WO2012009999A1 - 四层通孔印刷电路板及应用该印刷电路板的移动终端 - Google Patents

Description

四层通孔印刷电路板及应用该印刷电路板的移动终端

技术领域

本发明涉及印刷电路板（Printed Circuit Board, PCB ) , 尤其涉及四层通 孔印刷电路板及应用该印刷电路板的移动终端。

背景技术

随着移动终端技术的高速发展， 终端设计技术也日益公开化和常规化， 导致移动终端设计市场竟争加剧， 靠创新技术和成本优势的产品和企业才能 在市场中更有话语权。 移动终端的核心部件是主板， 主板的电路板（即印刷 电路板）为控制移动终端总体成本的关键。

根据电路层数分类， PCB 板可以分为单面板、 双面板和多层板 ( Multi-Layer Boards ) 。 常见的多层板一般为四层板或六层板。 用一块双面 作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板， 通过定位系统及绝缘粘结材料粘结在一起且导电图形按设计要求进行互连的 印刷线路板即为四层或者六层印刷电路板。

PCB的加工过程中，板材的材料量，铜的用量及钻孔工艺主要决定了 PCB 的成本高低， 其它工序为必要工序， 降成本空间有限。 其中钻孔工艺中， 分 机械钻孔（钻孔直径较大， 设备工艺要求低）和激光钻孔（钻孔直径小， 设 备工艺要求高） ， 机械钻孔成本远低于激光钻孔

实现更多的复杂集成电路功能并尽量节省成本对于同一 PCB而言，有较 多困难需要加以克服。

发明内容

本发明的目的是提供一种四层通孔 PCB, 以克服现有技术中实现更多电 路功能和尽量节省成本对同一 PCB而言所存在的困难。

为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种四层通孔印刷电路板， 其特 征在于 所述印刷电路板的芯片内层引脚的信号线和电源线通过表面走线连接到 外围电路。

较佳地， 所述印刷电路板的导线和焊盘之间的距离为 0.075毫米。

较佳地， 从所述印刷电路板的中央处理器的内层焊盘散出的电源线的线 宽为 0.075毫米。

较佳地， 所述中央处理器的连接存储芯片的出线处设置有电容。

较佳地， 所述电容的容值大于等于 10微法。

较佳地， 所述电容包括陶瓷封装电容或钽电容。

较佳地， 所述印刷电路板的中央处理器的部分走线通过所述中央处理器 的空脚散出。

较佳地， 所述部分走线包括中低速数字信号线和 /或控制信号线。

较佳地， 所述部分走线与滤波磁珠或高频电容串接。

本发明的另一目的是提供一种移动终端， 通过选择 PCB板降低成本。 为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种移动终端， 包含前述的四层 通孔印刷电路板。

与现有技术相比， 本发明所提供的印刷电路板的实施例， 突破了传统技 术的一些固有理论原则， 釆用外部的补偿方式提高了稳定系统的性能， 实现 了四层通孔板具备六层一阶板所具有的功能， 大大节省了成本， 可以应用到 手机等移动终端中。

附图概述

图 1是现有技术中联发科基带平台 6223D上 BGA焊球间距示意图； 图 2是本发明实施例一的四层通孔印刷电路板的走线示意图。

本发明的较佳实施方式

为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 以下结合附图对本发明 作进一步地详细说明。 在基于联发科基带平台 6223D的基础上开发的多媒体功能手机， 由于中 央处理器（CPU )本身的引脚（pin ) 间距较小， 且功能齐全， 导致 PCB板走 线非常困难，联发科提供的 CPU MT6223D,该封装为薄型细间距球栅阵列封 装（TFBGA ) , 球栅阵列 ( BGA )焊球间距如图 1所示。

如图 1所示， 两个 pin脚焊盘间距为 0.5mm-0.275mm=0.225mm, 但安全 走线按目前业界工艺上要求， 走线到焊盘距离为 0.1mm, 这样留下走线宽度 仅为 0.225mm-0.1mm-0.1mm=0.025mm, 该线宽 （0.025mm )基本无法满足任 何走线要求， 所以只有通过激光孔才能实现 PCB板各层间的线路连接， 因此 现有技术也只能设计成六层一阶以上的 PCB板。

实施例一、 四层通孔印刷电路板

本实施例在导线与焊盘之间的间距设置为 0.075毫米（ mm ) , 这样 PCB 板的走线宽度就变为 0.225mm-0.075mm-0.075mm=0.075mm,处于芯片内层 pin 脚的信号线和电源线需要引出连接到外围电路。 由于焊盘间距小于机械钻孔 的安全距离， 无法使用机械钻孔工艺直接从芯片底部将信号线引出， 但如果 釆用激光钻孔工艺， 又会导致整个 PCB的叠构变化及成本的大幅提高。 本发 明通过表面走线（也称之为走表层线） 的方式引出芯片内存 pin脚的信号线 和电源线， 这样就相当于线宽 0.075mm*2=0.15mm的效果。 由于表层铜的厚 度大于内层铜的厚度， 所以可以将走表层线等效于线宽的延伸。

本实施例中， 由于有一部分存储芯片 （MCP ) 的电源供电走线上电流较 高，甚至达到 250毫安（mA )以上，这对电源线的线宽要求较高（要求 0.25mm 以上） ， 而且电源 pin脚在 CPU的内圈。 因此本实施例中， 集成了电源模块 的 CPU 的内圈电源供电 pin脚引线经过外围电路供给存储芯片， 其间由于 CPU焊盘间距问题， 即前述的现有技术所存有的技术困境，从 CPU内层焊盘 到出 CPU外按 0.075mm的线宽进行表面走线， 即 CPU内层焊盘散出的电源 线的线宽为 0.075毫米。

按理论值而言， 本实施例存储芯片的供电线宽需达到 0.25mm, 而目前的 线宽与这个值还有差距， 电源的线宽过小会导致存储芯片供电不稳定， 存储 数据容易出错， 严重时可能会导致系统重启。 为尽量减小这样的风险， 本实 施例釆用电容蓄电方案， 以提高电源供电不足可能导致的系统异常， 具体是 在 CPU连接存储芯片的出线处设置容值大于等于 10微法（uF ) 的陶瓷封装 电容或钽电容。 在本实施例的实际供电和存储芯片调试测试中， 电源供电稳 定， 保证了系统的正常运行， 该 10 uF的电容起到了关键的作用。

除了以上提到的存储芯片供电电源这样走线，其它从 CPU内圈焊盘散出 的电源线也按照该规则， 从 CPU焊盘到 CPU封装外执行走线， 信号线也实 施该规则， 但均无需设置电容进行储能。

由于焊盘间距问题， 很多信号和电源线无法散出 CPU外， 芯片中间已被 通孔打的饱和， 在 CPU中有一些空脚（NC脚）， 按照常规技术和理论基础， 无法使用这些 PIN脚， 也不排除有电磁干扰（ EMI ) 的影响。

本实施例通过走 CPU的 NC脚的方式， 俗称借桥过河法， 如图 2中的圓 圈标示部位， 在焊盘间已无法正常走出线的情况下， 将 CPU散出来的走线， 优先选择中低速数字信号线和 /或控制信号线， 按走 NC脚的方式散出 CPU, 然后对该走线进行 EMI防护保护，即串接滤波磁珠或高频电容到地进行滤波， 确保不受到无法预料的干扰。

通孔板釆用全机械钻孔工艺， 其它类型 PCB板釆用机械钻孔和激光钻孔 工艺相结合， 单就这项工艺二者成本差距超过 30%。 当然六层板和四层板在 使用基材和铜的用量上也有较大差距， 成本上也同样存有一定差异。 四层通 孔板只使用机械钻孔工艺， 六层一阶板使用机械钻孔加激光钻孔， 且基材和 铜的使用量大于四层通孔板。 由此可见， 本发明通过四层通孔板实现六层一 阶板的功能， 大大节省了成本。

与现有技术相比较， 本发明在无需提高工艺水平的基础上， 使得移动终 端的成本低廉、 功能齐全、 性能优越以及竟争力强， 突破了传统技术的一些 固有理论原则， 釆用外部的补偿方式提高了稳定系统的性能， 保证了低成本 高质量。

实施例二、 一种釆用实施例所述四层通孔印刷电路板的移动终端 在本实施例中， 该移动终端的 PCB板上， CPU引出电源线预留陶瓷封装 电容或胆电容（lOuF ) , 以存储器供电（Vmem )最为重要， 其它电源线预留 0402封装电容或 0603封装电容即可。 CPU向外散线， 在遇到无法散出的信 号线时， 釆用前述的借桥过河法进行走线（模拟信号线和数字信号线均可釆 用）， 对于模拟信号线和高速数字信号线则在 CPU散出后加设高频电容（其 他实施例中也可以是串接滤波磁珠 )到地的滤波电路。

本实施例是在基于联发科基带平台 6223D的基础上开发的多媒体功能手 机， 该平台虽只支持基本通话和短信功能， 但经过本发明技术方案的扩展后， 开发成具有双卡功能、 外扩存储卡、 支持并口彩屏及调频（FM )功能的多媒 体手机。

图 2为本实施例移动终端中的四层通孔印刷电路板， 由于联发科提供的 CPU MT6223D, 本身 CPU的 pin脚间距较小且功能齐全， 导致 PCB走线非 常困难， 通过图 2可以发现， 几乎所有的 pin脚都被使用了。 本发明要实现 四层通孔板， 由于机械钻孔的直径 4艮大， 无法在 pin脚之间打孔， 所以必须 把所有的导线引到外面进行打孔走线。

工业实用性

与现有技术相比， 本发明所提供的印刷电路板釆用外部的补偿方式提高 了稳定系统的性能， 使四层通孔板具备六层一阶板所具有的功能， 大大节省 了成本， 可以应用到手机等移动终端中。

Claims

权 利 要 求 书

1、 一种四层通孔印刷电路板， 其特征在于， 所述印刷电路板的芯片内层引脚的信号线和电源线通过表面走线连接到 外围电路。

2、 根据权利要求 1所述的印刷电路板， 其中，

所述印刷电路板的导线和焊盘之间的距离为 0.075毫米。

3、 根据权利要求 2所述的印刷电路板， 其中，

从所述印刷电路板的中央处理器的内层焊盘散出的电源线的线宽为 0.075毫米。

4、 根据权利要求 3所述的印刷电路板， 其中，

所述中央处理器的连接存储芯片的出线处设置有电容。

5、 根据权利要求 4所述的印刷电路板， 其中，

所述电容的电容值大于等于 10微法。

6、 根据权利要求 4或 5所述的印刷电路板， 其中，

所述电容包括陶瓷封装电容或钽电容。

7、 根据权利要求 1所述的印刷电路板， 其中，

所述印刷电路板的中央处理器的部分走线通过所述中央处理器的空脚散 出。

8、 根据权利要求 7所述的印刷电路板， 其中，

所述部分走线包括中低速数字信号线和 /或控制信号线。

9、 根据权利要求 8所述的印刷电路板， 其中，

所述部分走线与滤波磁珠或高频电容串接。

10、 一种移动终端， 其特征在于， 包含如权利要求 1至 9中任一项权利 要求所述的四层通孔印刷电路板。