三維印刷電路板結(jié)構(gòu)制造方法
【專利摘要】一種制造用于三維電路結(jié)構(gòu)的組件的方法包括：提供具有頂部表面、相對(duì)的底部表面和端部區(qū)段的印刷電路板(PCB)。在所述端部區(qū)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(qū)段的邊緣且將所述端部區(qū)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(yù)先選擇的距離處的上表面的第一支撐構(gòu)件。在第一PCB的端部區(qū)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(qū)段的邊緣且與所述第一支撐構(gòu)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(gòu)件。坡道部分在所述第一支撐構(gòu)件和所述第二支撐構(gòu)件之間延伸。
【專利說(shuō)明】三維印刷電路板結(jié)構(gòu)制造
【背景技術(shù)】
[0001]近年來(lái)射頻(RF)系統(tǒng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越復(fù)雜。例如，用于RF系統(tǒng)的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更為常見。在特定的情況中，電路組件被設(shè)計(jì)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(yīng)用，特別對(duì)于常見的垂直連接，諸如相對(duì)于彼此以任意的角度定向兩個(gè)印刷電路板。這易于實(shí)現(xiàn)正交連接，因?yàn)橐栽诎宓倪吘壍恼磺懈羁梢愿菀椎刂谱饔∷㈦娐钒?。然而，更新的三維電路設(shè)計(jì)需要印刷電路板處于不是90度的角度。在需要45度角度的特定情況中，使用標(biāo)準(zhǔn)印刷電路板制造技術(shù)在板中制造45度的研磨槽是困難且昂貴的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一種制造用于三維電路結(jié)構(gòu)的組件的方法包括:提供具有頂部表面、相對(duì)的底部表面和端部區(qū)段的印刷電路板(PCB)。在所述端部區(qū)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(qū)段的邊緣且將所述端部區(qū)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(yù)先選擇的距離處的上表面的第一支撐構(gòu)件。在第一 PCB的端部區(qū)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(qū)段的邊緣且與所述第一支撐構(gòu)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(gòu)件。坡道部分在所述第一支撐構(gòu)件和所述第二支撐構(gòu)件之間延伸。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0004]根據(jù)參考附圖的以下描述，本發(fā)明的特征對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得清楚。應(yīng)理解，這些圖僅僅描繪了典型實(shí)施例且因此不被視為范圍中的限制，將通過(guò)附圖的使用以附加的特異性和細(xì)節(jié)來(lái)描述本發(fā)明，其中:
[0005]圖1A-1E是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)三維印刷電路板結(jié)構(gòu)的組件的各種制造階段的部分透視圖；
[0006]圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)三維印刷電路板結(jié)構(gòu)的另一個(gè)組件的制造階段的部分透視圖；以及
[0007]圖3A-3C是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在三維印刷電路板結(jié)構(gòu)的制造中的各種組裝階段的部分透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]在下面的詳細(xì)描述中，足夠詳細(xì)地描述了實(shí)施例以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明。應(yīng)理解，可以使用其他實(shí)施例而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，下面的詳細(xì)描述并不是在限制性意義上進(jìn)行的。[0009]提供一種制造和組裝諸如三維印刷電路板(PCB)結(jié)構(gòu)的三維電路結(jié)構(gòu)的方法。
[0010]對(duì)于一些應(yīng)用，在一個(gè)PCB和另一個(gè)PCB或其他部分之間的連接不是垂直的，而要求小于或大于90度的某個(gè)特定的角度。在一些實(shí)現(xiàn)中，采用附加的機(jī)械部件或連接件，這使得系統(tǒng)更復(fù)雜并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，原因在于PCB材料的機(jī)械強(qiáng)度和它的多層各向異性。在沿著PCB的邊緣的研磨過(guò)程期間容易損壞PCB材料。此外，對(duì)于每一個(gè)角度，將需要90度的旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行切割，使得整個(gè)過(guò)程非常復(fù)雜并伴隨著高成本和低效率。當(dāng)在這樣的過(guò)程中可能使用定位在45度角度的研磨頭時(shí)，這不是標(biāo)準(zhǔn)PCB生產(chǎn)技術(shù)的部分且需要特殊研磨頭/機(jī)器。同時(shí)，使用這樣的特殊研磨頭/機(jī)器，內(nèi)圓角是難以避免的。
[0012]本方法提供以下:使用通常的PCB制造技術(shù)形成用于在一個(gè)PCB和另一個(gè)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(lái)簡(jiǎn)化電子組件的組裝，所述電子組件諸如導(dǎo)航接收機(jī)中使用的那些。
[0013]關(guān)于本方法的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)參考附圖描述如下。
[0014]圖1A-1E描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的制造三維印刷電路板結(jié)構(gòu)的組件的各種制造階段。如圖1A所不,第一 PCBllO被提供為具有頂部表面112、相對(duì)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(guò)使用圓錐研磨頭130朝向邊緣115切割通過(guò)頂部表面112而形成。這導(dǎo)致溝道114具有圓錐區(qū)段116和從圓錐區(qū)段116向邊緣115延伸的V形區(qū)段117。溝道114將PCBllO的端部區(qū)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(yù)先選擇的距離h以形成具有上表面124的第一支撐構(gòu)件122。在一種方法中，第一支撐構(gòu)件122能通過(guò)用研磨頭132研磨通過(guò)頂部表面112來(lái)形成。限定圓錐區(qū)段116的剩余PCB材料然后諸如通過(guò)用研磨頭132研磨材料而被移除，如圖1C所示。
[0016]然后在PCBllO的相反側(cè)重復(fù)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(qū)段118的第二端部部分120處形成在底部表面113中。溝道126可以用與用于形成溝道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(qū)段118延伸至邊緣115且和第一支撐構(gòu)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(yù)先選擇的距離以形成具有上表面128的第二支撐構(gòu)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(gòu)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(gòu)件122和127之間的長(zhǎng)度H2。第二支撐構(gòu)件127可諸如通過(guò)用研磨頭132研磨通過(guò)PCBllO的相反側(cè)至端部部分120中而形成?？梢灾T如通過(guò)用研磨頭132研磨來(lái)移除從形成溝道126剩余的任何多余材料。
[0018]圖2示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于制造三維印刷電路板結(jié)構(gòu)的組件的另外的制造階段。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(gòu)件122和127之間的長(zhǎng)度H2相對(duì)應(yīng)。垂直溝槽214被形成通過(guò)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(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)的寬度W'，和與第一和第二支撐構(gòu)件122和127之間的坡道部分129的長(zhǎng)度H2相對(duì)應(yīng)的高度H2'。在替換實(shí)施例中，在期望配置需要時(shí)，PCB210可用其它電路組件來(lái)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(jù)一個(gè)實(shí)施例的在三維印刷電路板結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)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(duì)準(zhǔn)。PCBllO通過(guò)將坡道部分129插入溝槽214中來(lái)連接到PCB210 (或其他組件)，如圖3B所示。PCBllO和PCB210以?shī)A角Θ機(jī)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(lái)如上面所述那樣設(shè)計(jì)三維印刷電路板結(jié)構(gòu):
[0021]h = H2Sin Θ
【權(quán)利要求】
1.一種制造用于三維電路結(jié)構(gòu)的組件的方法，所述方法包括: 提供具有頂部表面、相對(duì)的底部表面、第一高度和端部區(qū)段的印刷電路板(PCB)；在所述PCB的端部區(qū)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(qū)段的邊緣且將所述端部區(qū)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(yù)先選擇的距離處的上表面的第一支撐構(gòu)件； 在第一 PCB的端部區(qū)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(qū)段的邊緣且與所述第一支撐構(gòu)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(gòu)件，其中坡道部分在所述第一支撐構(gòu)件和所述第二支撐構(gòu)件之間延伸，所述坡道部分具有第一尺寸和形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 提供具有第聞度的電路組件；和 形成通過(guò)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(duì)應(yīng)的第二尺寸和形狀。
3.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中電路組件包括第二PCB。
5.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(duì)應(yīng)的寬度。
7.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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。
9.一種制造三維印刷電路板結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括: 提供具有頂部表面、相對(duì)的底部表面、第一高度和端部區(qū)段的第一印刷電路板(PCB)；在所述第一 PCB的端部區(qū)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(qū)段的邊緣且將所述端部區(qū)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(yù)先選擇的距離處的上表面的第一支撐構(gòu)件； 在所述第一 PCB的端部區(qū)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(qū)段的邊緣且與所述第一支撐構(gòu)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(gòu)件，其中坡道部分在所述第一支撐構(gòu)件和所述第二支撐構(gòu)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(guò)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(duì)應(yīng)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(yù)先選擇的角度將所述第一 PCB固定至所述第二 PCB。
10.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(duì)應(yīng)的寬度。
13.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jié)構(gòu),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(gòu)件，其具有在所述第一 PCB的端部區(qū)段處在所述頂部表面之下預(yù)先選擇的距離處的上表面； 第二支撐構(gòu)件，其與所述第一支撐構(gòu)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(gòu)件和所述第二支撐構(gòu)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(duì)應(yīng)的尺寸和形狀； 其中所述第一 PCB的坡道部分位于所述電路組件的垂直溝槽中，使得所述第一 PCB以預(yù)先選擇的角度耦合至所述電路組件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的結(jié)構(gòu)，其中所述第二電路組件包括第二PCB。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)，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(hào)】H04L29/00GK104012189SQ201180074927
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月18日
【發(fā)明者】王楠, O·尼胡斯 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司