电路板及其制作方法和电子设备与流程

本申请涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种电路板及其制作方法和电子设备。

背景技术：

现有的电子器件通过引脚和电路板的过孔进行信号传输时，由于过孔结构特性，容易出现链路阻抗突变，从而使链路容易产生大谐振点、回损变差等问题，不利于信号传输。

技术实现要素：

本申请的目的包括提供了一种电路板，其能够改善容易出现链路阻抗突变、链路容易产生大谐振点、回损变差等问题，有利于信号传输。

本申请的目的还包括提供一种电路板的制作方法以及包含有上述电路板的电子设备。

本申请的实施例可以这样实现：

第一方面，本申请实施例提供一种电路板，包括板体，板体设置有信号线以及用于与电子器件的引脚进行压接的过孔，板体具有用于安装电子器件的安装面，过孔开设于安装面；

过孔包括非电性段和电性段，非电性段的一端连接于电性段，非电性段的另一端延伸至安装面，电性段的内壁设置有金属镀层，电性段用于与电子器件的引脚连接，并与信号线连接，板体的内层设置有焊盘，焊盘与电性段相连。

在可选的实施例中，焊盘连接于电性段靠近非电性段的一端。

在可选的实施例中，电性段具有第一孔段和第二孔段；

第一孔段用于与电子器件的引脚连接，第一孔段的一端与非电性段相连，另一端与第二孔段连接，第二孔段的孔径小于第一孔段的孔径。

在可选的实施例中，电性段远离安装面的一端封闭，且电性段远离安装面的一端与信号线连接。

在可选的实施例中，第一孔段的孔径为10mil～20mil，第二孔段的孔径为5mil～14mil。

第二方面，本申请提供一种电子设备，包括上述第一方面提供的电路板。

第三方面，本申请提供一种电路板的制作方法，包括：

在第一压合板的安装面上钻取预制孔，预制孔穿过至少一个位于第一压合板的内层的焊盘，其中，安装面用于安装电子器件；

对预制孔的内壁进行电镀，以形成内壁覆盖有金属镀层的金属化孔，其中金属镀层与焊盘连接；

去除金属化孔的预设位置到安装面之间的金属镀层，形成过孔，其中过孔无金属镀层的一段为非电性段，过孔保留有金属镀层的一段为电性段，电性段与设置于第一压合板的信号线连接；

形成包含有第一压合板的板体。

在可选的实施例中，第一压合板的内层在对应预设位置处设有焊盘；

去除预制孔的预设位置到安装面之间的金属镀层的步骤包括：

通过蚀刻的方式，去除焊盘到安装面之间的金属镀层，其中，焊盘连接于电性段靠近非电性段的一端。

在可选的实施例中，过孔为通孔，形成过孔的步骤之后，电路板的制作方法还包括：

将第二压合板压合于开设有过孔的第一压合板，以通过第二压合板上的绝缘部分封闭过孔远离安装面的一端，其中，信号线连接于电性段的远离安装面的一端；

形成包含有第一压合板的板体的步骤，包括：

形成包含有第一压合板和第二压合板的板体。

在可选的实施例中，在第一压合板的安装面上钻取预制孔的步骤，具体包括：

从第一压合板的安装面向远离安装面的方向上钻取第一孔；

从第一压合板的安装面向远离安装面的方向上钻取与第一孔同轴的第二孔，其中，第二孔的深度小于第一孔的深度且第二孔的孔径大于第一孔的孔径；第一孔的孔径为10mil～20mil，第二孔的孔径为5mil～14mil。

本申请实施例的有益效果包括，例如：

本申请的电路板由于过孔靠近安装面的一端具有非电性段，因此改善了现有技术中过孔靠近安装面这一端的残桩所带来的不利影响，比如链路容易出现阻抗突变，容易产生大谐振点、回损变差等问题，使得信号传输效果更好。

本申请实施例提供的电路板的制作方法用于制作上述的电路板。本申请实施例提供的电子设备包括上述的电路板，因此也具有较好的信号传输效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术中引脚与过孔的配合示意图；

图2为本申请第一种实施例中电路板的过孔与引脚的配合示意图；

图3为本申请第二种实施例中电路板的结构示意图；

图4为本申请第三种实施例中电路板的结构示意图；

图5为本申请第四种实施例中电路板的结构示意图；

图6为本申请实施例中电路板的制作方法的流程图；

图7为本申请一种实施例中的具有预制孔的第一压合板的示意图；

图8为本申请一种实施例中具有金属化孔的第一压合板的示意图；

图9为本申请一种实施例中具有过孔的第一压合板的示意图；

图10为本申请另一种实施例中电路板的制作方法的流程图；

图11为本申请一种实施例中第一压合板和第二压合板压合的示意图；

图12为本申请实施例中过孔与现有技术中过孔的阻抗变化测试图；

图13为本申请实施例中过孔与现有技术中过孔的损耗测试图；

图14为本申请实施例中电路板与现有技术中电路板的串扰测试图。

图标：1’-电路板；2’-过孔；3’-引脚；4’-金属镀层；5’-信号线；010-电路板；100-板体；100a-安装面；100b-背面；101-第一压合板；102-第二压合板；103-预制孔；104-金属化孔；110-过孔；111-非电性段；112-电性段；1121-第一孔段；1122-第二孔段；113-金属镀层；114-第一焊盘；120-信号线；122-第二焊盘；020-引脚。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

在当前技术中，一些电子器件，比如连接器，通过引脚压接在电路板的过孔中，以实现信号传输。图1为现有技术中引脚与过孔的配合示意图。如图1所示，引脚3’插入过孔2’后，实际上只有一段过孔2’用于信号传输，由于引脚3’的结构特点，过孔2’从用于安装电子器件的器件面到引脚3’接触金属镀层4’的位置(图1中l1)，以及信号线5’的信号层以下的位置(图1中l2)均为不进行信号传输的残桩。这上、下两段残桩会造成系统链路阻抗不匹配、链路产生大谐振点、回损变差等问题，影响信号传输，导致无法满足设计需要。

为了改善上述现有技术中的至少一个问题，本申请实施例提供一种电路板010及其制作方法。图2为本申请第一种实施例中电路板的过孔与引脚的配合示意图。请参考图2，本实施例提供的电路板010包括板体100，板体100设置有信号线120以及用于压接引脚020的过孔110，板体100具有安装面100a和背面100b，安装面100a用于安装电子器件(比如连接器)。过孔110从安装面100a向背面100b延伸，过孔110包括非电性段111和电性段112，非电性段111的一端与安装面100a相连，另一端与电性段112相连，电性段112用于与电子器件的引脚020连接，并与信号线120连接。

如图2所示，电性段112的表面具有金属镀层113，而非电性段111的表面不具有金属镀层113。通过这种结构的过孔110来连接引脚020，由于从安装面100a到引脚020与金属镀层113接触的位置之间的残桩至少部分被消除，形成非电性段111，因此改善了现有技术中的过孔靠近器件面的一端的残桩所带来的不利影响。可以理解，图2展示了将靠近安装面100a的残桩完全消除的实施例，在其他实施例中，从安装面100a到引脚020与金属镀层113接触的位置之间的残桩也可以仅仅消除部分，也可以对信号传输起到一定的改善作用。

进一步的，板体100的内层设有第一焊盘114，第一焊盘114连接于电性段112靠近非电性段111的一端。通过埋设在板体100内的第一焊盘114连接电性段112的金属镀层113，有利于金属镀层113的结构稳定性，使得引脚020在电性段112内插拔时，金属镀层113不容易产生轴向(相对于过孔110)上的松动。应当理解，电路板010为多层电路板010时，第一焊盘114在制作单层板时加工完成，然后多个单层板压合后，便埋设在板体100内部。由于第一焊盘114主要是保证电性段112金属镀层113的稳定性，在一些其他实施例中，也可以不设置第一焊盘114，或者将第一焊盘114设置于电性段112延伸方向上的其他位置，比如电性段112的中部，并与金属镀层113连接。

为了进一步的改善残桩对信号传输的影响，还可以进一步消除背面100b到信号层之间的电性段112的残桩，信号层为信号线120所在的层。图3为本申请第二种实施例中电路板的结构示意图。请参照图3，相较于图2所示的实施例，本实施例中靠近背面100b的电性段112的残桩的至少一部分也可以被消除。具体的，可以在图2实施例的基础上，采用背钻工艺，将信号层与背面100b之间的过孔110内的金属镀层113去除(或去除至少一部分)，以改善这部分残桩对数据传输的影响。

由于采用背钻工艺消除背面100b与信号层之间的金属镀层113时，存在加工精度的问题，因此为了不破坏信号线120与金属镀层113的连接，往往会预留一段残桩。为了提高信号传输效果，应尽可能地消除残桩。图4为本申请第三种实施例中电路板的结构示意图。请参照图4，在本实施例中，过孔110为盲孔，电性段112远离安装面100a的一端封闭，并且，电性段112远离安装面100a的一端与信号线120连接。通过这种结构，可以完全消除信号层到背面100b之间的残桩，更有利于信号传输。实际制作过程中，这种具有盲孔形式的过孔110的板体100，可以是通过一个具有通孔形式的过孔110的板和一个没有孔的板压合而成。

密集的过孔110分布会导致各个电性段112之间的距离较小，容易引起信号线120之间的串扰。为了改善串扰的问题，可以通过减小电性段112一部分的直径(至少是连接信号线120的部分)，来改善信号串扰的问题。图5为本申请第四种实施例中电路板的结构示意图。请参照图5，电性段112包括第一孔段1121和第二孔段1122，第一孔段1121和第二孔段1122轴向同轴相连。第一孔段1121用于与电子器件的引脚020连接，第一孔段1121的一端与所述非电性段111相连，另一端与第二孔段1122连接。第二孔段1122的孔径小于第一孔段1121的孔径，从而形成阶梯孔的形式。由于过孔的加工可以达到较小的尺寸(6mil或者更低)，而引脚020因为工艺原因难以加工到很小(一般达到14mil)，因此设置了较大的第一孔段1121以便于引脚020的插接，设置了孔径较小的第二孔段1122来连接信号线120，以减小信号串扰。可选的，第一孔段1121的孔径为10mil～20mil，第二孔段1122的孔径为5mil～14mil，应保证第一孔段1121比第二孔段1122的孔径更大，比如在本实施例中，第一孔段1121的孔径为14.2mil，第二孔段1122的孔径为8mil。在本实施例的电路板010上，相邻的两个第二焊盘122相近的一侧之间的距离为31.25mil，相邻的两个第一焊盘114相近的一侧之间的距离为19.25mil，可见通过缩小孔径对焊盘的间距影响明显，通过设置孔径较小的第二孔段1122可以使连接信号线120的焊盘间距更大，以减小串扰，也增大了走线空间。并且较小孔径，可以降低过孔容性，优化电性段112自身损耗性能。应当理解，第一孔段1121和第二孔段1122的长度比例可以根据引脚020的长度进行调整。

图2至图5实施例中，为了保证电性段112的金属镀层113的稳定性以及满足工艺的需求，电性段112通过第二焊盘122与信号线120连接。金属镀层113可选为铜镀层，板体100可选为多层的印制电路板010。

本申请实施例还提供了一种电路板的制作方法，用于制作本申请实施例提供的电路板010。图6为本申请一种实施例中电路板的制作方法的流程图。如图6所示，该制作方法包括：

步骤s100，在第一压合板的安装面上钻取预制孔，预制孔穿过至少一个位于第一压合板的内层的焊盘，其中，安装面用于安装电子器件。

图7为本申请一种实施例中的具有预制孔的第一压合板的示意图。请参照图7，以制作图5实施例中的电路板010为例，首先在第一压合板101的安装面100a上钻取预制孔103，预制孔103穿过至少一个位于第一压合板101的内层的焊盘，其中，安装面100a用于安装电子器件。在本实施例中，预制孔103穿过位于第一压合板101内层的第一焊盘114，预制孔103的深度小于第一压合板101的厚度而形成盲孔。预制孔103的最底端刚好穿过第二焊盘122，第二焊盘122与信号线120连接。

步骤s200，对预制孔的内壁进行电镀，以形成内壁覆盖有金属镀层的金属化孔，其中金属镀层与焊盘连接。

图8为本申请一种实施例中具有金属化孔的第一压合板的示意图。请参照图8，以制作图5实施例中的电路板010为例，在预制孔103的内壁进行电镀，以形成内壁覆盖有金属镀层113的金属化孔104，金属镀层113与第一焊盘114连接，而第一焊盘114位于金属化孔104的预设位置处。此时，在金属化孔104中靠近安装面100a的一端暂时还保留有残桩。

步骤s300，去除金属化孔的预设位置到安装面之间的金属镀层，形成过孔，其中过孔无金属镀层的一段为非电性段，过孔保留有金属镀层的一段为电性段，电性段与设置于第一压合板的信号线连接。

图9为本申请一种实施例中具有过孔的第一压合板的示意图。以制作图5实施例中的电路板010为例，在图8所示的具有金属化孔104的第一压合板101的基础上，去除金属化孔104的预设位置到安装面100a之间的金属镀层113，形成过孔110(如图9所示)。过孔110无金属镀层113的一段为非电性段111，过孔110保留有金属镀层113的一段为电性段112，电性段112与设置于板体100的信号线120连接。具体的，对金属化孔104靠近安装面100a的一端进行背钻，以去除第一焊盘114到安装面100a之间的金属镀层113，使得第一焊盘114连接于电性段112靠近非电性段111的一端。

在本实施例中，由于安装面100a为安装电子器件的一面，其残桩往往较短，因此采用精度较高的蚀刻来去除这部分的残桩。当然，在其他的实施例中，也可以采用机械背钻的方式。

步骤s400，形成包含有第一压合板的板体。

如图9所示，再经过了上述步骤s100～步骤s300之后，已经得到了包含有第一压合板101的板体100。当然，在本申请的其他实施例中，步骤s100中，在第一压合板101上钻取的预制孔103也可以是通孔，那么在步骤s200的金属化之后，也可以得到通孔形式的金属化孔104。在这种情况下，步骤s400的形成包含有第一压合板101的板体100的过程中，还可以包含对背面100b进行机械背钻(或者蚀刻)的步骤，以消除信号层到背面100b的残桩(可参考图3)。

由于在制作预制孔103时，很难保证刚好钻至信号线120所在的信号层，因此信号层到背面100b之间容易存在残桩。即便制作通孔形式的金属化孔，在后期通过背钻或者蚀刻的方式消除信号层到背面100b的残桩，出于保护信号层的原因，也难以完全消除残桩。因此本申请实施例提供给另一种制作方法。图10为本申请另一种实施例中电路板的制作方法的流程图。如图10所示，该制作方法包括：

步骤s100，在第一压合板的安装面上钻取预制孔，预制孔穿过至少一个位于第一压合板的内层的焊盘，其中，安装面用于安装电子器件。

步骤s200，对预制孔的内壁进行电镀，以形成内壁覆盖有金属镀层的金属化孔，其中金属镀层与焊盘连接。

步骤s300，去除金属化孔的预设位置到安装面之间的金属镀层，形成过孔，其中过孔无金属镀层的一段为非电性段，过孔保留有金属镀层的一段为电性段，电性段与设置于第一压合板的信号线连接。

步骤s500，将第二压合板压合于开设有过孔的第一压合板，以通过第二压合板上的绝缘部分封闭过孔远离安装面的一端，其中，信号线连接于电性段的远离安装面的一端。

步骤s410，形成包含有第一压合板和第二压合板的板体。

图11为本申请一种实施例中第一压合板和第二压合板压合的示意图。请参照图10和图11，本实施例中步骤s100～步骤s300在第一压合板101上制得的过孔110为通孔，可以理解，步骤s100中钻取的预制孔103和步骤s200中得到的金属化孔104均为通孔。步骤s410中，将第二压合板102压合于第一压合板101背离安装面100a的一侧，使第二压合板102上的绝缘部分封闭过孔110远离安装面100a的一端。在本实施例中，第二焊盘122和信号线120已事先制作在了第一压合板101上，此时信号线120是连接于电性段112的远离安装面100a的一端的。在第一压合板101和第二压合板102压合之后，第二压合板102远离第一压合板101的一面则作为板体100的背面100b，此时背面100b与信号线120之间的残桩则被完全消除。

在本申请其他可选的实施例中，将第二压合板102压合于第一压合板101的步骤也可以在步骤s100制作完预制孔103之后，步骤s200电镀操作之前；或者在步骤s200制作完金属化孔104之后，步骤s300去除残桩之前。

进一步的，为了得到图5实施例所示的阶梯孔形式的过孔110，以图6或图10的实施例基础上，在第一压合板的安装面上钻取预制孔的步骤s100还可以进一步包括：从第一压合板的安装面向远离安装面的方向上钻取第一孔；从第一压合板的安装面向远离安装面的方向上钻取与第一孔同轴的第二孔，其中，第二孔的深度小于第一孔的深度且第二孔的孔径大于第一孔的孔径。具体在制作图7实施例中的预制孔103时，可以在第一压合板101钻取盲孔形式的第一孔，然后再钻取第二孔，第二孔的深度小于第一孔的深度，且第二孔的孔径大于第一孔的孔径。具体在制作如图11中所示的过孔110的过程中，钻取的预制孔的过程包括在第一压合板101上钻取通孔形式的第一孔，然后再钻取第二孔，第二孔深度小于第一压合板101的厚度。然后制作金属镀层113，最后再将第一压合板101和第二压合板102压合，得到板体100。其中，第一孔的孔径可选为10mil～20mil，第二孔的孔径可选为5mil～14mil。

本申请实施例还提供一种电子设备(图中未示出)，包括了本申请上述实施例的电路板010。电子设备可以是通信设备、存储设备等。

总体来讲，本申请实施例的电路板010通过消除安装面100a到预设位置(第一焊盘114的位置)之间的金属镀层113，以消除过孔110靠近安装面100a的残桩，来改善这部分残桩可能带来的链路阻抗不匹配、链路产生大谐振点、回损变差等问题，进而改善信号传输效果。将第一焊盘114埋设在板体100内部，使得第一焊盘114在靠近安装面100a的残桩被消除的情况下依旧可以保证电性段112金属镀层113的结构稳定性。在图4、图5的实施例中，靠近背面100b的残桩被部分或者全部消除，进一步改善了这一部分残桩对信号传输可能带来的不利影响。图5实施例中的电性段112采用了大孔+小孔的形式，降低过孔容性，优化电性段112自身损耗性能。在过孔110阵列布置的情况下，由于第二孔段1122采用了较小孔径(相对于第一孔段1121)，因此信号线120所连接的第二焊盘122之间距离、第二孔段1122之间的距离都增加了，因此能够减少串扰。

以下展示对本申请图5实施例的电路板010与图1现有技术的电路板010进行模拟测试比较。采用ansyshfss对多项指标进行测试比较。

图12为本申请实施例中过孔与现有技术中过孔的阻抗变化测试图。横坐标为时间、纵坐标为阻抗，单位为ohm。s1曲线为本实施例的过孔110的测试线，阻抗最小91.8ohm，距离目标阻抗100ohm最大偏离8.2ohm。s2曲线为图1的常规设计方案中过孔的测试线，阻抗最低跌落至78.88ohm；距离目标阻抗100ohm最大偏离21.12ohm。本申请图5实施例改进后阻抗优化12.92ohm。

图13为本申请实施例中过孔与现有技术中过孔的损耗测试图。横坐标为频率，单位为ghz，纵坐标为比值。s1曲线为本实施例的过孔110的测试线，损耗情况为：-0.18db@12.5ghz-0.45db@25ghz。s2曲线为图1的常规设计方案中过孔的测试线，损耗情况为：-0.23db@12.5ghz-0.54db@25ghz。可见，过孔损耗在12.5ghz损耗性能提升21％，在25ghz损耗性能提升17％。

图14为本申请实施例中电路板与现有技术中电路板的串扰测试图。横坐标为频率，单位为ghz，纵坐标为比值。s1曲线为本实施例的电路板010的测试线，相邻两个过孔110之间近端串扰值：-54.60db@5ghz-47.88db@12.5ghz。s2曲线为现有技术中电路板010的测试线，相邻两个过孔之间近端串扰值：-50.87db@5ghz-43.88db@12.5ghz。可见，不管在5ghz还是12.5ghz下，本申请改进后的电路板010的串扰值均优于现有技术。

综上所述，本申请实施例提供了一种电路板及其制作方法和电子设备。本申请的电路板包括板体，板体设置有信号线以及用于与电子器件的引脚进行压接的过孔，板体具有用于安装电子器件的安装面，过孔开设于安装面，过孔包括非电性段和电性段，电性段的内壁设置有金属镀层，非电性段的一端与安装面相连，电性段用于与电子器件的引脚连接，并与信号线连接。板体的内层设置有焊盘，焊盘与电性段相连。由于过孔靠近安装面的一端具有非电性段，因此改善了现有技术中过孔靠近器件安装面这一端的残桩所带来的不利影响，比如链路容易出现阻抗突变，容易产生大谐振点、回损变差等问题，使得信号传输效果更好。电子设备包括上述的电路板。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。