專利名稱：一種在子板與母板之間采用直接互連的印刷電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及印刷電路板，更具體地說，涉及一種在子板與母板之間采 用直接互連的印刷電路板。
背景技術(shù)：
電子電氣產(chǎn)品普遍采用模塊化設(shè)計(jì)思路，借以使許多功能整合在電路板中
以形成電路模塊。目前模塊的高度己經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，如1U、 2U等標(biāo)準(zhǔn)高度。為適 合模塊的小型化、減小模塊體積、合理利用模塊的高度、提高電路板的可靠性 和可制造性，在模塊設(shè)計(jì)時(shí)，常常將一些具有獨(dú)立功能的電路的器件集成在一 個(gè)獨(dú)立的電路板(子板)上，這個(gè)子板通過連接器等方式與母板(主電路板) 形成電氣和機(jī)械互連。
目前，業(yè)界普遍采用連接器插座或公母連接器配合使用來完成子板與母板 之間的互連，使用連接器具有設(shè)計(jì)簡單的優(yōu)點(diǎn)，但連接器的使用占用了主電路 板上的空間，同時(shí)連接器本身也存在一定的成本。
為省去連接器的應(yīng)用，縮短電流路徑，業(yè)界有部分廠家開始采用直接互連 的方式，直接以子板的邊緣焊接區(qū)與母板上的焊盤進(jìn)行接觸，如申請(qǐng)?zhí)?97125934. 8所公布的中國專利。
目前采用這種直接互連技術(shù)的母板的互連區(qū)焊盤的制造技術(shù)，采用的是利 用鍍通孔技術(shù)與印刷線路板上先鉆出多個(gè)鍍通孔，然后沿著鍍通孔的中心線切 割制得具有邊緣焊接區(qū)。從外觀上看，也就是在印刷線路板內(nèi)部空間制作一個(gè) 排列(或2排)具有半金屬化孔邊、頂面焊盤和底面焊盤的完整互連圖形，每 個(gè)圖形之間隔著一定距離的非金屬化間隙；這樣，母板上的焊盤圖形與子板上 的焊盤圖形，通過定位工具，通過焊接技術(shù)如波峰焊接， 一對(duì)一形成互連。例 如，采用帶支撐腳直接互連技術(shù)的子板焊點(diǎn)，母板和子板上的焊盤圖形通過焊錫形成的焊點(diǎn)連接，另外兼做加強(qiáng)與定位用的支撐腳，兩端分別焊接與母板和 子板上，這樣結(jié)果是定位不精確導(dǎo)致焊點(diǎn)偏移。
在實(shí)際的焊接過程中采用此類技術(shù)，半金屬化孔和子板上焊盤形成的焊縫 內(nèi)很難上錫，上錫高度很低，焊錫主要能潤濕底面的焊盤，形成類似表貼形狀 焊點(diǎn)，如圖1所示，這樣將難以承擔(dān)子板機(jī)械互連所需要的強(qiáng)度，必須采用加
強(qiáng)構(gòu)件，如200610110739. 3所公布的中國專利所提示的支撐接腳。半金屬化 孔內(nèi)上錫困難主要是因?yàn)榘虢饘倏椎某叽缗c液態(tài)焊錫對(duì)焊縫的潤濕力有關(guān)，試 驗(yàn)研究表明，當(dāng)焊縫為0. 2-0. 4mm時(shí)，波峰焊焊錫填充焊縫的能力較好，而當(dāng) 半金屬孔直徑設(shè)計(jì)為0. 以下時(shí)，電路板制作難度很大，因此很難獲得合適 尺寸的焊縫。
同時(shí)，當(dāng)需要在母板上的有限空間內(nèi)集成更多數(shù)量的金屬化焊盤時(shí)，即焊 盤之間的距離越來越小時(shí)，需要使用高精度的定位，確保母板與子板之間的偏 差處在合理的范圍，避免焊接不良，如連錫等，而現(xiàn)有技術(shù)所使用的利用焊接 與母板與子板之間的支撐構(gòu)件作為定位工具存在多個(gè)累積公差，導(dǎo)致誤差較 大，難以滿足要求。因?yàn)槭褂昧酥文_來增強(qiáng)和固定，而支撐腳其實(shí)就是一種 連接器，此類互連技術(shù)并非完全是直接互連。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述采用連接器使子 板固定在母板上會(huì)導(dǎo)致定位不精確、電路板制作難度大、制作成本增加等缺陷， 提供一種在子板與母板之間采用直接互連的印刷電路板。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種在子板與母板 之間采用直接互連的印刷電路板，所述母板上設(shè)有與子板的插入端匹配的插入 孔，子板的插入端間隔設(shè)有與各子板電路走線電連接的焊盤，母板的插入孔兩 側(cè)間隔設(shè)有與各母板電路走線電連接且與焊盤相互對(duì)應(yīng)的焊盤圖形，焊盤圖形 從母板的底面經(jīng)插入孔的側(cè)面延伸至母板的頂面，并在母板的頂面和底面及插 入孔的側(cè)面與子板的焊盤形成焊點(diǎn)。
在本實(shí)用新型所述的印刷電路板中，所述母板的焊盤圖形上還設(shè)有貫穿其頂面和底面與焊盤圖形及焊盤一同形成焊點(diǎn)的金屬化增強(qiáng)孔。在本實(shí)用新型所述的印刷電路板中，所述子板的插入端設(shè)有定位柱，所述 母板上設(shè)有與子板的定位柱匹配的定位孔。在本實(shí)用新型所述的印刷電路板中，所述定位柱及定位孔為橢圓形。 在本實(shí)用新型所述的印刷電路板中，所述間隔設(shè)置的焊盤圖形之間的非金 屬化貫穿孔為半孔形狀，其與子板的插入端上間隔焊盤的區(qū)域相對(duì)應(yīng)。實(shí)施本實(shí)用新型的在子板與母板之間采用直接互連的印刷電路板，具有以 下有益效果通過將設(shè)置在一塊印刷電路板上(子板)的接合部插入到另一塊 印刷電路板上(母板)的插入孔，而使兩印刷電路板直接互連，焊盤圖形設(shè)置 在插入孔的側(cè)邊及母板的頂面和底面，焊盤設(shè)置在接合部的兩側(cè)，通過將焊盤 圖形和焊盤焊接在一起而使兩印刷電路板可靠地相互連接，在焊接過程中，兩 印刷電路板完全依靠電路板自身，不需要其他輔助構(gòu)件，即能高精度定位。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是傳統(tǒng)的子板與母板連接的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的印刷電路板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的印刷電路板組合起來的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的母板制作的流程圖；圖5是本實(shí)用新型的母板與子板高精度定位的示意圖；圖6是本實(shí)用新型的母板與子板的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實(shí)用新型的母板與子板焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明 白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)理解，此 處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖2所示，圖中示出了本實(shí)用新型的印刷電路板。所示的印刷電路板包5括子板1和母板2，母板2上設(shè)有與子板1的插入端匹配的插入孔6，子板1 的插入端間隔設(shè)有與各子板電路走線電連接的焊盤4，母板2的插入孔6兩側(cè) 間隔設(shè)有與各母板電路走線電連接且與焊盤4相互對(duì)應(yīng)的焊盤圖形3。結(jié)合圖 3所示的子板1與母板2組合示意圖看，焊盤圖形3從母板2的底面經(jīng)插入孔 6的側(cè)面延伸至母板2的頂面，并在母板2的頂面和底面及插入孔6的側(cè)面與 子板l的焊盤4形成焊點(diǎn)。從圖2和圖3中可以看出，母板2的焊盤圖形3上還設(shè)有貫穿其頂面和底 面與焊盤圖形3及焊盤4 一同形成焊點(diǎn)的金屬化增強(qiáng)孔6，該金屬化增強(qiáng)孔6 在焊接后使子板1在母板2上更加固定。此外，子板1的插入端還設(shè)有定位柱 9，而母板2上設(shè)有與子板1的定位柱9相匹配的定位孔5。優(yōu)選地，定位柱9 及定位孔5均為橢圓形。根據(jù)本實(shí)用新型，所示間隔設(shè)置的焊盤圖形3之間的 非金屬化貫穿孔8為半孔形狀，其與子板1的插入端上間隔焊盤4的區(qū)域相對(duì) 應(yīng)，這樣在各焊盤圖形3及焊盤4之間形成間隔，以防止連錫而造成電路板短 路。本實(shí)用新型主要針對(duì)的是雙面板，同時(shí)也適合單面板，基于單面板不能在 電路板的頂面和設(shè)置焊盤，只在單面設(shè)置焊盤，所以子板1和母板2之間的機(jī) 械和電氣互連只能依靠單面悍盤形成的焊點(diǎn)，焊點(diǎn)的形狀如圖l所示，為保證 子板1牢固可靠地安裝在母板2上，需要根據(jù)實(shí)際的機(jī)械互連強(qiáng)度要求考慮設(shè) 置加強(qiáng)筋。通過將設(shè)置在一塊印刷電路板上(子板)的接合部插入到另一塊印 刷電路板上(母板)的插入孔，而使兩印刷電路板直接互連，焊盤圖形設(shè)置在 插入孔的側(cè)邊及母板的頂面和底面，焊盤設(shè)置在接合部的兩側(cè)，通過將焊盤圖 形和焊盤焊接在一起而使兩印刷電路板可靠地相互連接，在焊接過程中，兩印 刷電路板完全依靠電路板自身，不需要其他輔助構(gòu)件，即能高精度定位。如圖4所示，圖中示出了本實(shí)用新型的母板制作的流程圖。首先在母板的 互連區(qū)銑出長條型腰型孔，之后通過貼膜顯影制作出互連區(qū)的頂面和底面的焊 盤，并通過電鍍將腰型孔金屬化，通過機(jī)械銑孔進(jìn)行第二次鉆孔，將相鄰焊盤 之間的側(cè)面金屬銑出，露出非金屬化貫穿孔邊(優(yōu)選半孔形狀)。經(jīng)過后續(xù)的 PCB制造工序，獲得金屬層焊盤。另外，為加強(qiáng)金屬層側(cè)邊焊盤強(qiáng)度，在焊盤上加金屬化孔輔助增強(qiáng)。如圖5所示，通過限制子板1和母板2的銑邊寬度和板厚，讓子板1走負(fù) 公差，母板2走正公差。這樣，就很方便地讓子板1順利插入母板2內(nèi)的插入 孔內(nèi)，并獲得精確對(duì)位。當(dāng)子板1電路板比較長時(shí)，并且有多段焊盤互連區(qū)時(shí)， 可以在子板1上設(shè)置一個(gè)精確的定位柱9，然后在對(duì)應(yīng)的母板2區(qū)域，設(shè)置一 個(gè)橢圓孔5。定位孔5的寬度稍大于定位柱9的長度，以便實(shí)現(xiàn)子板插入到母 板后的精確定位，如圖6所示。如圖7所示，子板1與母板2對(duì)位好，當(dāng)進(jìn)行波峰焊接時(shí)，由于子板1 和母板2之間的焊縫很容易保持在較合適的范圍內(nèi)，如0.2-0.4mm之間，液態(tài) 焊錫很容易潤濕整個(gè)焊盤，并形成良好的爬錫高度。同時(shí)，由于第二次鉆孔后 留下的非金屬化孔空間大大增大了液態(tài)焊錫潤濕焊盤的面積，改善了波峰焊過 程中的液態(tài)焊錫潤濕焊縫的側(cè)面和頂面，且有利于相鄰焊盤之間的脫錫，避免 連錫，形成敷形極好的焊點(diǎn)IO，確保了子板固定在母板上的強(qiáng)度要求。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型， 凡是本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng) 包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種在子板與母板之間采用直接互連的印刷電路板，其特征在于，所述母板(2)上設(shè)有與子板(1)的插入端匹配的插入孔(6)，子板(1)的插入端間隔設(shè)有與各子板電路走線電連接的焊盤(4)，母板(2)的插入孔(6)兩側(cè)間隔設(shè)有與各母板電路走線電連接且與焊盤(4)相互對(duì)應(yīng)的焊盤圖形(3)，焊盤圖形(3)從母板(2)的底面經(jīng)插入孔(6)的側(cè)面延伸至母板(2)的頂面，并在母板(2)的頂面和底面及插入孔(6)的側(cè)面與子板(1)的焊盤(4)形成焊點(diǎn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的印刷電路板，其特征在于，所述母板(2)的焊 盤圖形(3)上還設(shè)有貫穿其頂面和底面與焊盤圖形(3)及焊盤(4) 一同形 成焊點(diǎn)的金屬化增強(qiáng)孔(6)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的印刷電路板，其特征在于，所述子板(1)的插 入端設(shè)有定位柱(9)，所述母板(2)上設(shè)有與子板(1)的定位柱(9)匹配 的定位孔(5)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的印刷電路板，其特征在于，所述定位柱(9)及 定位孔(5)為橢圓形。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的印刷電路板，其特征在于，所述間隔設(shè)置的焊 盤圖形(3)之間的非金屬化貫穿孔(8)為半孔形狀，其與子板(1)的插入 端上間隔焊盤(4)的區(qū)域相對(duì)應(yīng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種在子板與母板之間采用直接互連的印刷電路板，所述母板上設(shè)有與所述子板的插入端匹配的插入孔，所述子板的插入端間隔設(shè)有與各子板電路走線電連接的焊盤，所述母板的插入孔兩側(cè)間隔設(shè)有與各母板電路走線電連接且與所述焊盤相互對(duì)應(yīng)形成焊點(diǎn)的焊盤圖形。現(xiàn)有技術(shù)采用連接器使子板固定在母板上會(huì)導(dǎo)致定位不精確、電路板制作難度大、制作成本增加等缺陷，本實(shí)用新型將焊盤圖形設(shè)置在插入孔的側(cè)邊及母板的頂面和底面，焊盤設(shè)置在接合部的兩側(cè)，通過將焊盤圖形和焊盤焊接在一起而使兩印刷電路板可靠地相互連接，在焊接過程中，兩印刷電路板完全依靠電路板自身，不需要其他輔助構(gòu)件，即能高精度定位。
文檔編號(hào)H05K3/36GK201418208SQ20092013577
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
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