所述的卡榫式结构，其特征在于，还包括一锁固元件位于该印刷电路板的该连接侧边，用以稳固该卡榫式结构。

9.一种印刷电路板卡榫式结构的制造方法，其特征在于，至少包含：

在一印刷电路板的一连接侧边形成多个凹槽；

在每一该多个凹槽内侧形成对应的一导电层；以及

去除每一该多个凹槽内侧的部分该导电层以产生一导电层间隙，在每一该多个凹槽内形成互相绝缘的多个电性接点。

10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，形成该多个凹槽的方法包括以切型方式形成。

11.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，形成该多个凹槽的方法包括以冲压方式形成。

12.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，形成该多个导电层的方法包括以电镀方式形成。

13.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，形成该多个电性接点的方法包括去除部分该导电层。

14.一种印刷电路板卡榫式结构的制造方法，其特征在于，至少包含：

在一印刷电路板的一连接侧边形成多个凹槽与多个凸出部，且该多个凹槽与该多个凸出部彼此交错对应；以及

在每一该多个凸出部的外侧形成多个电性接点。

15.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，形成该多个凸出部方法包括以切型方式形成。

16.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，形成该多个凸出部的方法包括以冲压方式形成。

17.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，形成该多个电性接点的步骤还包括于该凸出部的外侧形成一导电层。

18.如权利要求17所述的制造方法，其特征在于，形成该导电层的方法包括以电镀方式形成。

19.如权利要求17所述的制造方法，其特征在于，形成该多个电性接点的步骤还包括去除部分该导电层以产生一导电层间隙，并形成互相绝缘的该多个电性接点。

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