CN118804466A - 印刷电路板和制造方法 - Google Patents

Abstract

印刷电路板和制造方法。一种印刷电路板(100)PCB包括顶面(101)、底面(107)、在PCB的至少一个边缘上的一系列M个齿形孔口(102)、以及在顶面(101)上的一系列N个导电焊盘(103)，所述导电焊盘在相应的连接边缘(104)处连接到M个孔口(102)，其中M和N是大于1的整数。顶面(101)上的每个焊盘(103)被相应的间隔件(105)部分地覆盖，使得连接边缘(104)和剩余焊盘区域(103’)的边界(106)之间的区域被间隔件(105)完全覆盖，并且连接边缘(104)和剩余焊盘区域(103’)的边界(106)具有最小距离D，其中D是正数。通过间隔件(105)防止在顶面(101)上的焊盘(103)和齿形孔口(102)之间的焊料泄漏。

Description

印刷电路板和制造方法

技术领域

本发明涉及一种印刷电路板和制造方法。

背景技术

在电子和电气工程工业中，印刷电路板PCB被广泛用于各种电子设备。PCB提供用于组装集成电路和其它电子组件的层和连接。单个PCB上的电路和电子组件可以执行集成功能，并且可以用作单个模块，例如无线连接模块。单个模块可以进一步组装在母板(例如，系统板)上以提供其功能且与系统内的其它模块连接。

当在母板上安装PCB时，PCB边缘周围的导电焊盘通常与母板上的焊盘焊接。在一些应用中，焊盘可以是平面网格阵列(land grid array，LGA)形式的，并且仅暴露在PCB的表面上。例如，将PCB的底面上的焊盘与母板的顶面的焊盘焊接，使得PCB与母板导电连接。不同地，在一些应用中，在PCB的边缘上形成齿形孔口。特别地，这种齿形孔口被制造为电镀半孔，即，齿形孔。齿形孔用作焊盘，以使用可以将焊膏施加到PCB边缘上的齿形孔的不同焊接方法将PCB焊接在母板上。当将PCB安装在母板上时，齿形孔提供良好的对准和容易的焊接。由于具有不同焊盘形式(例如，LGA焊盘或齿形孔)的PCB具有不同的焊盘布局和尺寸并且应用不同的焊接方法，因此需要不同地设计母板的焊垫(footprint)和组装工艺。

在可能的场景中，主板可以最初被设计为组装利用具有齿形孔的PCB实现的功能模块。如果功能模块需要由利用具有LGA焊盘的PCB实现的不同功能模块替换，则主板不能直接组装不同的模块。将引入额外的努力和时间延迟来修改焊垫和组装工艺。

在传统PCB工业中没有解决这些问题。

发明内容

要实现的目的是提供用于具有后向兼容性的PCB设计的改进构思。

根据本公开，形成有齿形孔的PCB A可以安装在母板上。可以进行替换，以设置形成有LGA焊盘的PCB B。具有后向兼容性的PCB设计的改进构思是基于这样的思想，即，具有齿形孔的PCB C在焊盘区域上设计有新间隔件，使得具有LGA焊盘的替换PCB B可以被正确地叠盖在具有间隔件的PCB C的顶部上，并且PCB C以与安装PCB A相同的方式被直接安装在母板上。

借助于改进构思，形成有齿形孔并且应用有新间隔件的新设计的PCB(例如，上述场景中的PCB C)可以用作安装适配器。最初被设计用于安装具有齿形孔的PCB的母板可以被设置有具有LGA焊盘的PCB，而无需通过使用安装适配器对母板进行任何改变。用具有LGA焊盘的PCB实现的模块可以通过包括新设计的PCB作为安装适配器来提供后向兼容性。

根据本公开，新设计的PCB包括顶面、底面、在PCB的至少一个边缘上的一系列M个齿形孔口、以及在顶面上的一系列N个导电焊盘，该N个导电焊盘在相应的连接边缘处连接到M个孔口，其中M和N是大于1的整数，并且M和N可以相同或不同。顶面上的每个焊盘被相应的间隔件部分地覆盖，使得连接边缘和剩余焊盘区域的边界之间的区域被间隔件完全覆盖，并且连接边缘和剩余焊盘区域的边界具有最小距离D，其中，在连接边缘和剩余焊盘区域的边界彼此不重叠或接触的意义上，D是正数。这样，间隔件占用连接边缘和剩余焊盘区域的边界之间的非空且连续区域。在间隔件部分地覆盖PCB的顶面上的焊盘的情况下，当PCB用作母板与叠盖PCB之间的安装适配器时，防止顶面上的焊盘与齿形孔口之间的焊料泄漏。因此，PCB可以正确地安装在母板和叠盖PCB之间作为安装适配器。

在一些实现中，间隔件由焊料掩模制成。焊料掩模可以阻止焊膏在焊盘和齿形孔口之间导电连接。另外或作为替代，间隔件是覆盖PCB的顶面的焊料掩模的一部分。以这种方式，当顶面被施加有焊料掩模时，不需要额外的步骤来形成间隔件。

在一些实现中，齿形孔口是半电镀孔的形式，特别是齿形孔的形式。利用齿形孔，PCB可以容易地被安装在母板上。

在一些实现中，PCB的底面包括在相应的另外连接边缘处连接到M个孔口的N个对应的导电焊盘。利用PCB的底面上的N个焊盘，PCB提供PCB与要安装到的母板之间的进一步连接。

在一些实现中，PCB是空腔PCB，并且空腔PCB包括穿过顶面和底面的空腔。利用PCB中的空腔，PCB提供用于将第二PCB叠盖在顶部上的空间，即使第二PCB在朝向PCB的空腔的表面上设置有电子组件。

在一些其它实现中，当PCB是根据上述实现之一的空腔PCB时，电子模块包括空腔PCB和第二PCB。第二PCB被叠盖在空腔PCB的顶部上，第二PCB的底面面向空腔PCB的顶面，第二PCB的底面包括平面网格阵列形式的分别与空腔PCB的顶面上的N个焊盘耦合的一系列N个导电焊盘，并且耦合的焊盘被焊接在一起。通过空腔PCB，利用第二PCB实现其功能的电子模块被提供有后向兼容性，使得电子模块可以组装在被设计用于具有齿形孔口的PCB的母板上，而不改变母板的设计。

在一些其它实现中，耦合的焊盘经由焊膏被焊接在一起，该焊膏被施加在空腔PCB的顶面上的每个焊盘的剩余焊盘区域上或第二PCB的N个焊盘上。

在一些实现中，至少一个电子组件被设置在第二PCB的底面上。这样，电子组件可以被设置在第二PCB的顶面和底面中的一者或两者上以实现电子模块的功能，使得电子模块被提供有更大的灵活性和容量。

本公开还提供了一种用于制造根据用于具有后向兼容性的PCB设计的改进构思的PCB的方法。该方法包括提供PCB，该PCB具有顶面、底面、在PCB的至少一个边缘上的一系列M个齿形孔口、以及在顶面上的一系列N个导电焊盘，该一系列导电焊盘在相应的连接边缘处连接到M个孔口，其中M和N是大于1的整数。该方法还包括通过相应的间隔件部分地覆盖顶面上的每个焊盘，使得连接边缘和剩余焊盘区域的边界之间的区域被间隔件完全覆盖，并且连接边缘和剩余焊盘区域的边界具有最小距离D，其中D是正数。

在该方法的一些实现中，间隔件由焊料掩模制成。

在该方法的一些实现中，由相应的间隔件部分地覆盖焊盘中的每个焊盘包括：由焊料掩模覆盖在PCB的顶面上方，其中，间隔件是焊料掩模的一部分。

在该方法的一些实现中，PCB是空腔PCB，并且空腔PCB包括穿过顶面和底面的空腔。

在一些其它实现中，当PCB是根据方法的上述实现中的一者的空腔PCB时，该方法还包括将第二PCB叠盖在空腔PCB的顶部上，其中，第二PCB的底面面向空腔PCB的顶面，第二PCB的底面包括为平面网格阵列形式的一系列N个导电焊盘，该一系列N个导电焊盘分别与空腔PCB的顶面上的N个焊盘耦合，并且耦合的焊盘被焊接在一起。

在一些其它实现中，将耦合的焊盘焊接在一起包括：在空腔PCB的顶面上的每个焊盘的剩余焊盘区域上或在第二PCB的N个焊盘上施加焊膏。

在一些实现中，所述方法还包括：将至少一个电子组件设置在所述第二PCB的底面上。

从上面结合PCB描述的各种实现，该方法的进一步实现变得显而易见。

附图说明

下面将借助于附图更详细地解释用于具有后向兼容性的PCB设计的改进构思。

图中：

图1示出了PCB的示例实现；

图2示出了PCB上的间隔件的实现的细节的示例；

图3示出了间隔件的示例实现；

图4a、图4b和图4c示出了示例电子模块；以及

图5示出了用于制造PCB的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了PCB 100的示例实现。PCB 100的顶面101向上放置，上PCB 200可以被叠盖在该顶面上。盖300还可以被叠盖在上PCB 200上。

在示例实现中，一系列齿形孔口102形成在PCB 100的两个边缘上。齿形孔口102的数量可以是大于1的整数，并且可以形成在PCB 100的一个或更多个边缘上。作为示例，PCB100的齿形孔口102是为电镀半孔的齿形孔。

在PCB 100的顶面101上，一系列导电焊盘103被形成并且在相应的连接边缘104处导电地连接到齿形孔口102。在示例实现中，焊盘103的数量和孔口102的数量相同。在这种情况下，每个焊盘103以一对一映射的方式连接到相应的孔口102。作为不同的示例实现，焊盘103的数量和孔口102的数量不同。焊盘103的数量可以大于孔口102的数量。在这种情况下，多于一个焊盘103可以以多对一映射方式连接到同一孔口102。在任何情况下，连接边缘104对应于焊盘103和孔口102之间的连接边缘。

在PCB 100的顶面101上，每个焊盘103还被相应的间隔件105部分地覆盖。

图2示出根据上述实现中的一者的如图1中所示的PCB 100上的间隔件105的示例实现。在该示例中，每个焊盘103被相应的间隔件105部分地覆盖，并且形成每个焊盘103的剩余区域103’。边界106是靠近相应孔口102的剩余区域103’的边界之一。

图3示出根据上述实现中的一者的如图2中所示的焊盘103上的间隔件105的示例实现。对于焊盘103，间隔件105完全覆盖焊盘103上的在边缘104和边界106之间的区域。边缘104和边界106彼此不重叠或接触，以确保由间隔件105覆盖的区域是非空且连续的。在边缘104和边界106之间存在最小距离。可以基于由间隔件105提供的保护的要求来确定最小距离。例如，可以基于为了将焊盘103与另一个焊盘焊接而施加的焊膏的量来确定最小距离，使得焊膏被间隔件105阻止朝向孔口102泄漏，同时焊膏的量足以用于焊接。

作为示例实现，间隔件105可以由焊料掩模制成。例如，间隔件105可以是环氧树脂液体、液态光成像阻焊油墨或干膜光成像焊接掩模等。此外或作为替代，间隔件105可以是覆盖PCB 100的顶面101的焊料掩模的一部分。例如，可以在PCB 100的整个顶面101上施加一片完整焊料掩模，并且进一步蚀刻焊盘103。在这种情况下，仅蚀刻剩余区域103’。因此，间隔件105被保留在顶面101上作为完整焊料掩模的一部分。这种实现通过在顶面上施加焊料掩模并且在一个步骤中施加间隔件来促进制造工艺。

图4a、图4b和图4c以不同视图示出了示例电子模块10。模块10包括根据上述实现中的一者的PCB 100。PCB 100放置在模块10的底部。模块10还包括上PCB 200和盖300。PCB200放置在PCB 100上，并且盖300放置在PCB 200上。

在图4a所示的视图中，模块10被组装并且可以安装在母板上以便进一步使用。在图4b所示的视图中，描绘了模块10内部的PCB 100、PCB 200和盖300之间的定位关系。

对于安装模块10，模块底部上的齿形孔口(即，PCB 100的齿形孔口102)将被用于与母板上的焊盘焊接，使得模块导电连接到母板。

在图4c所示的视图中，作为示例实现，在PCB 100的底面107上，在底面107上形成一系列导电焊盘108。焊盘108以与连接到齿形孔口102的焊盘103相同的方式导电地连接到齿形孔口102。因此，PCB 100的顶面101(在该视图中不可见)上的焊盘103经由相应的齿形孔口102进一步导电地连接到PCB 100的底面107上的相应焊盘108。在示例实现中，焊盘108的数量和孔口102的数量相同。作为不同的示例实现，焊盘108的数量和孔口102的数量不同。焊盘108的数量可以大于孔口102的数量。

作为图4c所示的示例实现，PCB 100包括空腔109。空腔109是穿过PCB 100的顶面101和底面107的切口。焊盘103、齿形孔口102和焊盘108围绕空腔109形成。在这种情况下，在PCB 100上不设置额外的电子组件。PCB 100提供母板与PCB 200之间的连接。

作为不同的示例实现，空腔109可以不被切割穿过，例如，在顶面101上仅开口被切掉。在这种情况下，存在PCB 100的未被切掉的剩余层，并且可以在剩余层上设置电路和电子组件。

作为图4c中所示的示例实现，PCB 200被放置在PCB 100之上。PCB 200的底面201面向PCB 100的顶面101。PCB 200的底面201包括LGA形式的一系列导电焊盘202。PCB 200的焊盘202的数量和PCB 100的焊盘103的数量相同，并且焊盘202和焊盘103分别成对耦合，并且每对耦合的焊盘被焊接在一起。

当焊接每对耦合的焊盘时，施加焊膏。焊膏可以被施加在焊盘202上，或者施加在焊盘103的剩余区域103’上。在任一情况下，焊盘103上的间隔件105可以阻止焊膏朝向孔口102泄漏。

作为不同的示例，焊盘202的数量和焊盘103的数量可以不同。在这种情况下，焊盘202的子集和/或焊盘103的子集耦合并焊接在一起。

作为示例实现，一个或更多个电子组件203设置在PCB 200的底面201上。电子组件203可以具有空腔109可以容纳的最大尺寸。具有电子组件203的PCB 200可以实现模块10的某些功能。

作为示例实现，底面201还包括一个或更多个胶点204，用于可靠地物理连接到PCB100。

图5示出了用于制造PCB 100的方法1000的流程图。可以实现方法1000以制造上述PCB 100的各种实现。

在方法1000的步骤1001中，PCB 100设置有顶面101、底面107、齿形孔口102和导电焊盘103。齿形孔口102和导电焊盘103在相应的连接边缘104处连接。

在方法1000的步骤1002中，每个焊盘103被相应的间隔件105部分地覆盖。

在方法1000的示例实现中，在步骤1002中，间隔件105由焊料掩模制成。

另外或作为替代实现，在步骤1002中，顶面101整体上由焊料掩模覆盖。蚀刻剩余区域103’，并且保留间隔件105作为焊料掩模的一部分。

在方法1000的示例实现中，PCB 100形成有空腔109，并且空腔109穿过顶面101和底面107被切掉。

在方法1000的另一示例实现中，上述各种实现中的PCB 200被叠盖在PCB 100的顶部上。PCB 200的底面201上的焊盘202是LGA形式的并且分别与PCB 100的顶面101上的焊盘103耦合。耦合的焊盘被焊接在一起。

在方法1000的另一示例实现中，当焊接耦合的焊盘时，焊膏被施加在焊盘202上或焊盘103的剩余区域103’上。

在方法1000的示例实现中，一个或更多个电子组件被设置在PCB 200的底面201上。

从以上结合PCB 100和模块10描述的各种实现中，方法1000的进一步实现变得显而易见。

因此，通过以上针对用于具有向后兼容性的PCB设计的改进构思所描述的各种实现，具有齿形孔口的PCB设置有间隔件以防止焊料泄漏。具有LGA焊盘的另一PCB可以正确地叠盖在顶部上。当在母板上用具有LGA焊盘的PCB替换具有齿形孔口的PCB时，具有间隔件的PCB可以被应用为安装适配器。具有LGA焊盘的PCB被安装在具有间隔件的PCB上，并且具有间隔件的PCB被安装在母板上。因此，提供了后向兼容性，使得不需要额外努力和时间来适配母板的焊垫和安装工艺。

因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。然而，显而易见的是，在不脱离如权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。

参考标号的列表

10 模块

100、200 PCB

101-109、201-204PCB上的部分

300 盖

1000 方法

1001-1002 步骤

Claims (15)

1.一种印刷电路板PCB(100)，所述印刷电路板包括顶面(101)、底面(107)、在所述PCB的至少一个边缘上的一系列M个齿形孔口(102)、以及在所述顶面(101)上的一系列N个导电焊盘(103)，所述一系列N个导电焊盘在相应的连接边缘(104)处连接到所述M个齿形孔口(102)，M和N是大于1的整数，

其中，所述顶面(101)上的每个导电焊盘(103)被相应的间隔件(105)部分地覆盖，使得所述连接边缘(104)和剩余焊盘区域(103’)的边界(106)之间的区域被所述间隔件(105)完全覆盖，并且所述连接边缘(104)和所述剩余焊盘区域(103’)的边界(106)具有最小距离D，D是正数。

2.根据权利要求1所述的PCB(100)，其中，所述间隔件(105)是以下中的至少一者：

由焊料掩模制成；

焊料掩模的覆盖所述PCB(100)的所述顶面(101)的部分。

3.根据权利要求1或2所述的PCB(100)，其中，所述齿形孔口(102)是半电镀孔形式的，特别是齿形孔形式的。

4.根据权利要求1或2所述的PCB(100)，其中，所述底面(107)包括在相应的另外连接边缘处连接到所述M个齿形孔口(102)的N个对应的导电焊盘(108)。

5.根据权利要求1或2所述的PCB(100)，其中，所述PCB(100)是空腔PCB，并且所述空腔PCB包括穿过所述顶面(101)和所述底面(107)的空腔(109)。

6.一种电子模块(10)，所述电子模块包括第一印刷电路板PCB(100)和第二PCB(200)，所述第一PCB(100)是根据权利要求5所述的PCB(100)，其中，所述第二PCB(200)叠盖在所述第一PCB(100)的顶部上，所述第二PCB(200)的底面(201)面向所述第一PCB(100)的顶面(101)，所述第二PCB(200)的所述底面(201)包括为平面网格阵列形式的一系列N个导电焊盘(202)，所述一系列N个导电焊盘(202)分别与所述第一PCB(100)的所述顶面(101)上的所述N个导电焊盘(103)耦合，并且耦合的焊盘被焊接在一起。

7.根据权利要求6所述的电子模块(10)，其中，所述耦合的焊盘经由焊膏被焊接在一起，所述焊膏被施加在所述第一PCB(100)的所述顶面(101)上的每个导电焊盘(103)的剩余焊盘区域(103’)上或所述第二PCB(200)的N个导电焊盘(202)上。

8.根据权利要求6或7所述的电子模块(10)，其中，至少一个电子组件(203)被设置在所述第二PCB(200)的所述底面(201)上。

9.一种用于制造印刷电路板PCB的方法(1000)，所述方法包括：

提供(1001)所述PCB，所述PCB具有顶面、底面、在所述PCB的至少一个边缘上的一系列M个齿形孔口、以及在所述顶面上的一系列N个导电焊盘，所述一系列N个导电焊盘在相应的连接边缘处连接到所述M个齿形孔口，M和N是大于1的整数，以及

通过相应的间隔件部分地覆盖(1002)所述顶面上的每个导电焊盘，使得所述连接边缘和剩余焊盘区域的边界之间的区域被所述间隔件完全覆盖，并且所述连接边缘和所述剩余焊盘区域的所述边界具有最小距离D，D是正数。

10.根据权利要求9所述的方法(1000)，其中，所述间隔件由焊料掩模制成。

11.根据权利要求9所述的方法(1000)，其中，通过相应的间隔件部分地覆盖所述导电焊盘中的每个导电焊盘包括：通过焊料掩模覆盖所述PCB的所述顶面，其中，所述间隔件是所述焊料掩模的一部分。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法(1000)，其中，所述PCB是空腔PCB，并且所述空腔PCB包括穿过所述顶面和所述底面的空腔。

13.根据权利要求12所述的方法(1000)，所述方法还包括：将第二PCB叠盖在所述空腔PCB的顶部上，其中，所述第二PCB的所述底面面向所述空腔PCB的所述顶面，所述第二PCB的所述底面包括为平面网格阵列形式的一系列N个导电焊盘，所述一系列N个导电焊盘分别与所述空腔PCB的所述顶面上的所述N个导电焊盘耦合，并且耦合的焊盘被焊接在一起。

14.根据权利要求13所述的方法(1000)，其中，将所述耦合的焊盘焊接在一起包括：在所述空腔PCB的顶面上的每个导电焊盘的剩余焊盘区域上或在所述第二PCB的N个导电焊盘上施加焊膏。

15.根据权利要求13所述的方法(1000)，所述方法还包括将至少一个电子组件设置在所述第二PCB的所述底面上。