CN101583236B - 电路板及应用于该电路板的插入式元件的固定方法 - Google Patents

Abstract

一种电路板及应用于该电路板的插入式元件的固定方法，提供具有一表层及多个内层的电路板，在该电路板的表层至部分内层中设置定位部，该定位部包括半穿孔及填充于该半穿孔的填充材，该填充材为凝固性材料，于该填充材处于非凝固状态时，将插入式元件插入该定位部，待该填充材由非凝固状态变为凝固状态时，则可固定该插入式元件于该电路板中。

Description

电路板及应用于该电路板的插入式元件的固定方法

技术领域

本发明涉及一种应用于电路板中的固定技术，特别是涉及一种固定插入式元件至电路板的技术。

背景技术

目前电路板上多数布设有具有不同功能的电子元件，依据各该电子元件的不同形态(有引脚或无引脚)对应有不同的封装形式，例如插入式(pin-through)、或表面粘着式(surface-mount)等，使得各该电子元件也针对其不同封装形式而有插入式元件(Pin-through-hole；PTH)、或表面粘着式元件(Surface-mount-technology；SMT)的称谓。

同时，对应不同封装类型的电子元件，其固定技术也不相同。举例来说，对于插入式元件而言，自诸如印刷电路板的电路板表层(TopLayer)设置贯穿该电路板所有内层的全穿孔(即通孔)作为定位结构，由该全穿孔插入该插入式元件的引脚，而令其引脚外露于相对该表层的底层(Bottom Layer)；接着，将该插入式元件外露于该底层的引脚对应焊接至该电路板。而对于表面粘着式元件来说，则是将该表面粘着式元件的引脚或其底部的锡球，经由锡膏(solder paste)对应粘接至该电路板上使之导通。如此，则可于该电路板同时焊接有该插入式元件以及该表面粘着式元件。

但是，前述以全穿孔作为定位结构的技术，会因为全穿孔是贯穿电路板的所有层面，而缩减可布线的空间。同时，当可布线的空间变小，不仅相对使高速线的布线空间减小，更使布线因为该全穿孔设计而必须绕路扭曲且非常靠近该全穿孔，从而增加设计难度并可能造成不良的性能影响。

再者，当上述现有技术于电路板同时固定该插入式元件与该表面粘着元件之际，需考虑该插入式元件与该表面粘着元件之间的间距问题，两者间距不能过小；例如表层以该全穿孔固定一散热片，而底层固定SMT元件，则该全穿孔与该SMT元件的边到边的间距至少要保持为100mil(1密耳(mil)＝0.001英寸)。因而，若间距过小，则易造成该电路板过波峰焊时，对应固定该插入式元件与表面粘着式元件的区域发生桥接的状况，进而影响该电路板的制造良率。因此，在电路板设计阶段，需将该插入式元件与表面粘着元件间隔一定距离布设，如此，势必以浪费印刷电路板过多布设空间为代价，来避免桥接的情事发生。由此可知，此种现有技术对于零件布局与生产制造均造成极为不利的影响。

此外，由于用以接置该插入式元件的全穿孔是贯穿该电路板的所有层面，如此，则不利于所有层面位于该全穿孔附近的区域的布线设计，例如，若位于该印刷电路板某一层面的高速信号线过于靠近该全穿孔，则易影响该高速信号线的信号传输品质，此时，则需重新调整该高速信号线的布设路径，以拉大该高速信号线与全穿孔之间的距离，则无疑增加了电路板设计难度与时间，极大地影响了设计效率，并相对增加制造成本。

是故，如何提出一种固定插入式元件至电路板的技术，以避免现有技术中的种种缺陷，实为目前亟欲解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点，本发明的一目的是提供一种电路板及应用于该电路板的插入式元件的固定方法，以相应增大布线空间。

本发明的另一目的是提供一种电路板及应用于该电路板的插入式元件的固定方法，以降低电路板的设计难度，进而提升设计效率。

本发明的再一目的是提供一种电路板及应用于该电路板的插入式元件的固定方法，以提升印刷电路板的制造良率。

本发明的又一目的是提供一种电路板及应用于该电路板的插入式元件的固定方法，以降低成本。

为达到上述目的及其他目的，本发明提供一种电路板，该电路板包括一表层、设于该表层下的多个内层、以及供固定插入式元件的定位部，其特征在于：该定位部为自该表层贯穿至少部分该内层的半穿孔以及填充该半穿孔的填充材。较佳地，还包括设于该半穿孔的强化固定部，该强化固定部可为设于该半穿孔的孔壁的凸环。

此外，在本发明的电路板的一实施例中，该插入式元件为具有电气属性的插入式元件，且该填充材为导电填充材。在本发明的印刷电路板的另一实施例中，该插入式元件为无电气属性的插入式元件，且该填充材为绝缘填充材。

本发明还提供一种应用于该电路板的插入式元件的固定方法，其包括：提供一具有自其表层贯穿其部分内层的半穿孔的印刷电路板；填充处于非凝固状态的填充材至该半穿孔中；以及当该填充材处于非凝固状态时，将该插入式元件插入该半穿孔中。如此以来，待该填充材由非凝固状态变为凝固状态时，即可固定该插入式元件于该电路板中。

本发明技术可应用于具有电气属性或者无电气属性的插入式元件，只要使用不同性质的填充材即可。

相比于现有技术，本发明以贯穿电路板部分内层的定位部替代现有的全穿孔定位结构，可相应增大印刷电路板的布局空间，也可以降低印刷电路板的设计难度与成本，进而提升印刷电路板的设计效率与制造良率。

附图说明

图1是显示本发明的电路板一实施例的局部剖面示意图；

图2是显示图1的电路板的应用结构的局部剖面示意图；以及

图3是显示本发明的插入式元件的固定方法一实施例的操作流程示意图。

主要元件符号说明：

1电路板

11定位部

111半穿孔

113填充材

115强化固定部

S10、S20、S30步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。

请参阅图1，是显示本发明的电路板一实施例的剖面示意图。如图所示，该电路板1包括表层10、设于该表层10下的多个内层20至50与底层60、以及设置于该表层10至部分内层中用以供接置插入式元件(未图示)的定位部11。

在本实施例中，该电路板1可为一多层的印刷电路板，如六层板；更详而言之，该电路板1可依序包括信号层、接地层、信号层、电源层、接地层、信号层，或者依序包括信号层、接地层、信号层、信号层、电源层、信号层。但应了解的是，该电路板1也可以为具有其他层数的多层板，而非局限于此。

该定位部11包括半穿孔111、以及填充该半穿孔111的填充材113。在本实施例中，该半穿孔111为自该表层10贯穿该内层20及30的半穿孔，该半穿孔111的深度例如大于等于插入式元件的引脚长度，且其形状例如为圆形；在其他实施例中，该半穿孔111也可以例如贯穿该内层20至40或其他数量的层面，且形状也可以为方形、锥形、或其他因应所接置的插入式元件的引脚的形状，只要对应插入式元件的引脚长度且未贯穿整个该电路板1即可。

在实际印刷电路板的制造中，可通过例如机械钻孔、感光成孔、激光钻孔、等离子蚀孔、化学蚀孔、或其他适当技术形成该半穿孔111。由于形成该半穿孔111的技术为现有技术，故在此不再多作说明。

该填充材113为凝固性材料所制成的填充材，较佳地，该填充材113可为胶水、石膏、焊锡、铜、树脂、或其他等效凝固性材料，只要可在该填充材113处于非凝固状态时，将该插入式元件插入该定位部11，待该填充材113由非凝固状态变为凝固状态时，可固定该插入式元件于该电路板1中者即可，而非局限于此。

同时，在本实施例中，该电路板还可以包括设于该半穿孔111的强化固定部115。该强化固定部115可为设于该半穿孔111的孔壁的凸环；也就是说，该半穿孔111的孔壁为凹凸一定深度地形成有该强化固定部115，由此用以强化该填充材113固定于该半穿孔111之效。当然，在其他实施例中，也可以选择将该强化固定部115设于该表层10、与部分该内层之间，以形成可卡固在该填充材113于该半穿孔111的固定结构；换言之，只要可令所形成的半穿孔111能将该填充材113固定的等效强化固定结构，皆适用于本发明。

如图2所示，由于该定位部11并未贯穿该电路板1，因此，在该底层60可设置其他元件，例如电阻3，且该电阻3与该定位部11之间并无空间与距离的限制，而可依需要任意摆放。同时，如图2中的虚线所示，该内层50及该底层60可提供布线，以增加布线空间。

此外，在本实施例中，该插入式元件可例如为具有电气属性的插入式元件，相应地，该填充材113可为具有例如铜的导电填充材，以供该插入式元件与布设于各该内层(例如内层20及30)中的信号线电性连接。如在其他实施例中，该插入式元件也可以例如为锁固元件、散热片等无电气属性的插入式元件，则该填充材113可为绝缘填充材。

如上所述，由于本发明提供的定位部仅贯穿电路板的部分层面，并未贯穿该电路板的所有层面，因此，该插入式元件的接置位置(例如位于表层10)并不影响布设于该电路板相对该表层的底层(如本实施例的底层60)中其他元件(例如表面粘着式元件)的布设位置，可防止桥接状况的发生，相对提升电路板的制造良率。

同时，应用上述定位部，可保留该电路板的部分层面(例如本实施例中的内层40及50)无需设置该定位部，如此，则布设于其他层面中的高速信号线或其他物件，无需考虑与该定位部之间的间距，显然，大大降低了印刷电路板的设计难度。再者，应用本发明也可以避免因间距问题而引起影响信号品质的不良后果，相对具有设计弹性且可节省时间。

应用本发明的印刷电路板，执行本发明的插入式元件的固定方法如图3所示。

如图3配合图1所示，首先执行步骤S10，提供一具有自其表层10贯穿其部分内层(例如至内层40)的半穿孔111的电路板10。在步骤S10中，可利用例如机械钻孔、感光成孔、激光钻孔、等离子蚀孔、化学蚀孔、或其他适当技术形成该半穿孔111，但不以此为限。接着，可选择进行步骤S20，或者先于该半穿孔111设置强化固定部115再进行步骤S20。

在本实施例中，可先于该半穿孔111设置强化固定部115，该强化固定部115为设于该半穿孔111的孔壁的凸环。由于形成该强化固定部115的技术可为任何现有技术，故于此不再多作说明。

在步骤S20中，填充填充材113至该半穿孔111，该填充材113可选择为凝固性材料。其中，也可以将该填充材113填充至该强化固定部115。在本实施例中，该填充材113填充至该半穿孔111与该强化固定部115；当然，在其他实施例中，也可以于该表层10设置该填充材113，以强化该填充材113的固定效果。应注意的是，此时的填充材113处于非凝固状态，例如半固化状态(B-stage)。接着进行步骤S30。

在步骤S30中，当该填充材113处于非凝固状态时，将插入式元件(未图示)插入该半穿孔111中。如此一来，待该填充材113由非凝固状态变为凝固状态时，即可将固定该插入式元件至该电路板1之中。

在本实施例中，该插入式元件可为具有电气属性的插入式元件，则该填充材113相应地为例如铜的导电填充材，以供该插入式元件电性连接布设于该电路板的内层的信号线。在其他实施例中，该插入式元件也可以为无电气属性的插入式元件，则该填充材113只需采用例如绝缘胶水的绝缘填充材。其中，该填充材113的固化方式可为自然固化或进行固化工艺加以固化，由于这些固化方式为所属技术领域中的技术人员可理解并据以实施的，故在此不再多作说明。

此处需予以说明的是，在一较佳实施例中，该定位部具有强化固定部作为固定结构，将该填充材填充于该半穿孔与强化固定部，以强化与各内层(可包括表层)间的结合强度与稳定性，从而间接强化接置于该定位部中的插入式元件与该电路板之间的结合强度。

综上所述，本发明的电路板及应用于该电路板的插入式元件的固定方法，是预先提供一具有自其表层贯穿其部分内层的半穿孔的电路板，填充非凝固状态的填充材至该半穿孔中，并在该填充材处于非凝固状态时，将该插入式元件插入该半穿孔中，待该填充材由非凝固状态变为凝固状态时，即固定该插入式元件于该电路板中。因此，以贯穿该电路板部分内层的定位部替代现有技术的全穿孔定位结构，可相应增大电路板的布线/布局空间。

此外，因该电路板部分内层未设置该定位部，则无需考虑布设于各该层面中的高速信号线布设路径问题，而可相应降低现有技术的全穿孔定位结构对于电路板的设计难度，进而提升电路板的设计效率与制造良率，并可降低设计及制造成本。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应以权利要求书的范围为依据。

Claims (13)

1.一种电路板，包括表层、设于该表层下的多个内层与底层、以及用以供接置插入式元件的定位部，其特征在于：该定位部包括自该表层贯穿部分内层的半穿孔、以及填充该半穿孔的填充材，其中，该半穿孔的形状是对应所接置的插入式元件的引脚的形状。

2.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于：该插入式元件为具有电气属性的插入式元件，且该填充材为导电填充材。

3.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于：该插入式元件为无电气属性的插入式元件，且该填充材为绝缘填充材。

4.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于：该填充材为凝固性材料所制成的填充材。

5.根据权利要求4所述的电路板，其特征在于：该填充材为胶水、石膏、焊锡、铜、或树脂其中一者的凝固性材料所制成的填充材。

6.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于：还包括设于该半穿孔的强化固定部。

7.根据权利要求6所述的电路板，其特征在于：该强化固定部为设于该半穿孔的孔壁的凸环。

8.一种应用于电路板的插入式元件的固定方法，其特征在于，包括：

提供一电路板，该电路板包括表层、设于该表层下的多个内层与底层、以及自该表层贯穿部分内层的半穿孔；

填充处于非凝固状态的填充材至该半穿孔中；以及

于该填充材处于非凝固状态时，将该插入式元件插入该半穿孔中。

9.根据权利要求8所述的固定方法，其特征在于：还包括于该半穿孔设置强化固定部。

10.根据权利要求9所述的固定方法，其特征在于：该强化固定部为设于该半穿孔的孔壁的凸环。

11.根据权利要求9所述的固定方法，其特征在于：在填充处于非凝固状态的填充材至该半穿孔中的步骤中，是同时将该填充材填充至该强化固定部。

12.根据权利要求8所述的固定方法，其特征在于：该插入式元件为具有电气属性的插入式元件，且该填充材为导电填充材。

13.根据权利要求8所述的固定方法，其特征在于：该插入式元件为无电气属性的插入式元件，且该填充材为绝缘填充材。

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