CN219696748U - 连接器、电源模组和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种连接器、电源模组和电子设备,该连接器包括基板,基板上设置有金属件,金属件的至少部分沿第一方向延伸,该第一方向为连接器的连接方向;该连接器还包括金属镀层,该金属镀层设置于金属件的位于第一方向上的端部,以及基板的第一部分的位于第一方向上的端部,该第一部分也就是基板的与金属件的位置相对应的部分。本申请实施例提供的连接器、电源模组和电子设备,能够减小连接器的连接方向上的尺寸公差。
Description
技术领域
本申请实施例涉及新能源技术领域,更具体的,涉及一种连接器、电源模组和电子设备。
背景技术
随着业务芯片容量和算力提升,业务芯片的供电能力要求更高,同时由于板卡尺寸不变,电源面积受限,对电源的功率密度提出了更高的要求。此外,随着业务芯片供电电流增大,且电源与业务芯片之间相距较远,供电链路的配电网络(power distributionnetwork,PDN)引起印刷电路板(printed circuit board,PCB)线路损耗大幅增加,同时供电链路的PDN不均流带来电流供不进问题,对PDN阻抗提出了更高的要求。为提升电源的功率密度、减小PDN阻抗,电源设计方案由分立器件往模组方向发展。
模组电源封装上的垂直互连技术因连接高度的区别有所不同,对于连接高度在1毫米左右的模组电源的封装,业界当前的解决方案多为焊接铜柱或铜块、连接器或者PCB厚板等形式。其中,采用铜柱或铜块连接时,铜柱或铜块分布分散,铜柱或铜块的高度难以控制在公差范围内;采用连接器连接时,连接器进一步与铜柱或铜块连接,组装公差要求高;采用PCB厚板连接时,将PCB的厚度作为连接器的高度使用,而PCB的厚度本身由于生产工艺原因存在约10%的公差。因此,必要提供一种连接方案,以减小连接器的连接方向上的尺寸公差。
实用新型内容
本申请实施例提供一种连接器、电源模组和电子设备,连接器在连接方向上具有较小的尺寸公差。
第一方面,提供了一种连接器,包括基板,所述基板上设置有金属件,所述金属件的至少部分沿第一方向延伸,所述第一方向为所述连接器的连接方向;金属镀层,所述金属镀层设置于所述金属件在所述第一方向上的端部以及所述基板的第一部分在所述第一方向上的端部,所述第一部分为所述基板的与所述金属件的位置相对应的部分。
在本申请提供的实施例中,在基板上设置金属件,且金属件的至少部分沿第一方向延伸,可以实现位于第一方向上的两个组件之间的电连接,也就是说,可以将基板的尺寸较大的长度或宽度方向作为连接器的高度方向来使用,连接器的高度方向也就是第一方向或者说连接方向,并且在基板的长度或宽度方向上设置金属件以实现电连接,这样,能够使得连接器的连接方向上的尺寸易于控制,减小连接器的连接方向上的尺寸公差,从而能够使得该连接器与所需连接的组件易于进行安装,提高产品的良率。并且,能够使得该连接器易于生产加工,例如,可以通过切割等工艺来得到该连接器,从而能够降低该连接器的生产成本。在金属件以及金属件对应位置处的基板的端部设置金属镀层,能够使得该连接器易于与所需连接的组件之间进行焊接以使固定连接;在基板的层数为多层时,该金属镀层还能够使多层基板连接为一个整体,进而能够使得该连接器易于与所需连接的组件之间的焊接和产品的组装。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述基板上设置有多个所述金属件,多个所述金属件中的至少两个所述金属件在第二方向上的尺寸不同,所述第二方向平行于所述基板的主平面且垂直于所述第一方向。
在本申请提供的实施例中,在基板上设置有多个金属件时,多个金属件中的至少两个金属件在第二方向上的尺寸不同,使得该连接器可以包括至少两个不同的连接区域,同时满足不同的连接需求,例如,在第二方向上的尺寸较大的金属件可以形成大电流连接区域,满足大电流通流需求,在第二方向上的尺寸较小的金属件可以形成信号连接区域,满足信号连接需求。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述基板上设置有多个所述金属件,所述基板的位于相邻两个所述金属件之间的部分的端部包括开口。
在本申请提供的实施例中,在基板上设置有多个金属件时,基板的位于该相邻两个金属件之间的部分的端部包括开口,能够防止相邻两个金属件因为金属镀层的设置而发生短接,且能够防止相邻两个金属件之间发生电迁移,在塑封场景下,该开口还有利于加强塑封料的流动和填充。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述连接器还包括:防护层,所述防护层设置于所述金属镀层的远离所述基板的一侧。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述防护层为以下镀层类型中的任意一种:有机物,镍金和镍钯金。
在本申请提供的实施例中,在金属镀层的远离基板的一侧设置防护层,能够使得该金属镀层不易发生锈蚀而失效,且能够使得该连接器易于与该连接器所需连接的组件之间进行焊接。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述基板的层数为多层,多层所述基板中的每层所述基板包括过孔,所述过孔的位置与所述金属件的位置相对应。
在本申请提供的实施例中,在基板的层数为多层时,基板的对应于金属件的位置可以包括过孔,从而能够实现多层基板之间的电连接。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述基板在所述第一方向上的尺寸与所述金属件在所述第一方向上的尺寸相同。
在本申请提供的实施例中,基板在第一方向上的尺寸与金属件在第一方向上的尺寸相同,能够使得该连接器所需连接的两个组件之间易于通过该金属件实现电连接。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述基板的层数为多层,多层所述基板中的任意两层所述基板在所述第一方向上的尺寸相同。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述基板在所述第一方向上的尺寸大于或等于0.5毫米。
第二方面,提供一种电源模组,其特征在于,包括第一电路图层、第二电路图层以及如第一方面或第一方面中任意一种实现方式所述的连接器,所述第一电路图层和所述第二电路图层分别设置于所述连接器的第一方向上的两端,且与所述金属镀层固定连接。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述电源模组还包括电感,所述电感设置于所述第一电路图层和所述第二电路图层之间。
第三方面,提供一种电子设备,包括如第二方面或第二方面中任意一种实现方式所述的电源模组。
附图说明
图1是电源模组的结构示意图。
图2是本申请实施例提供的连接器的结构示意图。
图3是本申请实施例提供的连接器的结构示意图。
图4是本申请实施例提供的连接器的结构示意图。
图5是本申请实施例提供的电源模组的结构示意图。
图6是本申请实施例提供的连接器的制作方法的流程示意图。
图7是本申请实施例提供的连接器的制作过程中的结构变化示意图。
图8是本申请实施例提供的连接器的制作方法的流程示意图。
图9是本申请实施例提供的连接器的制作过程中的结构变化示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。
在本申请的各个实施例中,第一、第二等只是为了表示多个对象是不同的。例如第一金属件和第二金属件只是为了表示出不同的金属件。而不应该对金属件的本身和数量等产生任何影响,上述的第一、第二等不应该对本申请的实施例造成任何限制。
术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
本申请实施例中,对于名词的数目,除非特别说明,表示“单数名词或复数名词”,即“一个或多个”,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a、b或c中的至少一项(个),表示:a,b,c,a和b,a和c,b和c,或者a和b和c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
图1是现有技术中的电源模组的结构示意图,电源模组可以包括第一电路板111和第二电路板112,第一电路板111和第二电路板112沿图示的z轴所示方向相对设置,第一电路板111和第二电路板112通过垂直互连技术实现电连接,该垂直互连技术也就是采用不同的方法设置电连接件,使得沿连接器的高度方向(图示的z轴方向)设置的第一电路板111和第二电路板112实现电连接。
其中,图1中的(a)所示的电源模组是在第一电路板111和第二电路板112之间焊接铜柱130,来实现第一电路板111和第二电路板112的电连接。单个铜柱130单独焊接,在第一电路板111和第二电路板112之间设置多个铜柱130来实现电连接时,多个铜柱130的分布较为分散,难以控制多个铜柱130的高度公差,或者说,难以控制多个铜柱130的高度差在较小的预设数值范围内。
图1中的(b)所示的电源模组是在第一电路板111和第二电路板112之间焊接连接器150来实现第一电路板111和第二电路板112的电连接,连接器150由铜柱130固定连接于第一电路板111和第二电路板112之间。与图1中的(a)相类似,该电源模组的高度公差难以控制,且焊接面的平整度要求较高,生产成本较高。
图1中的(c)所示的电源模组是在第一电路板111和第二电路板112之间焊接PCB160以实现第一电路板111和第二电路板112的电连接。第一电路板111和第二电路板112分别位于该PCB160的厚度方向上的两侧。PCB160上可以包括一个或多个过孔170,该过孔170的延伸方向为该PCB160的厚度方向,PCB160的厚度方向也就是PCB160的尺寸较小的边所在方向。该过孔170的侧壁可以包括金属镀层171,或者在过孔170的内部可以充满金属物(图1中未示出),该金属镀层或者金属物例如可以为铜,以实现第一电路板111和第二电路板112的电连接。由于PCB在生产过程中需要进行过孔的开设或者电镀导线等工艺,PCB的厚度存在约10%的公差,将该PCB的厚度方向作为连接器的连接方向使用,使得该连接器在连接方向上存在10%的公差。
在连接器在连接方向上的尺寸公差较大时,容易使得该连接器与所需连接的组件例如与电路板之间难以组装,进而可能会降低产品的良率。因此,必要提供的一种连接器,以减小该连接器在连接方向上的尺寸公差。
图2是本申请实施例提供的一种连接器200的结构示意图。其中,图2中的(a)为该连接器200的三维结构示意图,图2中的(b)为该连接器200沿A-A方向的剖面结构示意图,图2中的(c)为该连接器200的侧视图,图2中的(d)为该连接器200的俯视图。
如图2所示,该连接器200可以包括基板210,该基板210的层数可以为一层或多层,当基板210的层数为多层时,多层基板210可以沿基板210的厚度方向相互堆叠,该基板210的厚度方向也就是基板210的尺寸较小的边所在的方向,也就是图2所示的x轴方向。示例性地,如图2中的(a)或(b)所示,该连接器200可以包括四层基板210,四层基板210沿x轴方向逐层堆叠设置。
应理解,图2所示的基板210层数仅作为示例说明多层基板210的设置方式,不应对本申请实施例所提供的连接器200中的基板210层数作出限定。
该基板210可以为以高分子材料作为基材的绝缘材料,例如可以为玻璃纤维环氧树脂等材料。
该基板210的层数为多层时,多层基板210沿第一方向上的尺寸可以相同,该第一方向可以为连接器200的连接方向,也就是连接器200尺寸较大的长边或宽边所在方向,例如图示的z轴方向。多层基板210中的任意两层基板210在第一方向上的尺寸可以相同,多层基板210中的任意两层基板210在第一方向上的尺寸相同时,多层基板210相互堆叠后,多层基板210的上边缘和下边缘可以互相齐平,使得连接器200的结构更为均匀,连接器200的高度公差较小,易于实现连接器200与所需连接的组件之间的组装。该上边缘和下边缘也就是图示的z轴方向上的上边缘和下边缘。
多层基板210在y轴方向上的尺寸也可以相同,使得该连接器200的结构更为均匀。多层基板210的厚度也就是多层基板210的x轴方向上的尺寸可以相同,也可以不同。
在一些实施例中,该基板210上可以设置有金属件220,该金属件220的材料可以为铜,该金属件220的至少部分可以沿第一方向延伸。该连接器200在使用时,金属件220可以作为电连接件用于电连接位于该金属件220的第一方向上的两端的两个组件例如PCB。该金属件220可以设置于基板210的主平面上,也就是基板210的平行于图示坐标系的yz面的表面上,且该金属件220的表面可以与该基板210的表面平行,该金属件220也可以沿图示的x轴方向贯穿该基板210进行设置。
在该基板210的层数为一层或多层时,该一层或多层基板210中的每层基板210上都可以设置有金属件220,且每层基板210上可以设置有一个或多个金属件220。示例性地,如图2中的(c)所示,每层基板210上可以设置有三个金属件220,本申请对一层基板210上设置的金属件220的数量不作限定。
金属件220的形状可以为图示的矩形,或者也可以呈“T”形、“工”字形,或者也可以为曲线形、不规则外形等,本申请对金属件220的形状不作限定,仅需该金属件220的设置可以使得位于金属件220两端的组件可以通过该一个或多个金属件220实现电连接,且该金属件220的形状能够满足实际使用需求即可。
在基板210的层数为多层,且多层基板210中的每层基板210上都设置有金属件220时,多层基板210中的任意两层基板210上设置的金属件220的形状可以相同,也可以不同。例如,在x轴方向上位于最外层的基板210上的金属件220形状可以为矩形,而位于内层的基板210上的形状可以为矩形,也可以为“T”形等形状。
多层基板210上的金属件220的数量可以相同,也可以不同;多层基板210上的金属件220的位置可以相同,也可以不同,本申请对此不作限定。多层基板210上的金属件220的位置相同可以指在多层基板210相互堆叠时,多层基板210上的位置相同的金属件220沿x轴方向设置。
在一些实施例中,基板210的两个平面上都可以设置有金属件220,例如,在基板210的层数为多层时,多层基板210相互堆叠,位于最外层的基板210的内侧和外侧可以都设置有金属件220,如图2中的(b)所示。也就是说,该连接器200位于x轴方向上的两个面上可以都包括金属件220。
在另一些实施例中,该连接器200的位于x方向上的两个面上也可以都不设置金属件220(图中未示出),也就是说,该连接器200的位于x轴方向上的最外侧的基板210可以仅在内侧平面上设置有金属件220,外侧平面上可以不设置金属件220。
在一些实施例中,该连接器200还可以包括金属镀层230,该金属镀层230可以设置于金属件220的端部以及基板210的第一部分的端部,该端部可以为金属件220和基板210在第一方向上的端部,也就是图示的z轴方向上的端部,该第一部分可以为该基板210的与金属件220的位置相对应的部分,如图2中的(a)~(d)所示。
该金属镀层230可以至少部分覆盖该金属件220的端部,或者完全覆盖该金属件220的端部。该金属镀层230完全覆盖该金属件220的端部,可以使得该连接器200与所需连接的组件之间的电连接更为稳定。该金属镀层230完全覆盖该金属件220,也就是该金属镀层230在y轴方向上的尺寸可以大于或等于金属件220在y轴方向上的尺寸。在每层基板210上包括多个金属件220时,多个金属件220对应的金属镀层230之间可以具有一定的间隙,防止多个金属件220之间发生短接。
该金属件220和基板210的第一部分在z轴方向上的两个端部可以都设置有金属镀层230。基板210上的不包括金属件220的位置的端部也可以设置有金属镀层230,例如多层基板210中包括第一基板和第二基板,第一基板的第一位置设置有金属件220,第二基板的第一位置未设置有金属件220,则第二基板的第一位置的端部也可以设置有金属镀层230,以使得第一基板与第二基板能够通过金属镀层230连接为一个整体。
在金属件220的端部和基板210的对应于金属件220位置的部分的端部设置金属镀层230,能够使得该连接器200与所需连接的组件之间易于进行焊接,并且,在基板210的层数为多层时,多层基板210能够连接为一个整体,使得该连接器200能够与需要连接的组件稳定电连接。
在一些实施例中,该金属件220与金属镀层230在第一方向上的尺寸之和,可以等于基板210的第一部分与该金属镀层230在该第一方向上的尺寸之和。使得在基板210和金属件220的端部镀上该金属镀层230后,该金属镀层230的表面为光滑的平面,这样,该连接器200具有较小的高度公差,使得该连接器200能够与需要电连接的组件易于组装。
该金属镀层230的表面为光滑的平面可以为该金属镀层230在z轴方向上的上表面或者下表面平行于图示的xy面。该金属件220与金属镀层230在第一方向上的尺寸之和等于基板210的第一部分与该金属镀层230在该第一方向上的尺寸之和,可以为该金属件220与金属镀层230在第一方向上的尺寸之和,基本等于基板210的第一部分与该金属镀层230在该第一方向上的尺寸之和,或者说,该金属件220与金属镀层230在第一方向上的尺寸之和,与基板210的第一部分与该金属镀层230在该第一方向上的尺寸之和之间的差值位于一定数值范围之内。
在一些实施例中,在基板210的层数为多层时,该基板210可以包括过孔240,参见图3所示的连接器200结构,图3为本申请实施例提供的一种连接器200在图2所示的A-A方向上的剖视图。如图3所示,多层基板210中的每层基板210都可以包括该过孔240,该过孔240的位置可以与金属件220的位置相对应,以实现多层基板210上的金属件220之间的电连接,进而使得多层基板210能够共同满足实际使用需求,例如满足大电流连接需求。
在多层基板210中的每层基板210上包括多个金属件220时,多个金属件220中每个金属件220对应的基板210处都可以设置有过孔240,且每个金属件220对应的过孔240的数量可以为一个或多个,各个基板210上的过孔240的位置可以相同,也可以不同。各个基板210上的过孔240的设置位置相同可以指,过孔240与基板210的位于x轴方向上的边缘之间的距离相同,且与基板210的y轴方向上的边缘之间的距离相同。在同一层基板210上包括多个金属件220时,同一层基板210上的各个金属件220对应的过孔240的数量可以相同,也可以不同。
示例性地,在同一基板210上包括第一金属件和第二金属件,第一金属件对应的过孔240的数量可以与第二金属件对应的过孔240的数量相同,也可以不同,例如第一金属件可以对应有一个过孔240,第二金属件可以对应有两个过孔240。该第一金属件对应的过孔240的位置和第二金属件对应的过孔240的位置可以相同,也可以不同。该第一金属件对应的过孔240的位置与第二金属件对应的过孔240的位置相同,可以指过孔240与第一金属件的x轴方向上的边缘之间的距离相同,且过孔240与第一金属件的y轴方向上的边缘之间的距离相同。
该过孔240可以为通孔241,且该通孔241的侧壁可以镀有金属物2411,该金属物2411例如可以为铜,如图3中的通孔241。该过孔240中也可以为盲孔242,该盲孔内可以注满金属物2421,该金属物2421例如可以为铜,如图3中的盲孔242。各层基板210上的过孔240的直径可以相同,也可以不同。
在一些实施例中,该连接器200还可以包括防护层250,参见图4中的(a)~(c)。该防护层250可以设置于金属镀层230的远离基板210的一侧,也就是说,该连接器200的位于z轴方向上的两个端面上可以分别设置有防护层250,用于防止该金属镀层230被氧化,以便于该连接器200在安装时能够与所需连接的组件通过焊接等方式固定连接。
该防护层250可以为以下镀层类型中的任意一种:有机物,镍金和镍钯金。示例性地,该有机物可以为有机保焊膜(organic solderability preservatives,OSP),有机保焊膜可以是在该金属镀层230的表面上,以化学的方法生长出的有机膜,该有机保焊膜的成分例如可以包括活性树脂类或者唑类材料。该有机物可以将金属镀层230与空气隔离,防止该金属镀层230被氧化,在该连接器与所需连接的组件之间进行焊接时,该有机物可以气化,以保证金属镀层230的可焊性。该镍金和镍钯金为惰性金属,不易被氧化,且可以防止金属镀层230被氧化,在该连接器与所需连接的组件之间进行焊接时,该镍金和镍钯金可以直接进行焊接,保证该连接器的可焊性。
应理解,上述有机物、镍金和镍钯金仅作为防护层250材料的示例,该防护层250也可以为其他材料,例如可以为银等材料,本申请对此不作限定。
该防护层250在x轴所示方向上的尺寸可以大于或等于该金属镀层230在x轴所示方向上的尺寸,类似地,该防护层250在y轴所示方向上的尺寸可以大于或等于该金属镀层230在y轴所示方向上的尺寸,使得该金属镀层230被充分覆盖,防止被氧化。
在一些实施例中,在一层基板210上包括多个金属件220时,多个金属件220中的至少两个金属件220在第二方向上的尺寸可以不同,或者说,多个金属件220中的至少两个金属件220的线宽不同。该第二方向平行于基板210的主平面且垂直于第一方向,基板210的主平面也就是基板210面积较大的平面,如图示的yz面,该第二方向也就是图示的y轴方向。
示例性地,如图4所示,多个金属件220可以包括第一金属件221和第二金属件222,该第一金属件221在第二方向上的尺寸可以大于第二金属件222在第二方向上的尺寸。例如,该第一金属件221在第二方向上的尺寸可以为1.5毫米,该第二金属件220在第二方向上的尺寸可以为0.5毫米。第一金属件221的线宽较大时,第一金属件221可以具有较大的横截面积,也就是第一金属件221在xy面上的横截面积较大,进而该第一金属件221可以通过较大的电流,形成大电流连接区域,第二金属件222线宽较小,具有较小的横截面积,可以用于实现信号连接,形成信号连接区域。
该第一金属件221的数量可以为一个或多个,该第二金属件222的数量可以为一个或多个。在第一金属件221和/或第二金属件222的数量为多个时,多个第一金属件221可以沿x轴方向依次排列,例如图4中的(b)所示,第一金属件220的数量可以为3个,3个第一金属件220可以沿x轴方向依次排列,第二金属件222的数量可以为3个,3个第二金属件220也可以沿x方向依次排列。
一个或多个第一金属件221与一个或多个第二金属件222也可以间隔设置(图中未示出),例如,第一金属件221可以位于两个第二金属件222之间,本申请对金属件220的排布方式不作限定。
应理解,金属件220在第二方向上的尺寸相同可以指尺寸基本相同,例如可以为两个金属件220在第二方向上的尺寸偏差位于一定的数值范围内。
第一金属件220和第二金属件220的数量可以相同,也可以不同。例如,第一金属件220的数量可以为4个,第二金属件220的数量可以为2个。该第一金属件221的数量和第二金属件222的数量可以根据实际连接需求进行设置,例如,在连接器200需要满足大电流通流需求时,可以设置较多数量的第一金属件221。
在基板210上设置不同线宽的金属件220,使得该连接器200可以包括至少两个不同的连接区域,进而使得该连接器200能够同时满足不同的连接需求,例如能够同时满足大电流连接需求和信号连接需求。
在一些实施例中,在基板210上设置有多个金属件220时,基板210的位于相邻两个金属件220之间的部分的端部可以包括开口260。如图4所示,在金属件220包括线宽不同的第一金属件221和第二金属件222时,基板210的位于第一金属件221和第二金属件222之间的部分的端部可以包括开口260,基板210的位于相邻的两个第一金属件221之间的部分的端部,以及基板的位于相邻的两个第二金属件222之间的部分的端部也可以包括开口260。基板210边缘部分,或者说,基板210的位于y轴方向上的边缘部分可以包括开口260,也可以不包括开口260。
在第一金属件221的数量为多个且多个第一金属件221沿y轴方向依次排列时,基板的位于相邻的两个第一金属件221的部分的端部也可以不包括开口260(图中未示出),多个第一金属件221可以通过金属镀层230连成为一个整体,也可以为独立的金属件,共同实现大电流通流区。类似地,在第二金属件222的数量为多个且多个第二金属件222沿y轴方向依次排列时,基板的位于相邻的两个第二金属件222的部分的端部也可以不包括开口260。
多个金属件220之间设置的开口260的尺寸和形状可以相同,也可以不同。图4所示的开口260形状为方形,该开口260的形状也可以为圆弧形、尖角形或者不规则的形状等,只需隔离开相邻的两个金属件即可,本申请对此不作限定。
在该金属件220包括第一金属件221和第二金属件222时,第一金属件221在第二方向上的尺寸与第二金属件222在第二方向上的尺寸不同,第一金属件221和第二金属件222分别形成不同的功能区域,该开口260的设置能够用于隔离相邻的两个功能区,避免两个功能区的引脚处产生电迁移。该电迁移也就是在该连接器200工作时,金属件220上有一定电流提供,相邻的导体中金属离子会产生质量运输,从而可能在金属件220上形成空洞或晶须的现象。该开口260的设置还能够防止相邻的两个金属件220因为金属镀层230的设置而发生短接现象。在该连接器200用于塑封场景下时,该开口260的设置有利于塑封料的流动和填充。
在一些实施例中,该基板210在第一方向上的尺寸可以大于或等于0.5毫米。该金属件220在第一方向上的尺寸可以与该基板210在第一方向上的尺寸相同,该金属件220在第一方向上的尺寸也可以大于或等于0.5毫米。也就是说,该连接器200可以用于连接连接需求为大于或等于0.5毫米的两个组件,或者说在第一方向上的间距大于或等于0.5毫米的两个组件,例如可以用于连接在第一方向上的间距为1毫米的两个组件。
通过本申请实施例提供的连接器200,将基板210的尺寸较大的长度或宽度方向作为连接器200的连接方向进行使用,沿基板210的长度或宽度方向铺设金属件220,也就是第一方向可以为连接器200的连接方向,金属件220的至少部分沿第一方向设置。这样,能够使得该连接器200的连接方向上的尺寸易于控制,例如可以通过切割等工艺加工得到该连接器,通过控制切割参数的精度控制连接器200的连接方向上的尺寸,能够减小连接器200的连接方向上的尺寸公差,避免将基板210的厚度方向作为连接方向时因基板自身的厚度公差对连接方向上的尺寸公差造成影响,进而使得该连接器200用于电连接时,与需要电连接的组件之间易于组装,例如在该连接器200用于电源模组中上下两块PCB时,该连接器200与上下两块PCB易于组装,从而能够提高产品的良率。该连接器200可以通过切割等工艺加工得到,易于实现生产加工,从而能够有效降低生产成本。
以上结合图2至图4介绍了本申请实施例提供的连接器200,以下结合图5介绍本申请实施例提供的电源模组,该电源模组的结构可以如图5所示。
该电源模组可以包括如图2至图4所描述的任意一种连接器200。示例性地,图5中的(a)图可以为该电源模组的主视图,如图5中的(a)所示,该电源模组中的连接器200例如可以包括四层基板210;图5中的(b)为该电源模组的侧视图,如图5中的(b)所示,该电源模组中的连接器200可以包括两组不同线宽的金属件220,分别形成大电流连接区域和信号连接区域。该连接器200可以用于连接第一电路图层和第二电路图层,示例性地,该第一电路图层和第二电路图层可以分别设置在图5所示的第一电路板111和第二电路板112上,该第一电路板111和第二电路板112可以为PCB,该第一电路图层和第二电路图层可以分别设置于该连接器200的位于第一方向上的两端,或者说,第一电路板111和第二电路板112可以分别设置于该连接器200的位于第一方向上的两端。该第一电路板111和第二电路板112可以分别通过焊盘113与该连接器200固定连接,例如通过焊盘113与连接器200焊接在一起。
在一些实施例中,该电源模组还可以包括电感120,该电感120可以设置于第一电路板111和第二电路板112之间,且该电感120的两端可以分别通过焊盘113与第一电路板111和第二电路板112固定连接。
应理解,上述电源模组仅作为本申请所提供的连接器200的应用场景示例,该连接器200也可以应用于其他应用场景下,而不仅限于连接PCB。
本申请实施例还提供了一种制作连接器200的工艺方法,如图6至图9所示,该方法可用于制作如图2至图4所描述的连接器200。其中,图6和图8示出的是连接器200的制作方法的流程示意图,图7和图9示出的是连接器200制作过程中的结构变化示意图,且图7所示的连接器200结构与图6所示的制作方法相对应,图9所示的连接器200结构与图8所示的制作方法相对应。
下面首先结合图6和图7介绍在基板210上涂覆金属层以制作连接器200的方法,如图6所示,该方法可以包括步骤S601~S607。
S601,布设基板。
该基板210的数量可以为一块或多块,该基板210的数量可以根据连接器200的连接需求确定,例如,在连接器200需要满足大电流连接需求时,可以设置多块基板210,以增大金属件220的横截面积,提高大电流通流能力。图7中的(a)为基板210的结构示意图,图中所示的基板210数量为一块,仅作为示例说明本申请中连接器200的制作流程,不应对本申请中的基板210数量作出限定。
所选取的多块基板210的尺寸可以相同,也可以不同,且尺寸最小的基板210的尺寸可以大于或等于所需制作的连接器200的尺寸,以使基板210的尺寸有所富余,便于进行切割以得到尺寸大小合适的连接器200。该基板210的尺寸可以包括该基板210的长度和宽度,该基板210的长度和宽度也就是基板210沿图示的y轴和z轴方向上的尺寸。多块基板210的厚度也就是基板210的沿垂直于直面方向上的尺寸可以相同,也可以不同。
S602,在基板上涂覆金属层。
参见图7中的(b)所示的结构示意图。在基板210上涂覆金属层也就是制作上文所描述的连接器200中的金属件220,该金属层可以为铜层。可以在基板210上的一个或多个位置处涂覆金属层,且各个位置处涂覆的金属层的线宽可以根据实际连接需求进行设置。例如,在连接器200需要满足大电流连接需求时,金属层的线宽可以较大,在连接器200仅需要满足能够传输电信号时,金属层的线宽可以较小。基板210上可以同时涂覆有不同线宽的金属层,例如使基板上既包括大电流连接区域又包括信号连接区域。线宽较大的金属层可以与线宽较小的金属层相互分隔开,也就是可以使大电流连接区域与信号连接区域分隔开(如图7中的(b)),线宽较大的金属层也可以与线宽较小的金属层间隔设置(图中未示出)。
金属层的至少部分可以沿z轴所示方向延伸,且该金属层在z轴方向上的尺寸可以与基板210在z轴方向上尺寸相同。
在基板210的数量为多块时,可以在多块基板210上分别铺设金属层。图7中的(b)图示例性地示出了一块基板210上铺设的金属层的形状,多块基板210上铺设的金属层的形状可以与图示金属层的形状相同,也可以不同。多块基板210上的金属层的数量可以与图示的金属层的数量相同,也可以不同。多块基板210上的金属层的位置可以与图示金属层的位置相同,也可以不同。
可以在基板210的一个平面上铺设金属层,也就是在基板210的平行于yz面的一个平面上铺设金属层,也可以在该基板210的两个平面上都铺设金属层。在基板210的数量为多块时,多块基板210互相堆叠,位于最外层的两块基板210的外平面上可以同时铺设有金属层,也可以同时不铺设金属层。
在基板210上铺设金属层时,还可以通过压合工艺使得金属层表面与基板210表面相互齐平,该金属层表面和基板210表面可以指金属层和基板210的yz面,进而使得基板210的数量为多块时,多块基板210相互堆叠形成的多层结构更为均匀。
S603,在基板上开设槽体。
参见图7中的(c)所示的结构示意图,可以在步骤S602得到的基板210的左右两侧开设槽体270,该左右两侧指基板210在图示的z轴方向上的两侧,该槽体270或者也可以称为腔体。该槽体270可以沿x轴方向也就是垂直于纸面的方向贯穿该基板210。两个槽体270在z轴方向上相互靠近的两个侧壁在z轴方向上的间距可以作为连接器200的连接高度,也就是需要通过连接器200实现电连接的两个组件之间的间距,该槽体270的开设位置以及两个槽体270之间的间距可以根据该连接器200所要连接的两个组件之间的间距来确定。也就是说,该连接器的高度或者说连接器的连接方向上的尺寸可以通过控制开设该槽体270的工艺参数精度进行控制,例如该槽体270可以通过切割等工艺得到,工艺较为成熟,工艺参数易于控制,从而使得该连接器的连接方向上的尺寸易于控制,易于减小该连接器的连接方向上的尺寸公差,且能够大大降低该连接器的生产成本。
在基板210的数量为多块时,可以将基板210沿x轴方向堆叠(图中未示出),也就是沿垂直于纸面的方向依次堆叠,然后对多块基板210同时进行开槽。这样可以进一步使得多块基板210上的槽体270间距趋于一致,进一步减小连接器200的连接方向上的尺寸公差。
S604,在槽体的侧壁镀金属镀层。
参见图7中的(d)所示的结构示意图,在槽体270的侧壁镀金属镀层也就是形成上文所述的连接器200的金属镀层230,该金属镀层230可以为铜层。可以通过沉铜工艺在槽体的侧壁上镀铜层。在基板210的数量为多个时,可以对堆叠设置的多层基板210的槽体同时进行沉铜处理,以使得多层基板210通过沉铜连接为一个整体,并使得该连接器200的端面也就是沉铜的端面易于焊接,以与所需连接的组件固定连接。
由于两个槽体之间的部位为构成连接器200的有效部位,在沉铜时,可以仅在两个槽体的在z轴方向上相互靠近的两个侧壁上进行沉铜,或者说,在z轴方向上位于右侧的槽体的左侧侧壁上沉铜,在z轴方向上位于左侧的槽体的右侧侧壁上沉铜。
S605,对金属镀层表面进行防氧化处理。
参见图7中的(e)所示的结构示意图。在一些实施例中,可以对金属镀层表面进行防氧化处理,也就是形成上文中连接器200的防护层250。可以通过化学方法在金属镀层230例如铜层表面生长出OSP,或者形成镍金层或镍钯金层,以防止金属镀层230被氧化,且能够使得所得的连接器200的金属镀层230易于与所需连接的组件之间进行焊接。
S606,对金属层之间的间隙进行绝缘切割。
参见图7中的(f)所示的结构示意图。该绝缘切割处理也就是形成上文中连接器200的开口260。在基板210上铺设的金属件220数量为多个时,相邻铺设的金属件220之间存在一定的间距,对金属层或者说金属件220之间的间隙进行绝缘切割,也就是切割掉基板210的位于相邻两个金属件220之间的部分,以及槽体270内壁对应的金属镀层230和防护层250部分。
在同一基板210上,可以在铺设的线宽不同的两个相邻金属件220之间进行绝缘切割,以隔离相邻的两个不同的连接区域,或者,也可以在铺设的任意两个金属件220之间进行绝缘切割。在槽体270位于y轴方向上的端部也可以进行绝缘切割,使得连接器的边缘部分也包括开口260(图中未示出)。
图7中的(f)所示的结构是在槽体270的相互靠近的两个内壁上进行绝缘切割,形成开口260部分,在槽体270的相互远离的两个内壁上也可以进行绝缘切割,例如在基板210的尺寸较大时,一块基板210可以制作得到多个连接器,在槽体270的相互远离的两个内壁上进行绝缘切割,可以得到另一个连接器的开口260部分。图7中的基板210仅作为一个连接器制作方法的示例进行说明,不应对基板210的大小以及一块基板210可以制作得到的连接器数量作出限制。
S607,切除冗余部分得到连接器。
参见图7中的(g)所示的结构示意图,沿图示的虚线280进行切割,就可以得到单个的连接器200,所得到的连接器200结构可以参见图7中的(h)所示的结构。
在基板210的数量为多块时,可以将多块基板210堆叠设置后,同时进行切割,以使得多块基板210在y轴和z轴方向上的尺寸相一致,进一步减小连接器200在连接方向上的尺寸公差。
在连接器200制作完成后,可以将连接器200竖直使用,也就是说,该连接器200可以用于连接在z轴方向上位于连接器200两端的两个组件。而连接器200在z轴方向上的尺寸可以通过切割工艺得到,连接器200在z轴方向上的尺寸也就是连接器200在连接方向上的尺寸易于控制,例如通过切割关于参数以及基板210切割时的位置的控制就可以得到连接方向上的尺寸公差较小的连接器200,且上述工艺流程易于实现,生产成本较低。
图8和图9是本申请实施例提供的另一种连接器200的制作方法,利用铜框架来制作连接器200。如图8所示,该方法可以包括步骤S801~S806。
S801,选取金属框架。
该金属框架201可以如图9中的(a)所示。该金属框架201包括一个或多个金属柱220,该金属框架201中的金属柱220可以作为连接器200中的金属件220,一个或多个金属柱220的线宽可以相同也可以不同。该金属框架201可以为铜框架,相应地,该金属柱220可以为铜柱。该金属框架201可以根据实际连接需求选取,例如可以选取包括不同线宽的金属框架201,以同时满足大电流连接需求和信号连接需求等不同的连接功能需求。
该金属框架201的厚度可以根据连接需求确定,例如可以根据大电流通流需求选取较厚的金属框架201,以使该金属框架201的金属柱220具有较大的横截面积,以使该金属柱220能够通过较大的电流。该金属框架201的厚度也就是金属框架201沿x轴方向上的尺寸,也就是垂直于纸面方向上的尺寸。
该金属框架201可以包括边框部分202,也可以不包括边框部分202。
图9中的金属框架201仅作为示例说明一个连接器的制作方法,该金属框架201可以包括多个如图9中的(a)所示的部分,也就是说,一个金属框架201可以用于制作多个连接器。
S802,在金属框架的间隙中填充高分子材料并进行塑封压合。
参见图9中的(b)所示的结构,该金属框架201自带的金属柱220可以构成连接器200中的金属件220,在金属柱220之间的间隙中填充高分子材料并进行塑封压合,所填充的高分子材料在塑封压合后构成连接器200中的基板210。
该高分子材料可以不仅只填充于金属框架的间隙中,在塑封压合过程中,高分子材料也可以覆盖在金属框架201的表面,例如在金属框架201的平行于yz面的一个平面上也铺设有高分子材料。
填充的高分子材料可以为塑封料,例如可以包括环氧树脂等材料。
S803,对金属框架进行切割。
该切割步骤可以根据连接器200的连接高度,也就是需要使用连接器200进行连接的两个组件之间的距离决定。示例性地,图9中的(c)所示的虚线280为切割线,沿图示的虚线280进行切割,可以得到图9中的(d)所示的结构,在金属框架201包括边框部分202时,可以将边框部分202切除,得到连接器200。
也就是说,该连接器的高度或者说连接器的连接方向上的尺寸可以通过控制切割关于参数的精度进行控制,而切割等工艺较为成熟,工艺参数易于控制,从而使得该连接器的连接方向上的尺寸易于控制,易于减小该连接器的连接方向上的尺寸公差,且能够大大降低该连接器的生产成本。
S804,在金属柱端面镀金属镀层。
参见图9中的(e)所示的结构。也就是说,在对金属框架201进行切割后,可以在各个金属柱220的位于z轴所示方向上的两个端面上镀金属镀层230,该金属镀层230也就是上述连接器200的金属镀层230。该金属镀层230可以为铜层,例如可以通过电镀或化学沉积的方式镀上该金属镀层。
可选地,在金属框架201包括边框部分202时,在步骤S803中,可以仅切除高分子材料填充部分对应的边框部分,防止相邻的两个金属柱220之间发生短接现象。在该情况下,可以无需执行步骤S804,留存的部分边框部分202可以作为上述连接器200的金属镀层230,使得该连接器200易于与所需连接的组件之间进行焊接。
S805,对金属镀层表面进行防氧化处理。
该步骤S805类似于上述步骤S505,此处不再赘述。该步骤S805对应的结构可以参见图9中的(f)所示。
S806,对相邻金属柱之间的高分子材料进行切割。
参见图9中的(g)所示的结构示意图。对相邻金属柱220之间的高分子材料进行切割也就是形成上述连接器200的开口260部分。
对相邻金属柱220之间的高分子材料进行切割,可以是对线宽不同的金属柱220之间的高分子材料进行切割,也可以是对任意两个相邻金属柱220之间的高分子材料进行切割。
可选地,在步骤S803中对金属框架进行切割时,可以同时对间隙中填充的高分子材料进行切割,形成开口260部分,也就是说,步骤S806也可以在步骤S803之后执行。
与以上图6和图7所描述的制作连接器200的方法相类似地,该方法对金属框架201进行切割,可以通过控制切割工艺参数等切割得到连接器200,并将基板210和金属件220的长或宽,也就是基板和金属件的尺寸较大的边作为连接器200的高进行使用,能够使得连接器200具有较小的高度公差,且该连接器易于实现生产加工,生产成本较低。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种连接器,其特征在于,包括:
基板(210),所述基板(210)上设置有金属件(220),所述金属件(220)的至少部分沿第一方向延伸,所述第一方向为所述连接器的连接方向;
金属镀层(230),所述金属镀层(230)设置于所述金属件(220)的位于所述第一方向上的端部以及所述基板(210)的第一部分的位于所述第一方向上的端部,所述第一部分为所述基板(210)的与所述金属件(220)的位置相对应的部分。
2.根据权利要求1所述的连接器,其特征在于,所述基板(210)上设置有多个所述金属件(220),多个所述金属件(220)中的至少两个所述金属件(220)在第二方向上的尺寸不同,所述第二方向平行于所述基板(210)的主平面且垂直于所述第一方向。
3.根据权利要求2所述的连接器,其特征在于,所述基板(210)的位于相邻两个所述金属件(220)之间的部分的端部包括开口(260)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接器,其特征在于,所述连接器还包括:
防护层(250),所述防护层(250)设置于所述金属镀层(230)的远离所述基板(210)的一侧。
5.根据权利要求4所述的连接器,其特征在于,所述防护层(250)为以下镀层类型中的任意一种:
有机物,镍金和镍钯金。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的连接器,其特征在于,所述基板(210)的层数为多层,多层所述基板(210)中的每层所述基板(210)包括过孔(240),所述过孔(240)的位置与所述金属件(220)的位置相对应。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的连接器,其特征在于,所述基板(210)的层数为多层,多层所述基板(210)中的任意两层所述基板(210)在所述第一方向上的尺寸相同。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的连接器,其特征在于,所述基板(210)在所述第一方向上的尺寸与所述金属件(220)在所述第一方向上的尺寸相同。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的连接器,其特征在于,所述基板(210)在所述第一方向上的尺寸大于或等于0.5毫米。
10.一种电源模组,其特征在于,包括第一电路图层、第二电路图层以及如权利要求1至9中任一项所述的连接器,
所述第一电路图层和所述第二电路图层分别设置于所述连接器的第一方向上的两端,且与所述金属镀层(230)固定连接。
11.根据权利要求10所述的电源模组,其特征在于,所述电源模组还包括电感(120),所述电感(120)设置于所述第一电路图层和所述第二电路图层之间。
12.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求10或11所述的电源模组。
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