CN1946267A - 一种印刷电路板的埋容方法及印刷电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种印刷电路板的埋容方法及印刷电路板，该方法包括：在电源层第一表面上设置第一金属层，在与电源层相平行的地层第一表面上相应区域设置第二金属层；在电源层第一表面和地层第一表面之间添加介质材料，对印刷电路板进行压合处理。印刷电路板包括相互平行的电源层6和地层1，及填充在电源层6第一表面和地层1第一表面之间的介质层4、第一金属层5、第二金属层2、至少一根金属柱3和至少一个通孔7。本发明能够降低自带电容的PCB的生产成本。
Description
[技术领域]
本发明涉及印刷电路板领域，尤其涉及一种印刷电路板的埋容方法及印刷电路板。
[背景技术]
随着现在PCB(Printed Circuit Board印刷电路板)实现越来越多的功能，PCB上相应的电子器件也越来越多，PCB上可利用的剩余空间越来越小。如果PCB上还要增加新功能的话，往往因为PCB上的空间局限而作罢，或者在PCB上增加新的功能后，使得PCB的体积过大，不利于产品的装配。
现在的电子产品都往小型化的方向发展，对PCB也有同样的要求，即：使PCB的外加电子元器件高密度化，或减少PCB上安装的电子器件数，从而能够获得集成度高的PCB。
为了解决PCB因新增功能后，体积过大的问题，现有技术中采用的解决方案是：在PCB上埋容，即在PCB内部形成电容；在电源层和地层之间用高介电常数的介质作为PCB的介质材料，从而在PCB的两个平面层(电源层和地层)之间形成平板电容，相当于PCB上本身携带有电容，这样PCB上就不需要额外焊接分立电容，节省了PCB上分立电容使用的空间，从而达到缩小PCB体积的目的。
现有技术的缺点在于：高介电常数的介质材料的价格昂贵、成本较高，导致这种PCB的生产成本也相应较高，不利于广泛地推广和应用。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种印刷电路板的埋容方法及印刷电路板，降低自带电容的PCB的生产成本。
本发明是通过下面的技术方案来实现的：
一种印刷电路板的埋容方法，包括以下步骤：
101、在电源层第一表面上设置第一金属层，在与电源层相平行的地层第一表面上与第一金属层相应区域设置第二金属层；
102、在电源层第一表面和地层第一表面之间添加介质材料，对印刷电路板进行压合处理。
在步骤101之后进一步包括：在电源层的第一表面上，设置至少一根能够保证所述第一金属层和第二金属层之间存在间距的金属柱，在地层上开有与所述金属柱位置相应、并能够容纳所述金属柱的通孔，且通孔与所述金属柱互不接触。
所述金属柱与所述电源层的第一表面相垂直。
步骤101中进一步包括：通过电镀或蚀刻的方式把所述第一金属层和第二金属层分别设置在电源层第一表面上和地层第一表面上。
步骤102中进一步包括：以预设的间距对印刷电路板进行压合处理。
所述电源层与地层可以相互代替。
一种印刷电路板，包括相互平行的电源层6和地层1，及填充在电源层6第一表面和地层1第一表面之间的介质层4，还包括第一金属层5和第二金属层2，所述第一金属层5设置在所述电源层6的第一表面上，所述第二金属层2设置在所述地层1的第一表面上的相应区域，所述第一金属层5和第二金属层2之间存在一定的间距。
所述的一种印刷电路板，还包括至少一根金属柱3和至少一个通孔7，所述金属柱3设置在电源层6的第一表面上，所述通孔7贯通所述地层1，其位置与所述金属柱3位置相应，所述通孔7能够容纳所述金属柱3，且两者互不接触。
所述第一金属层5为所述电源层6的一部分，所述第二金属层2为所述地层1的一部分。
所述电源层6与地层1可以相互代替。
本发明在PCB的相互平行的两个金属层(电源层和地层)之间进行埋容，即在电源层表面上设置一定厚度的金属，同时在与电源层相对的地层面上的相应区域也设置一定厚度的金属，由所设置的金属形成平板电容，当PCB电路设计上需要使用电容时，可以直接使用PCB上自带的电容，简化了焊接分立电容的步骤，节约电路设计的工序，同时还减少了分立电容的使用，节省了电容的成本，更重要的是节省了PCB上分立电容使用的空间，缩小PCB的体积；本发明在电源层上还设置有金属柱，这样在制作PCB的过程中，压合时保证了两个金属层具有一定的间距，进而使得所设置的金属之间也能够保持一定的距离，利于形成特定容值的电容；本发明可根据具体电路设计的需要，进行全板PCB的埋容设计或者局部板PCB的埋容设计，提高制板时的灵活性；本发明的埋容方法简便实用，不再局限于使用高介电常数的介质材料，有利于广泛地推广和应用。
[附图说明]
图1是本发明埋容的方法流程图。
图2是本发明PCB的截面示意图。
[具体实施方式]
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步阐述：
本发明在PCB板上进行埋容的方法流程图，参见图1。本发明可以在PCB上的任意位置进行埋容，具体过程如下：
第一步：通过电镀或者蚀刻的方式，在电源层第一表面上设置第一金属层，以增加金属厚度，在与电源层相平行的地层第一表面上相应区域设置第二金属层，以增加该区域的金属厚度；从而减小了电源层和地层在此区域的间距，有利于形成平板电容；其中，相应区域位于与第一金属层有相对面积的地层第一表面上，其相对的面积范围能够构成电容即可。
关于第一金属层和第二金属层的厚度可以是相同的，也可以是不同的；第一金属层和第二金属层的面积可以相同也可以不同的。
第二步：在电源层的第一表面上，设置至少一根能够保证所述第一金属层和第二金属层之间存在间距的金属柱，金属柱与所述电源层的第一表面相垂直，同时，在地层上开有与所述金属柱位置相应、并能够容纳所述金属柱的通孔，且通孔与所述金属柱互不接触，即保证所设置的金属柱与电源层不能够处于短路的状态，否则就不能形成电容；
第三步：在电源层第一表面和地层第一表面之间填充普通的介质材料，对印刷电路板进行压合处理。
完成第三步之后，即形成本发明带电容的PCB。
需要指出的是，若本发明不设置金属柱和通孔，也可以通过以预设的间距对印刷电路板进行加工压合处理的方式，来固定第一金属层和第二金属层之间的间距，同样能够实现本发明的目的。
如图2所示，本发明的印刷电路板包括相互平行的电源层6和地层1，及填充在电源层6第一表面和地层1第一表面之间的介质层4、第一金属层5、第二金属层2、至少一根金属柱3和至少一个通孔7，所述第一金属层5设置在所述电源层6的第一表面上，所述第二金属层2设置在所述地层1的第一表面上的相应区域，其中，相应区域位于与第一金属层有相对面积的地层第一表面上，所述第一金属层5和第二金属层2之间存在一定的间距；所述金属柱3设置在电源层6的第一表面上，所述通孔7贯通所述地层1，其位置与所述金属柱3位置相应，所述通孔7能够容纳所述金属柱3，且两者互不接触。
其中，第一金属层和第二金属层的面积可以相同也可以不同的，只要保证在第一金属层和第二金属层之间形成一定的相对区域，能够构成电容即可以。第一金属层和第二金属层的厚度可以是相同的，也可以是不同的。
同样，所述第一金属层为电源层的一部分，所述第二金属层为地层的一部分，即在制作电源层和地层时，直接增厚该区域的厚度，同样能使电源层和地层的间距减小。
另外，关于金属柱3和通孔7可以分别设之在地层1和电源层6上，即与图3所示的位置互换，也是可行的。
假设PCB的电源层的厚度为a1，第一金属层的厚度为a，面积为Sa；假设PCB的地层的厚度为b1，第二金属层的厚度为b，面积为Sb；第一金属层和第二金属层的间距为d，且d大于零；金属柱的长度为D，D＝a1+a+d+b+b1(请确认D的值，如果金属柱设置在电源层上，那么D＝a+d+b+b1？如果金属柱设置在地层上，那么D＝a1+a+d+b？)，根据电容计算公式：C＝ε*ε0*S/d，其中，ε0为真空介电常数，ε为介质的介电常数，S为正对面积，d为第一金属层和第二金属层的间距为d；当第一金属层面积Sa和第二金属层面积Sb相等时，式中的S为Sa或Sb，当第一金属层面积Sa和第二金属层面积Sb不相等时，式中的S为Sa和Sb中的最小值。这里主要是通过D值来保证d值，从而保证单位面积的容值。
另外，所述第一金属层小于或等于电源层第一表面的面积，所述第二金属层小于或等于地层第一表面的面积，即本发明可以对PCB进行全板埋容设计，也可以对PCB进行局部埋容设计。
综上所述，本发明的埋容方法简便实用，不再局限于使用高介电常数的介质材料，降低自带电容的PCB的生产成本，有利于广泛地推广和应用。
Claims (10)
1、一种印刷电路板的埋容方法，其特征在于，包括以下步骤：
101、在电源层第一表面上设置第一金属层，在与电源层相平行的地层第一表面上与第一金属层相应区域设置第二金属层；
102、在电源层第一表面和地层第一表面之间添加介质材料，对印刷电路板进行压合处理。
2、根据权利要求1所述的一种印刷电路板的埋容方法，其特征在于，在步骤101之后进一步包括：在电源层的第一表面上，设置至少一根能够保证所述第一金属层和第二金属层之间存在间距的金属柱，在地层上开有与所述金属柱位置相应、并能够容纳所述金属柱的通孔，且通孔与所述金属柱互不接触。
3、根据权利要求2所述的一种印刷电路板的埋容方法，其特征在于：所述金属柱与所述电源层的第一表面相垂直。
4、根据权利要求1所述的一种印刷电路板的埋容方法，其特征在于，步骤101中进一步包括：通过电镀或蚀刻的方式把所述第一金属层和第二金属层分别设置在电源层第一表面上和地层第一表面上。
5、根据权利要求1所述的一种印刷电路板的埋容方法，其特征在于，步骤102中进一步包括：以预设的间距对印刷电路板进行压合处理。
6、根据权利要求1至5任一所述的一种印刷电路板的埋容方法，其特征在于：所述电源层与地层可以相互代替。
7、一种印刷电路板，包括相互平行的电源层6和地层1，及填充在电源层6第一表面和地层1第一表面之间的介质层4，其特征在于：还包括第一金属层5和第二金属层2，所述第一金属层5设置在所述电源层6的第一表面上，所述第二金属层2设置在所述地层1的第一表面上的相应区域，所述第一金属层5和第二金属层2之间存在一定的间距。
8、根据权利要求7所述的一种印刷电路板，其特征在于：还包括至少一根金属柱3和至少一个通孔7，所述金属柱3设置在电源层6的第一表面上，所述通孔7贯通所述地层1，其位置与所述金属柱3位置相应，所述通孔7能够容纳所述金属柱3，且两者互不接触。
9、根据权利要求7所述的一种印刷电路板，其特征在于：所述第一金属层5为所述电源层6的一部分，所述第二金属层2为所述地层1的一部分。
10、根据权利要求7至9任一所述的一种印刷电路板，其特征在于：所述电源层6与地层1可以相互代替。
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