三維印刷電路板結構製造方法
2023-10-07 02:37:14 1
三維印刷電路板結構製造方法
【專利摘要】一種製造用於三維電路結構的組件的方法包括：提供具有頂部表面、相對的底部表面和端部區段的印刷電路板(PCB)。在所述端部區段處在所述頂部表面中形成第一有角度的溝道，其中所述第一有角度的溝道延伸至所述端部區段的邊緣且將所述端部區段劃分成第一端部部分和第二端部部分。在所述第一端部部分處從所述頂部表面移除PCB材料以形成具有在所述頂部表面之下預先選擇的距離處的上表面的第一支撐構件。在第一PCB的端部區段處在所述底部表面中形成第二有角度的溝道，其中所述第二有角度的溝道延伸至所述端部區段的邊緣且與所述第一支撐構件相鄰。在所述第二端部部分處從所述底部表面移除PCB材料以形成具有與所述PCB的頂部表面鄰接的上表面的第二支撐構件。坡道部分在所述第一支撐構件和所述第二支撐構件之間延伸。
【專利說明】三維印刷電路板結構製造
【背景技術】
[0001]近年來射頻(RF)系統產品的結構變得越來越複雜。例如，用於RF系統的三維結構設計變得更為常見。在特定的情況中，電路組件被設計在三維中，從而電路不包含在共同平面中，以滿足特殊要求。
[0002]通常，在不同的印刷電路板之間提供三維電路連接將是典型的應用，特別對於常見的垂直連接，諸如相對於彼此以任意的角度定向兩個印刷電路板。這易於實現正交連接，因為以在板的邊緣的正交切割可以更容易地製作印刷電路板。然而，更新的三維電路設計需要印刷電路板處於不是90度的角度。在需要45度角度的特定情況中，使用標準印刷電路板製造技術在板中製造45度的研磨槽是困難且昂貴的。
【發明內容】
[0003]一種製造用於三維電路結構的組件的方法包括:提供具有頂部表面、相對的底部表面和端部區段的印刷電路板(PCB)。在所述端部區段處在所述頂部表面中形成第一有角度的溝道，其中所述第一有角度的溝道延伸至所述端部區段的邊緣且將所述端部區段劃分成第一端部部分和第二端部部分。在所述第一端部部分處從所述頂部表面移除PCB材料以形成具有在所述頂部表面之下預先選擇的距離處的上表面的第一支撐構件。在第一 PCB的端部區段處在所述底部表面中形成第二有角度的溝道，其中所述第二有角度的溝道延伸至所述端部區段的邊緣且與所述第一支撐構件相鄰。在所述第二端部部分處從所述底部表面移除PCB材料以形成具有與所述PCB的頂部表面鄰接的上表面的第二支撐構件。坡道部分在所述第一支撐構件和所述第二支撐構件之間延伸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0004]根據參考附圖的以下描述，本發明的特徵對於本領域技術人員將變得清楚。應理解，這些圖僅僅描繪了典型實施例且因此不被視為範圍中的限制，將通過附圖的使用以附加的特異性和細節來描述本發明，其中:
[0005]圖1A-1E是示出根據一個實施例的用於生產三維印刷電路板結構的組件的各種製造階段的部分透視圖；
[0006]圖2是根據一個實施例的用於生產三維印刷電路板結構的另一個組件的製造階段的部分透視圖；以及
[0007]圖3A-3C是示出根據一個實施例的在三維印刷電路板結構的製造中的各種組裝階段的部分透視圖。
【具體實施方式】
[0008]在下面的詳細描述中，足夠詳細地描述了實施例以使本領域技術人員能夠實踐本發明。應理解，可以使用其他實施例而不脫離本發明的範圍。因此，下面的詳細描述並不是在限制性意義上進行的。[0009]提供一種製造和組裝諸如三維印刷電路板(PCB)結構的三維電路結構的方法。
[0010]對於一些應用，在一個PCB和另一個PCB或其他部分之間的連接不是垂直的，而要求小於或大於90度的某個特定的角度。在一些實現中，採用附加的機械部件或連接件，這使得系統更複雜並伴隨著更高的成本和降低的可靠性。
[0011]在PCB的邊緣的切割通常被禁止，原因在於PCB材料的機械強度和它的多層各向異性。在沿著PCB的邊緣的研磨過程期間容易損壞PCB材料。此外，對於每一個角度，將需要90度的旋轉以進行切割，使得整個過程非常複雜並伴隨著高成本和低效率。當在這樣的過程中可能使用定位在45度角度的研磨頭時，這不是標準PCB生產技術的部分且需要特殊研磨頭/機器。同時，使用這樣的特殊研磨頭/機器，內圓角是難以避免的。
[0012]本方法提供以下:使用通常的PCB製造技術形成用於在一個PCB和另一個PCB或其他的電子部分之間的三維連接的任意角度。本方法能用來簡化電子組件的組裝，所述電子組件諸如導航接收機中使用的那些。
[0013]關於本方法的進一步的細節參考附圖描述如下。
[0014]圖1A-1E描繪了根據一個實施例的製造三維印刷電路板結構的組件的各種製造階段。如圖1A所不,第一 PCBllO被提供為具有頂部表面112、相對的底部表面113、和第一高度H1。具有帶有期望角度的斜坡的第一有角度的溝道114形成在PCBl 10的頂部表面112中。在一種方法中，溝道114可通過使用圓錐研磨頭130朝向邊緣115切割通過頂部表面112而形成。這導致溝道114具有圓錐區段116和從圓錐區段116向邊緣115延伸的V形區段117。溝道114將PCBllO的端部區段118劃分成第一端部部分119和第二端部部分120。
[0015]如圖1B所示，在端部部分119上的PCB材料的部分在PCBllO頂部表面112之下被移除預先選擇的距離h以形成具有上表面124的第一支撐構件122。在一種方法中，第一支撐構件122能通過用研磨頭132研磨通過頂部表面112來形成。限定圓錐區段116的剩餘PCB材料然後諸如通過用研磨頭132研磨材料而被移除，如圖1C所示。
[0016]然後在PCBllO的相反側重複前述操作。如圖1D所描繪的，具有帶有期望角度的斜坡的第二有角度的溝道126在端部區段118的第二端部部分120處形成在底部表面113中。溝道126可以用與用於形成溝道114相同的圓錐研磨頭130形成，從而溝道126具有與溝道114相同的形狀和尺寸。溝道126在端部區段118延伸至邊緣115且和第一支撐構件122相鄰。
[0017]如圖1E所示，在端部部分120上的PCB材料的一部分從PCBllO的底部表面113被移除預先選擇的距離以形成具有上表面128的第二支撐構件127，上表面128與PCBllO的頂部表面112鄰接。這留下了坡道部分129，其在第一和第二支撐構件122和127之間延伸。坡道部分129具有厚度W，和在第一和第二支撐構件122和127之間的長度H2。第二支撐構件127可諸如通過用研磨頭132研磨通過PCBllO的相反側至端部部分120中而形成。可以諸如通過用研磨頭132研磨來移除從形成溝道126剩餘的任何多餘材料。
[0018]圖2示出了根據一個實施例的用於製造三維印刷電路板結構的組件的另外的製造階段。如圖2所示，提供的第二 PCB210具有頂部表面212和高度H2'，其與PCBllO的第一和第二支撐構件122和127之間的長度H2相對應。垂直溝槽214被形成通過上表面212且延伸至PCB210的邊緣216。垂直溝槽214具有與坡道部分129的尺寸和形狀相對應的尺寸和形狀。例如，垂直溝槽214具有與坡道部分129的厚度w相對應的寬度W'，和與第一和第二支撐構件122和127之間的坡道部分129的長度H2相對應的高度H2'。在替換實施例中，在期望配置需要時，PCB210可用其它電路組件來替代。類似的垂直溝槽如上面描述那樣形成在這樣的電路組件中。
[0019]圖3A-3C示出根據一個實施例的在三維印刷電路板結構的生產中的各種組裝階段。如圖3A所描繪的，PCBllO的坡道部分129與另一電路組件或PCB210的垂直溝槽214對準。PCBllO通過將坡道部分129插入溝槽214中來連接到PCB210 (或其他組件)，如圖3B所示。PCBllO和PCB210以夾角Θ機械地和電氣地連接，如圖3C所示。
[0020]在夾角為Θ的情況下，下述的公式可用來如上面所述那樣設計三維印刷電路板結構:
[0021]h = H2Sin Θ
【權利要求】
1.一種製造用於三維電路結構的組件的方法，所述方法包括: 提供具有頂部表面、相對的底部表面、第一高度和端部區段的印刷電路板(PCB)；在所述PCB的端部區段處在所述頂部表面中形成第一有角度的溝道，其中所述第一有角度的溝道延伸至所述端部區段的邊緣且將所述端部區段劃分成第一端部部分和第二端部部分； 在所述第一端部部分處從所述頂部表面移除PCB材料以形成具有在所述頂部表面之下預先選擇的距離處的上表面的第一支撐構件； 在第一 PCB的端部區段處在所述底部表面中形成第二有角度的溝道，其中所述第二有角度的溝道延伸至所述端部區段的邊緣且與所述第一支撐構件相鄰；以及 在所述第二端部部分處從所述底部表面移除PCB材料以形成具有與所述PCB的頂部表面鄰接的上表面的第二支撐構件，其中坡道部分在所述第一支撐構件和所述第二支撐構件之間延伸，所述坡道部分具有第一尺寸和形狀。
2.根據權利要求1所述的方法，進一步包括: 提供具有第聞度的電路組件；和 形成通過第二電路組件的垂直溝槽，所述垂直溝槽延伸至所述第二電路組件的邊緣，其中所述垂直溝槽具有與所述坡道部分的第一尺寸和形狀相對應的第二尺寸和形狀。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二有角度的溝道具有和所述第一有角度的溝道相同的尺寸和形狀。
4.根據權利要求2所述的方法，其中電路組件包括第二PCB。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述第二PCB的高度和所述第一PCB的高度相同。
6.根據權利要求2所述的方法，其中所述垂直溝槽具有與所述坡道部分的厚度相對應的寬度。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一有角度的溝道用圓錐研磨頭形成。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述第二有角度的溝道用圓錐研磨頭形成。
9.一種製造三維印刷電路板結構的方法，所述方法包括: 提供具有頂部表面、相對的底部表面、第一高度和端部區段的第一印刷電路板(PCB)；在所述第一 PCB的端部區段處在所述頂部表面中形成第一有角度的溝道，其中所述第一有角度的溝道延伸至所述端部區段的邊緣且將所述端部區段劃分成第一端部部分和第二端部部分； 在所述第一端部部分處從所述頂部表面移除PCB材料以形成具有在所述頂部表面之下預先選擇的距離處的上表面的第一支撐構件； 在所述第一 PCB的端部區段處在所述底部表面中形成第二有角度的溝道，其中所述第二有角度的溝道延伸至所述端部區段的邊緣且與所述第一支撐構件相鄰；以及 在所述第二端部部分處從所述底部表面移除PCB材料以形成具有與所述第一 PCB的頂部表面鄰接的上表面的第二支撐構件，其中坡道部分在所述第一支撐構件和所述第二支撐構件之間延伸，所述坡道部分具有第一尺寸和形狀； 提供具有第二高度的第二 PCB ； 形成通過所述第二 PCB的垂直溝槽，所述垂直溝槽延伸至所述第二 PCB的邊緣，其中所述垂直溝槽具有與所述坡道部分的第一尺寸和形狀相對應的第二尺寸和形狀；將所述第一 PCB的坡道部分插入所述第二 PCB的垂直溝槽；以及 以預先選擇的角度將所述第一 PCB固定至所述第二 PCB。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述第二有角度的溝道具有和所述第一有角度的溝道相同的形狀和尺寸。
11.根據權利要求9所述的方法，其中所述第二PCB的高度和所述第一 PCB的高度相同。
12.根據權利要求9所述的方法，其中所述垂直溝槽具有與所述坡道部分的厚度相對應的寬度。
13.根據權利要求9所述的方法，其中所述第一有角度的溝道用圓錐研磨頭形成。
14.根據權利要求13所述的方法，其中所述第二有角度的溝道用圓錐研磨頭形成。
15.—種三維印刷電路板結構,包括: 第一印刷電路板(PCB)，其具有頂部表面和第一高度，所述PCB包括: 第一支撐構件，其具有在所述第一 PCB的端部區段處在所述頂部表面之下預先選擇的距離處的上表面； 第二支撐構件，其與所述第一支撐構件相鄰且具有與所述第一 PCB的頂部表面鄰接的上表面；以及 坡道部分，其在所述第一支撐構件和所述第二支撐構件之間延伸； 具有第二高度的電路組件，所述電路組件包括: 延伸至所述電路組件的邊緣的垂直溝槽，其中所述垂直溝槽具有與所述坡道部分的尺寸和形狀相對應的尺寸和形狀； 其中所述第一 PCB的坡道部分位於所述電路組件的垂直溝槽中，使得所述第一 PCB以預先選擇的角度耦合至所述電路組件。
16.根據權利要求15所述的結構，其中所述第二電路組件包括第二PCB。
17.根據權利要求16所述的結構，其中所述第二PCB的高度和所述第一 PCB的高度相同。
【文檔編號】H04L29/00GK104012189SQ201180074927
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2011年11月18日 優先權日:2011年11月18日
【發明者】王楠, O·尼胡斯 申請人:霍尼韋爾國際公司