具有軸向平行通孔的印刷電路板的製作方法
2024-03-22 06:58:05 1
專利名稱：具有軸向平行通孔的印刷電路板的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有軸向平行通孔的印刷電路板(PCB)。更具體地說，本發明涉及具有軸向平行通孔的PCB，其中在PCB中用於內部電路互連的通孔周圍形成用作接地的外部接地通孔，由此使由該通孔引起的噪音效果最小化。
背景技術：
根據可攜式信息裝置如筆記本計算機、PDA和行動電話的最新微型化和多功能化，在可攜式信息裝置中使用的高度集成PCB的需求在增長。由此，對於PCB之間的電路連接需要高集成度的通孔。
圖1是PCB的剖面圖，穿過該PCB形成各種類型的通孔11，12，13，14。
如圖1所示，穿過PCB的通孔被分為內通孔11、交錯通孔12、層疊通孔13和穿通孔14，根據用途和形狀內通孔11用於連接內層電路，交錯通孔12具有臺階狀的電路連接路徑，在層疊通孔13中層疊了多個通孔，穿通孔14用於內層連接。
由於電路圖形或器件的阻抗失配，PCB的通孔引起噪音如傳輸噪音或反射噪音。
由通孔引起的噪音對於低速信號是無關緊要的，但是由於數據傳輸的快速增加，當帶寬被擴大和信號處理速度增加時顯著地影響輸出信號。
因此，研究了使用雷射鑽處理通孔的方法以及穿通孔和交錯或層疊通孔的設計方法，以便減小由PCB通孔引起的噪音。
但是，使用雷射鑽處理通孔的方法是有問題的，其中當PCB厚時如多層的PCB通孔處理通孔是困難的，即使集成度被提高和噪音被減小少許。
其間，在設計交錯或層疊通孔以及穿通孔的方法中，減小通過雷射鑽處理的PCB厚度是可能的。但是，該方法的問題在於因為用於通孔的導體的銅層電感隨著頻率增加而增加，且由於電容的效果，噪音顯著地增加。
翻到圖1，常規PCB的通孔結構的問題在於由於電源層或信號傳輸層20容易受到由通孔引起傳輸噪音的影響，電源或信號傳輸被破壞。
發明內容
因此，本發明關注在先前技術中發生的以上缺點，並且，本發明的目的是提供一種PCB，該PCB使由於其高頻信號由通孔引起的噪音效果最小化。
本發明的另一目的是提供一種具有軸向平行通孔的PCB，其中在PCB中圍繞通孔形成用作接地的外接地通孔，由此使由該通孔引起的噪音效果最小化。
可以通過提供具有軸向平行通孔的PCB完成上述目的。該PCB包括多個的電路層，其上形成電路圖形。在多個電路層之間插入多個絕緣層。多個通孔具有連續的曲線部分，垂直於多個電路層中的任意一個的表面延伸，且在其壁上鍍有第一導電材料。圍繞多個通孔的至少一個通孔的外接地通孔，該通孔延伸以便軸向地平行於由此圍繞的通孔，且與通孔壁分開預定距離，以及在其壁上鍍有第二導電材料。絕緣材料被封裝在由外接地通孔圍繞的通孔和外接地通孔之間。
優選，由外接地通孔圍繞的通孔選自由用於內層之間連接的內通孔、具有臺階狀電路連接路徑的交錯通孔、通過層疊多個通孔形成的層疊通孔、用於外層之間連接的穿通通孔和用於電路層之間連接的封閉通孔構成的組。
優選，外接地通孔接地。
優選，外接地通孔的第二導電材料鍍銅層。
優選，由外接地通孔圍繞的通孔與外接地通孔同軸。
優選，由外接地通孔圍繞的通孔軸向平行於外接地通孔。
從下面結合附圖的詳細說明將更清楚地理解本發明的上述及其他目的、特點以及其他優點，其中圖1是PCB的剖面圖，穿過該PCB形成各種類型的通孔；圖2a是根據本發明的第一實施例的PCB的剖面圖，該PCB具有同軸通孔，該同軸通孔包括用於信號傳輸的一個內通孔；圖2b圖示了根據本發明的第一實施例的同軸通孔，該同軸通孔包括一個內通孔；圖3a是根據本發明的第二實施例的PCB的剖面圖，外層通過封閉通孔連接到內層，以及內層連接到同軸通孔；圖3b圖示了根據本發明的第二實施例的同軸通孔，該同軸通孔連接到通過封閉通孔連接到外層的內層；圖4a是根據本發明的第三實施例的PCB的剖面圖，該PCB具有包括一個交錯內通孔的同軸通孔；
圖4b圖示了根據本發明的第三實施例的同軸通孔，該同軸通孔包括一個內通孔；圖5a是根據本發明的第四實施例的PCB的剖面圖，該PCB具有圍繞兩個內通孔的外接地通孔；圖5b圖示了根據本發明的第四實施例圍繞兩個內通孔的外接地通孔；圖6a是根據本發明的第五實施例的PCB的剖面圖，該PCB具有圍繞四個內通孔的外接地通孔；圖6b圖示了根據本發明的第五實施例圍繞四個內通孔的外接地通孔；圖7圖示根據本發明的第六實施例圍繞四個內通孔的外接地通孔；具體實施方式
下面，參考附圖詳細描述根據本發明具有軸向平行通孔的PCB。
圖2a是根據本發明的第一實施例具有包括用於信號傳輸的一個內通孔的同軸通孔的PCB的剖面圖，圖2b圖示了根據本發明的第一實施例包括一個內通孔141的同軸通孔140。
如圖2a和圖2b所示，根據本發明具有同軸通孔140的PCB包括一個內通孔141和外接地通孔142。內通孔141傳輸其上形成電路圖形的外層131，132之間的信號。外接地通孔142具有圍繞內通孔141的圓截面，並從該PCB的內層伸到其他內層，以便當外接地通孔與內通孔的壁隔開預定距離時與內通孔同軸。
外接地通孔142優選由導電材料如銅製成，以及在兩個孔之間填塞絕緣材料143，以便防止外接地通孔142被內通孔141短路。因此，外接地通孔142和內通孔141可以獨立地傳輸信號。
外接地通孔142被接地，以便阻擋由內通孔141引起的噪音。而且，由於接地通孔142均勻地圍繞內通孔141，因此可以在內通孔141和電路圖形或器件之間實現阻抗匹配。由此，根據本發明的PCB採用內通孔141和電路圖形或器件之間的阻抗匹配以使由常規通孔引起的反射噪音最小化。
如圖2a所示，當鄰近於本發明的同軸通孔140設置電源層或信號傳輸層121，122時，由內通孔141引起的噪音被外接地通孔142阻擋，且因此不影響電源層或信號傳輸層121，122。在此情況下，內通孔141、外接地通孔142和電源層或信號傳輸層121，122可以獨立地傳輸信號。
在根據本發明的第一實施例製造PCB的方法中，通過PCB形成具有預定直徑的外接地通孔142，其中在其內層上形成電路圖形。接著，進行無電鍍和電解銅電鍍工序，以對外接地通孔142進行鍍銅。接下來，在外接地通孔142中填塞絕緣材料143，然後使用鑽孔形成用於信號傳輸的內通孔142。執行鍍銅工序，然後在外層上形成電路圖形，因此產生具有如圖2a所示的本發明的同軸通孔140的PCB。此時，優選外接地通孔142與內通孔141同軸或軸向地平行於內通孔141。
根據第一實施例的方法，如此設計具有同軸通孔140的PCB的外接地通孔142它具有預定直徑的圓柱形形狀。但是，根據用途和應用可以以各種形狀製造外接地通孔。
圖3a是根據本發明第二實施例的PCB的剖面圖，其中，外層231，232通過封閉通孔231a，232a連接到內層，且內層連接到同軸通孔240。圖3b圖示了根據本發明的第二實施例的同軸通孔240，同軸通孔240連接到通過封閉通孔231a，232a連接到外層231，232的內層。
如圖3a和圖3b所示，在具有根據本發明的同軸通孔240的PCB中，外層231，232通過封閉通孔231a，232a連接到內層，且內層的電路圖形連接到內層同軸通孔240。封閉通孔231a，232a通過與內層同軸通孔240隔開預定距離。
優選，在內通孔241的兩端形成焊盤241a，以將封閉通孔231a，232a連接到電路。外接地通孔242由導電材料如銅製成，以及在兩個孔之間填塞絕緣材料243，以防止外接地通孔242被內通孔241短路。因此外接地通孔242和內通孔241可以獨立地傳輸信號。
與上述第一實施例一樣，根據圖3a和圖3b的第二實施例的外接地通孔242被接地，以便阻擋由內通孔241引起的噪音。而且，由於外接地通孔242均勻地圍繞內通孔241，因此可以在交錯內通孔241和電路圖形或器件之間實現阻抗匹配。由此，根據本發明的PCB採用內通孔241和電路圖形或器件之間的阻抗匹配以使由常規通孔引起的反射噪音最小化。
如圖3a所示，當電源層或信號傳輸層221，222鄰近於本發明的同軸通孔240設置時，由內通孔241引起的噪音被外接地通孔242阻擋，且因此不影響電源層或信號傳輸層221，222。在此情況下，內通孔241、外接地通孔242和電源層或信號傳輸層221，222可以獨立地傳輸信號。
此時，人們認為由PCB的外層231，232的封閉通孔231a，232a所引起噪音影響電路圖形或器件。但是，由於該噪音的強度非常低，因此它是無足輕重的。
在圖3a和3b中，PCB的外接地通孔242被如此設計它具有預定直徑的圓柱形形狀。但是，根據用途和應用可以以各種形狀製造外接地通孔。此外，優選，外接地通孔242與內通孔241同軸或軸向地平行於內通孔241。
圖4a是根據本發明的第三實施例具有包括一個交錯內通孔341的同軸通孔340的PCB剖面圖，圖4b圖示了根據本發明的第三實施例包括一個交錯內通孔341的同軸通孔340。
如圖4a和圖4b所示，具有根據本發明的同軸通孔340的PCB包括一個內通孔341和外接地通孔342。信號通過封閉通孔331a，332a和焊盤341a從交錯內通孔341傳輸到外層331，332。外接地通孔342具有圍繞交錯內通孔341的圓截面，並且從PCB的內層伸到其他內層，以便當外接地通孔與內通孔的壁隔開預定距離時，與交錯的內通孔341同軸。
此時，優選，外接地通孔342由導電材料如銅製成，以及在兩個孔之間填塞絕緣材料343，以便防止外接地通孔342被內通孔341短路。因此，外接地通孔342和內通孔341可以獨立地傳輸信號。
如果具有圖4a和圖4b的同軸通孔340的PCB與具有圖3a和3b的同軸通孔240的PCB相比，他們彼此不同之處在於代替圖4a和圖4b中的內層的電路圖形，信號通過交錯內通孔341的焊盤341a傳輸到外層331，332的封閉通孔331a，332a。
圖5a是根據本發明的第四實施例的PCB剖面圖，該PCB具有圍繞兩個內通孔441a 441b的外接地通孔，，圖5b圖示了根據本發明的第四實施例圍繞兩個內通孔441a，441b的外接地通孔。
如圖5a和圖5b所示，具有根據本發明的軸向平行通孔的PCB包括兩個內通孔441a，441b和外接地通孔442。內通孔441a，441b在其上形成電路圖形的外層431與432間傳輸信號。外接地通孔442具有圍繞兩個內通孔441a，441b的圓形截面，且從PCB的外層431伸到其他外層432，以便當外接地通孔與內通孔隔開預定距離時軸向地平行於兩個內通孔441a，441b。此時，優選外接地通孔442由導電材料如銅製成，而且在兩個孔之間填塞絕緣材料443，以便防止外接地通孔442與兩個內通孔441a，441b短路。因此，外接地通孔442和兩個內通孔441a，441b可以獨立地傳輸信號。
如果具有圖5a和圖5b的軸向平行通孔的PCB與具有圖2a和圖2b的同軸通孔140的PCB相比較，那麼他們彼此不同之處在於在圖5a和圖5b的PCB中兩個內通孔441a，441b形成外接地通孔442中。但是，圖5a和圖5b的PCB是有利的，其中由於形成用於信號傳輸的兩個內通孔441a，441b，因此代替兩種分開的信號可以傳輸不同的信號。
圖6a是根據本發明的第五實施例的PCB剖面圖，該PCB具有圍繞四個內通孔541a，541b，541c和541d的外接地通孔，圖6b圖示了根據本發明的第五實施例圍繞四個內通孔541a，541b，541c和541d的外接地通孔，以及圖7圖示了根據本發明的第六實施例圍繞四個內通孔641a，641b，641c和641d的外接地通孔。
如圖6a和圖6b所示，具有根據本發明的軸向平行通孔的PCB包括四個內通孔541a，541b，541c和541d和外接地通孔542。四個內通孔541a，541b，541c和541d在其上形成電路圖形的外層531，532之間傳輸信號。該外接地通孔542具有圍繞四個內通孔541a，541b，541c和541d的橢圓形部分，且從PCB的外層531伸到其他外層532，以便當外接地通孔與內通孔隔開預定距離時軸向地平行於四個內通孔541a，541b，541c和541d。此時，優選外接地通孔542由導電材料如銅製成，以及在兩個孔之間填塞絕緣材料543，以便防止外接地通孔542與四個內通孔541a，541b，541c和541d短路。因此，外接地通孔542和四個內通孔541a，541b，541c和541d可以獨立地傳輸信號。
如果具有圖6a和圖6b的軸向平行通孔的PCB與具有圖5a和圖5b的軸向平行通孔的PCB相比較，由於四個內通孔541a，541b，541c和541d形成在外接地通孔542中，因此可以傳輸各種類型的信號，如四種分開的信號，兩對不同的信號，以及兩種分開的信號和一對不同的信號的組合。
如圖6b和圖7所示，根據本發明的外接地通孔542，642具有橢圓和圓形截面，但是根據用途、應用或設計外接地通孔的截面可以具有各種形狀，如多邊形。
本發明已經以說明性方法進行了描述，但是應當理解使用的術語用於描述而不是限制。根據上面的教導，本發明的許多改進和改變是可能的，因此，應當理解在附加的權利要求的範圍內，除具體描的以外可以實際操作本發明。
如上所述，本發明提供具有軸向平行通孔的PCB，其中在PCB的通孔周圍形成用作接地的外接地通孔，因此使由於高速信號切換通孔所引起的噪音效果最小化。
因此，根據本發明具有軸向平行通孔的PCB是有利的，其中由於在內通孔和電路圖形或器件之間的阻抗匹配，因此PCB的電性能被提高。
根據本發明具有軸向平行通孔的PCB的另一個優點是由於將由內通孔所引起的噪音傳輸到電源層的傳輸被外接地通孔阻擋，因此該PCB電源的穩定性被提高。
根據本發明具有軸向平行通孔的PCB的另一個優點是由於用於傳輸高速信號的通孔之間的相互作用被外接地通孔阻擋，因此提高通孔的集成度。
權利要求
1.一種具有軸向平行通孔的印刷電路板，包括其上形成電路圖形的多個電路層；在多個電路層之間插入的多個絕緣層；具有連續曲線部分的多個通孔，該通孔延伸垂直於多個電路層的任意一個的表面，且在其壁上鍍有第一導電材料；圍繞多個通孔的至少一個通孔的外接地通孔，該外接地通孔在由此圍繞的通孔的軸向延伸，同時與通孔的壁隔開預定距離，且在其壁上鍍有第二導電材料；以及在由外接地通孔圍繞的通孔和外接地通孔之間填塞的絕緣材料。
2.根據權利要求1所述的印刷電路板，其中由外接地通孔圍繞的通孔選自由用於內層之間連接的內通孔、具有階梯狀電路連接路徑的交錯通孔、通過層疊多個通孔形成的層疊通孔、用於外層之間連接的穿通孔以及用於電路層之間連接的封閉通孔構成的組。
3.根據權利要求1所述的印刷電路板，其中外接地通孔被接地。
4.根據權利要求1所述的印刷電路板，其中外接地通孔的第二導電材料是鍍銅層。
5.根據權利要求1所述的印刷電路板，其中由外接地通孔圍繞的通孔與該外接地通孔同軸。
6.根據權利要求1所述的印刷電路板，其中由外接地通孔圍繞的通孔軸向地平行於外接地通孔。
全文摘要
公開了一種具有軸向平行通孔的PCB，其中在PCB中圍繞用於內電路連接的通孔形成用作接地的外接地通孔，因此使由通孔引起的噪音效果最小化。
文檔編號H05K3/42GK1655662SQ200510007100
公開日2005年8月17日 申請日期2005年2月7日 優先權日2004年2月13日
發明者金永雨, 閔炳烈, 柳昌明, 金漢 申請人:三星電機株式會社