专利名称：印刷电路板结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)的结构，特别是涉及一种增加印刷电路板绕线层数的结构。
各种半导体元件经过封装后，一般都会安装在一基板比如印刷电路板上，与其他元件连结，常见的应用比如是主机板(motherboard)。
图1绘示现有的一种主机板的示意图。
请参照图1，在主机板10上至少具有微处理器(microprocessor)12、芯片(chipset)14及总线(bus)插槽16等元件，主机板10通常是四层印刷电路板。微处理器12用以执行程序处理数据，芯片14担任微处理器12与其他元件和总线插槽16之间的沟通桥梁，而总线插槽16供其他的附加卡如网卡、声卡等连接。各元件间藉线路18(trace)连接，进行数据的传递。
由于各元件间所需传递的数据量不同，因此元件间的线路数量也会有所不同，即主机板上的布线密度分配不平均，例如微处理器12与芯片14之间处理大多数的数据传递与控制动作，因此微处理器12与芯片14间线路区域20的布线密度便非常大，以便能够处理大量的数据，而芯片14与总线插槽16间的控制动作与数据传递量较小，所以芯片14与总线插槽16间线路区域22的布线密度就比较低。
随着微处理器功能的增加、芯片功能的多样化以及主机板元件的增加，使得微处理器与芯片或其他元件之间的线路数量增加，以便处理更多的数，造成布线密度提高。但是因为主机板上的线路区域面积大小固定，因此当线路密度超过一定限度时，将无法在常用的四层板上完成线路布局，而必需使用更多层数的印刷电路板来完成线路布局。然而，并非整个主机板上的布线密度都很高，一般只有部分区域的布线密度较高，需较多的绕线层数完成线路布局，若是整体改用较多层数的印刷电路板，比如六层板或八层板，则将增加制造成本。
因此本发明的目的之一就是提供一种印刷电路板的结构，其在一主板布线密度高的区域上，叠合一子板，区域性地提高该区域的绕线层数，以完成高密度的线路布局。
本发明的另一目的在于提供一种印刷电路板结构，可在主板的部分区域叠合一子板，以做为线路的跨接，改变整体电路布局，以满足各种不同产品的需要，使生产更具弹性化(flexible)或模组化。
根据上述及其他目的，本发明提出一种印刷电路板结构，由一主板和至少一子板所组成。其中主板为四层板结构，包括第一信号层、第一接地层、第一电源层、第二信号层以及用以隔离各层的多层绝缘层叠合而成。第一信号层与第二信号层配置于主板的上下表面，第一信号层具有多个接点。子板亦为四层板结构，包括第三信号层、第二接地层、第二电源层、第四信号层以及用以隔离各层的多层绝缘层叠合而成，其中接地层或电源层配置于子板的一表面，而此表面上具有多个接点，子板以此表面与主板叠合，并通过第二接点与主板的第一接点连接。
根据上述及其他目的，本发明提出另一种印刷电路板结构，其第二接点配置于子板的侧边。子板的侧边配置多个凹槽，而凹槽的内表面及子板位于凹槽附近的表面具有一导电镀层，以作为第二接点。而由后续的表面焊接工艺，焊锡会附着于第一接点表面、第二接点的凹槽内表面及附近的表面。
在本发明中提供一子板叠合主板的结构，通过此子板可以提供主板上布线密度较高的区域有较多的绕线层数，以降低制造成本。同时利用此子板叠合主板的结构，也可以让主板上部分线路形成跨接，改变线路布局，以满足各种产品的需求。
为使本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图作详细说明。附图中图1绘示习知一种主机板的透视图；图2A绘示根据本发明一优选实施例之印刷电路板子板的背面示意图；图2B绘示根据本发明一优选实施例之印刷电路板子板与印刷电路板主板叠合的剖面示意图；图3绘示根据图2B的剖面放大图；图4A绘示根据本发明另一优选实施例的印刷电路板子板的背面示意图；以及图4B绘示根据本发明另一优选实施例的印刷电路板子板与印刷电路板主板叠合的剖面示意图。
本发明提供一子板叠合主板的印刷电路板结构，通过此子板的使用，可以提供主板上布线密度较高的区域有较多的绕线层数。利用此子板叠合主板的结构，主板可使用较少层数的印刷电路板，即可获得较多的绕线层数，降低生产成本。
图2A绘示根据本发明一优选实施例的印刷电路板子板的背面示意图，图2B绘示根据本发明一优选实施例的印刷电路板子板与印刷电路板主板叠合的剖面示意图。
请同时参照图2A与图2B，子板30包括是四层板、六层板、八层板或是十层板。其中包括信号层(signal)，接地层(ground)及电源层(power)，而信号层上形成有线路(未绘示)。信号层，接地层及电源层间配置有绝缘层，且绝缘层中有贯孔(via)，作为层与层之间的电连接。本实施例中将接地层或电源层配置于子板30的表面39，而在其表面39形成有多个接点32，且在接点32上镀有导电材料33，导电材料包括锡铅合金，且接点32的排列通常为两排。同样地，在主板34上，比如在布线密度较高的线路区域上形成多个接点36，对应子板30的接点32，以便与子板30电连接，接点36排列方式与印刷电路板子板30上的接点32相同。其中接点36上也镀有导电材料37，比如锡铅合金，而印刷电路板主板34包括四层板。
在叠合子板30与主板34时，将印刷电路板子板30的接点32与印刷电路板主板34的接点34印上焊膏38(焊锡)，将子板30与主板34对准叠合后，加热此子板30与主板34即可，加热的方式比如是利用红外线回流焊机。
本发明中，在印刷电路板主板布线密度较高的区域上，通过一子板的使用，可以区域性地提高主板的绕线层数，以完成高密度的线路布局。而子板的配置亦可以使主板上部分区域的线路形成跨接或跳接，而使得整体电路布局做一些调整，以满足各种产品应用的需求，使制造上更具弹性，而无须重新布局。
图3绘示根据图2B的剖面放大图。
请参照图3，在一般的多层印刷电路板设计上，都会有信号层、接地层及电源层的设计，以四层板为例，通常的配置为具有两层信号层、一层接地层及一层电源层，且将两层信号层配置于多层结构的上下表面，由接地层与电源层隔开，以避免信号层相距太近发生干扰。因此在本发明中，需修改作为子板的印刷电路板设计，以避免主板与子板叠合后，主板叠合表面的电路与子板叠合表面的电路发生干扰。
以主板34与子板30都为四层板为例子，主板34采用现有设计，将信号层50，56配置于上下表面，其上配置有多条线路(未绘示)。而电源层52与接地层54则配置于信号层50，56之间，各层间并以绝缘层40隔开，至于各层间的连接则是通过贯孔41来达成。而子板30则是将电源层或接地层配置于欲与主板34叠合的表面39。本实施例中，将接地层48配置于表面39，然后信号层46、电源层44及信号层42依序配置于接地层48上，各层间同样以绝缘层40隔开。利用这样的设计，可以避免主板34与子板30叠合时，信号层46与信号层50相距太近发生干扰。
图4A绘示根据本发明另一优选实施例的子板的背面示意图，图4B绘示根据本发明另一优选实施例的子板与主板叠合的剖面示意图。
请同时参照图4A与图4B，子板60包括是四层板、六层板、八层板或是十层板。其中包括信号层，接地层及电源层，而信号层上形成有线路(未绘示)。信号层，接地层及电源层间配置有绝缘层，且绝缘层中有贯孔(via)，作为层与层之间的电连接。本实施例中是将接地层或电源层配置于子板60的表面61，子板60在其侧边上形成有多个凹槽62，且凹槽62的周围镀上导电镀层64，比如是铜镀层与其表面的锡铅合金镀层。导电镀层64所覆盖的区域包括凹槽62的内表面64a及表面61邻近凹槽62的附近区域64b，形成接点，作为电连接之用，导电镀层64并加强后续表面焊接时与焊锡的接合性。同样地，在主板66上，欲叠合印刷电路板子板60的线路区域上形成多个接点68，其排列方式与子板60上的凹槽62对应，接点68上并镀有导电材料，比如是锡铅合金镀层72。而主板66包括是四层板，而其结构与上述实施例中类似，在此不再赘述。
叠合子板60与主板66时，是采面对面叠合，主板66的接点68印上锡膏70(焊锡)，然后把子板60与主板66对准后，利用表面粘着技术(surfacemounting technology，SMT)的方式，电连接子板60与主板66，而此时焊锡70会附着于凹槽62的导电镀层64表面及接点68的导电材料72表面。
上述实施例的印刷电路板配置结构是用以说明本发明，而本发明并不限于此种形式的印刷电路板配置结构。当子板具有更多层数比如是六层板时，仍是应用上述的设计方式，将子板欲与主板叠合的表面配置接地层或是电源层，以避免主板与子板之间发生干扰。同样地，也可将主板与子板叠合的表面皆配置接地层或是电源层，或者主板叠合表面为接地层或电源层，而子板接合表面为信号层，以避免主板与子板之间发生干扰。换句话说，主板叠合表面及子板叠合表面的其中不同时配置信号层，以避免干扰现象发生。至于其他各层的配置方式则更是可以有多种排列选择，以符合电连接要求。
在本发明中，利用一子板叠合在主板布线密度较高的区域上，通过此子板的使用，可以区域性地提高主板的绕线层数，以在主板上完成高密度的线路布局。而利用此子板叠合主板的结构，主板可使用较少层数的印刷电路板，即可获得较多的绕线层数，并节省生产成本。
此外，应用本发明的结构，更可以对印刷电路板产品进行模组化的设计。将基本电路设计在印刷电路板主板上，而把不同功能的电路设计在印刷电路板子板上，例如将印刷电路板设计为影像模组或声卡模组，藉由替换不同的印刷电路板子板，即可改变产品的功能。
虽然本发明已结合优选实施例揭露如上，但是其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应当由后附的权利要求所界定。
权利要求
1．一种印刷电路板结构，包括一主板，其由一第一信号层、一第一接地层、一第一电源层、一第二信号层以及用以隔离各层的多层绝缘层叠合而成，其中该第一信号层与该第二信号层分别位于该主板的上下表面，该第一信号层上至少具有多个第一接点；以及一子板，其由一第三信号层、一第二接地层、一第二电源层、一第四信号层以及用以隔离各层的多层绝缘层叠合而成，其中该接地层及该电源层其中之一位于该子板的一表面，且该表面配置有多个第二接点分别与该第三信号层及该第四信号层电连接，而该子板以该表面叠合于该主板的该第一信号层的部分表面上，并通过该第二接点分别与该主板的部分该第一接点电连接。
2．如权利要求1所述的印刷电路板结构，其中该第一接点与该第二接点分别藉由一导电接合材料连接。
3．如权利要求2所述的印刷电路板结构，其中该导电接合材料包括焊锡。
4．如权利要求1所述的印刷电路板结构，其中该第一接点与该第二接点的表面分别还包括一锡铅合金镀层。
5．一种印刷电路板结构，包括一主板，由一第一信号层、一第一接地层、一第一电源层、一第二信号层以及用以隔离各层的多层绝缘层叠合而成，其中该第一信号层与该第二信号层分别位于该主板的上下表面，该第一信号层上至少具有多个第一接点；以及一子板，由一第三信号层、一第二接地层、一第二电源层、一第四信号层以及用以隔离各层的多层绝缘层叠合而成，其中该接地层及该电源层其中之一配置于该子板的一表面，该子板的侧边上具有多个凹槽，该凹槽的内表面与该表面位于该凹槽附近的区域分别具有一导电镀层，以形成多个第二接点，该第二接点分别与该第三信号层及该第四信号层电连接，而该子板以该表面叠合于该主板的该第一信号层的部分表面上，并通过该第二接点分别与该主板的部分该第一接点电连接。
6．如权利要求5所述的印刷电路板结构，其中该第一接点与该第二接点分别藉由一导电接合材料连接。
7．如权利要求6所述的印刷电路板结构，其中该导电接合材料分别附着于该第一接点及该第二接点的该导电镀层的表面。
8．如权利要求6所述的印刷电路板结构，其中该导电接合材料包括焊锡。
9．如权利要求5所述的印刷电路板结构，其中该导电镀层还包括一铜层以及一锡铅合金镀层。
10．一种印刷电路板结构，包括一主板，由多层第一信号层、至少一第一接地层、至少一第一电源层以及用以隔离各层的多层绝缘层叠合而成，其中该第一信号层之一配置于该主板的一第一表面，且该第一表面具有多个第一接点；以及一子板，由多层第二信号层、至少一第二接地层、至少一第二电源层以及用以隔离各层的多层绝缘层叠合而成，其中该第二接地层及该第二电源层其中之一配置于该子板的一第二表面，且该第二表面具有多个第二接点，该第二接点分别与该第二信号层电连接，而该子板以该第二表面叠合于该主板的部分该第一表面上，并通过该第二接点分别与该主板的部分该第一接点电连接。
11．如权利要求10所述的印刷电路板结构，其中该第一接点与该第二接点分别藉由一导电接合材料连接。
12．如权利要求11所述的印刷电路板结构，其中该导电接合材料包括焊锡。
13．如权利要求10所述的印刷电路板结构，其中该第一接点与该第二接点的表面分别还包括一锡铅合金镀层。
14．一种印刷电路板结构，包括一主板，由多层第一信号层、至少一第一接地层、至少一第一电源层以及用以隔离各层的多层绝缘层叠合而成，其中该第一信号层之一配置于该主板的一第一表面，且该第一表面具有多个第一接点；以及一子板，由多层第二信号层、至少一第二接地层、至少一第二电源层以及用以隔离各层的多层绝缘层叠合而成，其中该第二接地层及该第二电源层其中之一配置于该子板的一第二表面，该子板的侧边上具有多个凹槽，该凹槽的内表面与该第二表面位于该凹槽附近的区域分别具有一导电镀层，以形成多个第二接点，该第二接点分别与该第二信号层电连接，而该子板以该第二表面叠合于该主板的部分该第一表面上，并通过该第二接点分别与该主板的部分该第一接点电连接。
15．如权利要求14所述的印刷电路板结构，其中该第一接点与该第二接点分别藉由一导电接合材料连接。
16．如权利要求15所述的印刷电路板结构，其中该导电接合材料分别附着于该第一接点及该第二接点的该导电镀层的表面。
17．如权利要求15所述的印刷电路板结构，其中该导电接合材料包括焊锡。
18．如权利要求14所述的印刷电路板结构，其中该导电镀层还包括一铜层以及一锡铅合金镀层。
全文摘要
一种印刷电路板结构,由一主板和至少一子板组成。主板为四层板,包括第一信号层、第一接地层、第一电源层、第二信号层以及多层绝缘层。第一信号层与第二信号层配置于主板的上下表面,第一信号层具有多个接点。子板为四层板,包括第三信号层、第二接地层、第二电源层、第四信号层以及多层绝缘层,接地层或电源层配置于子板的一表面,此表面上具有多个接点,子板以此表面与主板叠合,并通过第二接点与主板的第一接点连接。
文档编号G06F1/16GK1294484SQ9912338
公开日2001年5月9日 申请日期1999年10月27日 优先权日1999年10月27日
发明者许先越 申请人:华硕电脑股份有限公司