專利名稱：電子線路系統(tǒng)中的裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及供電子線路系統(tǒng)使用的印刷電路板上的裝置與方法。
背景技術(shù)：
已有技術(shù)的簡單印刷電路板包括多個層，其中，最下面的一層在下文中稱為支承層。該支承層由適當?shù)膶щ姴牧侠琰S銅、銅或鋁制成。在印刷電路板的導電圖形層上蝕刻出以下稱為導體的傳導導體，其中，一層電介質(zhì)材料將導電圖形層與支承層分隔開。所述導體可按需將印刷電路板上的組件彼此電連接起來。
在印刷電路板的導體與支承層之間會以周知的方式出現(xiàn)電磁場，其中，在電介質(zhì)中會損失一部分電磁場。這特別與在1GHz以上的高頻下使用的印刷電路板組件有關(guān)，因為，能量損失是顯著的，并且，在導體中會釋放出大量的熱。
在電介質(zhì)中有損失的上述問題的實例是在導體中長時間地傳送高頻信號以及在稱為MCM(多芯片模塊)的模塊之間進行通訊。按高頻獨立工作的模塊安裝在一共用的所謂母板上。這種母板是由較便宜的材料制成的，因為，這種母板上的電子線路是按低頻工作的。
用于使出現(xiàn)在印刷電路板組件中的損失達到最小的一種周知方法是使用有良好高頻特性的電介質(zhì)。
這種方法的缺點是這種電介質(zhì)在印刷電路板組件中使用起來很昂貴。
已有技術(shù)的另一種方法是在位于導體與支承層之間的電介質(zhì)中磨出一帶有氣體的凹槽。然后，來自所述導體的介電場會穿過上述氣槽，這意味著與實心的電介質(zhì)相比有顯著降低的導體損失。
這種方法的缺點是太復雜并且執(zhí)行起來需要較長的時間。
US-A-3904997公開了一種與電介質(zhì)材料相連的導體。包括一通路的導電研磨平面與電介質(zhì)相接觸，因此，可按與研磨平面有氣隙的方式將導體包封在上述通路內(nèi)。
在US-A-2800634中，公開了一種用于使例如按高頻運轉(zhuǎn)的印刷電路板組件上的波導管的損失達到最小的方法。因此，在研磨平面與波導管之間使用了一氣隙，其中，印刷電路板的一層電介質(zhì)材料被設(shè)置在研磨平面上并形成研磨平面與導體之間的氣隙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的一個問題是在特別是在高頻下使用的印刷電路板的預定區(qū)域內(nèi)以不昂貴的方式獲得導體的良好傳導特性。
因此，本發(fā)明的目的是在印刷電路板的預定區(qū)域內(nèi)以不昂貴的方式獲得傳導導體的良好傳導特性。
為了解決上述問題，本發(fā)明安裝一獨立組件，所述組件用于在需要有印刷電路板上的良好傳導特性的預定區(qū)域中進行信號傳導。上述組件朝向印刷電路板的區(qū)域包括一導體，其中，在所述導體與印刷電路板之間有一氣隙。所形成的具有組件的印刷電路板具有一氣隙，它可很好地用于前述導體。
具體地說，按下述方式來解決上述問題。所述組件包括一層電介質(zhì)材料，其上鍍有導電層，并且，在這種導電層中蝕刻出所說的導體。
所述印刷電路板包括由導電材料制成的支承層，其中，一層電介質(zhì)與支承層相連。在鍍有導電圖形層的電介質(zhì)層上蝕刻出導體圖形。印刷電路板位于一預定區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域需要有良好的傳導特性且配備有用于前述組件的安裝表面。
此后，在使導體朝向印刷電路板的情況下將所說的組件安裝到印刷電路板的安裝表面上。以下稱為連接接點的導電連接接點例如焊接接點或?qū)щ娬澈蟿┻B接接點將導體的外部部分的每一個部分均與印刷電路板上的相應(yīng)圖形導體連接起來。連接接頭的厚度可形成導體與印刷電路板之間的氣隙。
依照本發(fā)明的另一個實施例，在上述印刷電路板的電介質(zhì)層上磨出一凹槽，其中，將所述凹槽設(shè)置在導體的下方，從而獲得導體與印刷電路板之間的增大了的氣隙。
如果需要印刷電路板的一定區(qū)域的更好的傳導特性，則所述組件的電介質(zhì)層應(yīng)由具有良好高頻特性的電介質(zhì)構(gòu)成。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是使用起來簡單且不昂貴，這是因為，可使用周知的標準材料。如果需要的話，只有所說的組件必須由具有良好高頻特性的更昂貴材料制成。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是可很容易地在印刷電路板的預定局部位置或區(qū)域處獲得良好的傳導特性。
以下參照附圖用本發(fā)明的最佳實施例詳細地說明本發(fā)明。
附圖簡述

圖1示出了從本發(fā)明包括導體的組件的下方來看的概略圖；圖2示出了從本發(fā)明印刷電路板的上方來看的概略圖；圖3a示出了從安裝在本發(fā)明印刷電路板上的組件的上方來看的概略圖；圖3b示出了在將所述組件安裝到本發(fā)明印刷電路板上時從另一個實施例的上方來看的概略圖；圖4示出了沿圖3a的A-A線的安裝在本發(fā)明印刷電路板上的組件的剖面圖；圖5示出了沿圖3a的A-A線的安裝在本發(fā)明另一實施例的印刷電路板上的組件的剖面圖；圖6示出了本發(fā)明導鍍有電層的電介質(zhì)層的概略剖面圖；以及圖7示出了本發(fā)明印刷電路板的概略剖面圖；對最佳實施例的詳細說明在以下的實例中，將參照圖1-4詳細說明本發(fā)明。
圖1示出了從本發(fā)明組件1的下方來看的圖。組件1包括電介質(zhì)層3、導體5和兩個機械連接接點7。
電介質(zhì)層3由不導電材料例如玻璃環(huán)氧樹脂F(xiàn)R4制成。電介質(zhì)層3通常用與下述印刷電路板的中間層相同的材料制成。
在例如由銅構(gòu)成的開始時蓋住了整個電介質(zhì)層3的導電層中于組件1的第一側(cè)面上蝕刻出導體5和連接接點7。
依照本實施例，導體5設(shè)置在組件第一側(cè)面的中部，如圖1所示，但也可以有其它的結(jié)構(gòu)。同樣，導體5不一定是平直的，而可以是傾斜的或具有更復雜的形狀。
本實施例的導體5在組件1的第一邊緣k1與組件1的相反的第二邊緣k2之間延伸。導體5的外部由與第一邊緣k1相鄰的第一連接表面7a和與組件1的第二邊緣k2相鄰的第二連接表面構(gòu)成。它們在圖1中作了顯示。
圖1示出了組件的第一側(cè)面上的連接接點7的結(jié)構(gòu)的實例，其中，連接接點7以對稱的方式設(shè)置在導體5周圍。連接接點7的數(shù)量并不局限于如本例所公開的兩個，而是可以使用更多或更少的連接接點7。
圖2示出了從本發(fā)明印刷電路板11的局部區(qū)域10的上方來看的圖，局部區(qū)域10需要良好的傳導特性。這種局部區(qū)域的一個實例是位于兩個高頻MCM(多芯片模塊)之間，而所述MCM則安裝在由較便宜的材料制成的共用母板上。
為清楚起見，如在所有附圖中那樣，圖2僅示出了印刷電路板11的一部分。
印刷電路板11包括支承層13(圖4所示)、中間層15、兩個圖形導體17a、17b以及兩個連接表面19。
所述支承層由導電材料例如黃銅、銅或鋁制成。
中間層15由電介質(zhì)材料例如玻璃環(huán)氧樹脂F(xiàn)R4制成。
在由諸如銅之類的導電材料制成的在開始時覆蓋了整個中間層15的導電圖形層中于印刷電路板11的第一側(cè)面上蝕刻出圖形導體17a、17b。
在本例中，可在印刷電路板11的局部區(qū)域10中獲得良好的傳導特性，其中，蝕刻印刷電路板11上的圖形導體17a、17b，因此，它們與局部區(qū)域10相鄰。
組件1具有這樣的尺寸即在將其設(shè)置在印刷電路板11的局部區(qū)域10上時，導體的第一連接表面7a和第二連接表面7b應(yīng)覆蓋與印刷電路板11的圖形導體17a、17b的端部相鄰的局部區(qū)域。
因此，印刷電路板11上的在附圖中用a1表示的圖形導體的端部之間的距離小于本例的組件1的導體的長度。
圖2示出了印刷電路板的第一側(cè)面上的圖形導體17a、17b和連接表面19的結(jié)構(gòu)的實例。圖形導體17a、17b和連接表面19的數(shù)量并不局限于圖中所示的數(shù)量。
圖3中示出了從組件1的上方來看的圖，組件1上安裝有導體5，它在印刷電路板11的局部區(qū)域10上朝向印刷電路板11。
組件1的連接接點7通過例如焊接接點或?qū)щ娬澈蟿┡c印刷電路板11上的連接表面19相連。同樣，導體的第一連接表面7a和第二連接表面7b通過焊接接點21與相應(yīng)導體17a、17b的重疊端部相連。
圖3b示出了上述實例的另一種形式。這里，在印刷電路板的第一側(cè)面的導電圖形中蝕刻出圖形導體17a、17b，因此，圖形導體17a、17b以與局部區(qū)域的邊緣相平行的方式延伸。
組件1上安裝有導體5，它在印刷電路板11的局部區(qū)域上朝向印刷電路板11，其中，導體的第一連接表面7a和第二連接表面7b覆蓋了與圖形導體17a、17b相鄰的局部區(qū)域10的一部分。
相應(yīng)地如上所述，第一連接表面7a和第二連接表面7b通過焊接接點21或其它的導電粘合劑與相應(yīng)圖形導體17a、17b的重疊部分相連。
圖4示出了沿圖3a中A-A線的安裝成朝向印刷電路板11的組件1的剖面圖。焊接接頭21將組件1的導體5與印刷電路板11的相應(yīng)圖形導體17a、17b連接起來。正如圖4所示那樣，焊接接點的厚度和圖形導體的厚度構(gòu)成了導體朝向印刷電路板11的表面與印刷電路板11的中間層15的表面之間的氣隙L?？赏ㄟ^改變焊接接點21的厚度而按需改變在圖4中用h表示的氣隙L的高度。
例如，如果各個焊接接點21具有100μm的厚度且圖形導體具有45μm的厚度，則可獲得145μm的氣隙高度。
圖4中用虛線表示的電磁場2以周知的方式出現(xiàn)在導體5與支承層13之間。導體5與中間層15之間的氣隙L可使得在導體5與支承層13之間因上述電磁場而導致的損失減少。從而，本發(fā)明的導體5比實心電介質(zhì)的導體有更好的傳導特性。
氣隙L還能使得釋放自導體5的熱量減少。本發(fā)明特別適用于在高頻下使用的印刷電路板上的局部區(qū)域，因為，實心電介質(zhì)中的能量損失是巨大的且在圖形導體中會釋放出大量的熱。
在圖4及所有附圖中為清晰起見放大了組件1和印刷電路板11的多個層的不同厚度。
圖5示出了本發(fā)明先前實例的另一種實施例，其中，用印刷電路板11的中間層15上的凹槽23來獲得氣隙L的較大高度h。
因此，正如以上和在圖4中所公開的那樣，組件1安裝在印刷電路板11的局部區(qū)域10上，導體5通過焊接接點21與圖形導體17a、17b相連。
在印刷電路板11的局部區(qū)域10中磨出穿過中間層15的凹槽23，其中，在附圖中用H來表示凹槽23的高度?？砂葱韪淖儼疾?3的高度H。
因此，依照本實施例，導體朝向凹槽23的表面與凹槽朝向?qū)w5的表面之間的氣隙L的高度h是凹槽高度H、焊接接頭的厚度及圖形導體的厚度之和。
所以，依照本實例，可在導體5與支承層13之間獲得比先前實例更大的氣層即氣隙L以及更小的電介質(zhì)層即中間層15。
在下述實例中，將參照上述實例和圖6-7以及以上說明的圖1、2、3和4來說明本發(fā)明的方法。
依照本發(fā)明的方法，如前所述那樣形成組件1和預定局部區(qū)域10上的用于組件1的安裝表面。此外，將組件1安裝在印刷電路板11的局部區(qū)域10上，以使得局部區(qū)域10因組件1而有良好的傳導特性。
以下參照圖6和圖1說明形成組件1的方法。
圖6示出了電路板1b，它包括鍍有導電層5b的電介質(zhì)層3b。
電介質(zhì)層3b由不導電材料例如玻璃環(huán)氧樹脂F(xiàn)R4制成，電介質(zhì)層3b如前所述通常用與上述印刷電路板11的中間層15相同的材料制成，以便使在組件1與印刷電路板11之間的延伸部上出現(xiàn)的問題達到最少。
所述方法始于用掩模和以上參照圖1所述的電路板1b的導電層5b的連接接點7蝕刻出導體5。從而，可如圖1所示那樣獲得導體1。
還可用其它方法蝕刻出導體5和連接接點7，諸如用光阻層或圖形鍍層來進行蝕刻。
依照本實例，導體5如前所述那樣在組件1的第一邊緣k1與第二邊緣k2之間延伸，連接接點7設(shè)置在導體5的各個側(cè)面上。
以下參照圖7和圖2說明用于在預定局部區(qū)域10上形成組件1的安裝表面的方法。
圖7示出了上述印刷電路板11的剖面圖，所述印刷電路板帶有與支承層13相連的中間層15，其中，中間層15上鍍有導電圖形層17。圖形層17例如可由銅構(gòu)成。
所述方法始于例如用掩模蝕刻出以上參照圖2所述的圖形層17的圖形導體17a、17b和連接表面19。將圖形導體17a、17b蝕刻成與局部區(qū)域10相鄰。見圖2。
以下參照圖4和圖5說明將組件11安裝到印刷電路板11的局部區(qū)域10上的方法。
所述方法始于將焊油涂到機械連接接點7、組件1的第一連接表面7a和第二連接表面7b上。隨后，將組件1設(shè)置成導體5在印刷電路板11的局部區(qū)域10上朝向印刷電路板11。
通過加熱，可將組件1的連接接點7牢固地焊在印刷電路板11的連接表面19上。正如圖4所示的那樣，還將第一連接表面7a與第二連接表面7b如前所述那樣牢固地焊在印刷電路板11的相應(yīng)圖形導體17a、17b的重疊端上。
在第一連接區(qū)7a與相應(yīng)圖形導體17之間以及在第二連接表面7b與相應(yīng)圖形導體17b之間焊接所形成的焊接接點21可按與前述相類似的方式將組件1的導體5連接于印刷電路板11的相應(yīng)圖形導體17a、17b。
從而，正如參照圖4所述那樣，在導體朝向印刷電路板11的表面與印刷電路板11的局部區(qū)域10之間形成有氣隙L。
依照本發(fā)明的方法，還可在印刷電路板11的局部區(qū)域10上磨出經(jīng)過中間層15的參照圖5所述的凹槽23，以獲得有較高高度h的氣隙L。在這種情況下，在將組件1安裝到印刷電路板11上之前磨出凹槽23。
權(quán)利要求
1.電子線路系統(tǒng)中的裝置，該裝置包括印刷電路板(11)和組件(1)，其中，所述印刷電路板(11)包括一支承層(13)，它帶有一層電介質(zhì)材料(15)；圖形導體(17a、17b)，它們設(shè)置在電介質(zhì)層(15)上；以及，至少一個局部區(qū)域(10)；局部區(qū)域(10)需要有良好的傳導特性并設(shè)置在電介質(zhì)層(15)上，所述裝置的特征在于，圖形導體(17a、17b)與印刷電路板(11)上的局部區(qū)域(10)相鄰，組件(1)包括至少一個導體(5)，它位于組件(1)的第一側(cè)面上，并且，組件(1)安裝在印刷電路板(11)的局部區(qū)域(10)上，該組件的第一側(cè)面朝向局部區(qū)域(10)，其中，導體(5)與印刷電路板(11)上的圖形導體(17a、17b)相連，從而在導體(5)與局部區(qū)域(10)之間形成一氣隙(L)。
2.如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，導體(5)通過導體(7a、7b)的外部部分與印刷電路板(11)上的圖形導體(17a、17b)相連，而所說的外部部分則通過導電連接接點(21)與印刷電路板(11)上的圖形導體(17a、17b)的相應(yīng)端部相連，所說的端部與局部區(qū)域(10)相鄰。
3.如權(quán)利要求1-2中任何一個的裝置，其特征在于，電介質(zhì)層(15)包括一凹槽(23)，它位于導體(5)下方的局部區(qū)域(10)內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1-3中任何一個的裝置，其特征在于，支承層(13)由導電材料制成。
5.如權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，連接接點(21)由焊接接點(21)或?qū)щ娬澈蟿┙狱c構(gòu)成。
6.用于獲得印刷電路板(11)上的至少一個局部區(qū)域(10)的良好傳導特性的方法，所述印刷電路板(11)包括一支承層(13)，它帶有一層電介質(zhì)材料(15)，其中，所述局部區(qū)域(10)設(shè)置在電介質(zhì)層(15)上，所述方法包括下列步驟在組件(1)的第一側(cè)面上蝕刻出至少一個導體，所述第一側(cè)面包括一個導電層(5b)；蝕刻電介質(zhì)層(15)上的圖形導體(17a、17b)，因此，圖形導體(17a、17b)與局部區(qū)域(10)相鄰；以及將組件(1)安裝到印刷電路板(11)的局部區(qū)域(10)上，使該組件的第一側(cè)面朝向局部區(qū)域(10)，其中，導體(5)通過導電連接接頭(21)與印刷電路板(11)上的圖形導體(17a、17b)的相連，從而在導體(5)與局部區(qū)域(10)之間形成一氣隙(L)。
7.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述方法還包括下列步驟使導體(7a、7b)的外部部分與印刷電路板(11)上的圖形導體(17a、17b)的相應(yīng)端部相連，所說的端部與局部區(qū)域(10)相鄰。
8.如權(quán)利要求6-7任何一個的方法，其特征在于，所述方法還包括下列步驟在局部區(qū)域(10)中的電介質(zhì)(15)上磨出凹槽(23)。
全文摘要
本發(fā)明涉及在印刷電路板上用于獲得印刷電路板(11)的預定區(qū)域(10)中傳導導體的良好傳導特性的裝置和方法。用于信號傳導的獨立組件(1)包括導體(5)。在印刷電路板的需要有良好傳導特性區(qū)域(10)內(nèi)將組件(1)安裝成所述導體朝向印刷電路板(11),從而,可在導體(5)與印刷電路板(11)之間獲得一氣隙(L)。焊接接點(21)將組件(1)的導體(5)的外部部分(7a、7b)中的每一個均連接于印刷電路板(11)上的相應(yīng)圖形導體(17a、17b)。焊接連接部的厚度與圖形導體的厚度構(gòu)成了導體(5)與印刷電路板(11)之間的氣隙(L)。在本發(fā)明的另一個實施例中,在印刷電路板(11)上導體(5)的下方磨出一凹槽(23),以便獲得導體(5)與印刷電路板(11)之間的增大了的氣隙。
文檔編號H05K3/34GK1263691SQ9880709
公開日2000年8月16日 申請日期1998年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月11日
發(fā)明者L·R·貝里斯特德特, B·卡爾貝里 申請人:艾利森電話股份有限公司