电路板、电路板制作方法、温度检测方法及电子设备与流程

本发明涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种电路板、电路板制作方法、温度检测方法及电子设备。

背景技术：

随着智能终端的发展，智能终端的集成度越来越高，集成的功能也越来越多，智能终端的pcb(printedcircuitboard，印刷电路板，简称电路板)上集成的器件数量也越来越多，与此同时，各器件的功耗越来越大，导致pcb上单位面积的功率密度越来越大，最终导致pcb的发热越来越严重。智能终端的电子系统在运行时，需要对pcb的温度进行监测，以实时了解系统的温升情况，从而采取措施(如降频，减小充电电流，关闭部分模块，增加散热风扇的转速等)，以降低pcb的温度，保证主板温度在合理范围内，防止系统温升过高导致器件烧毁。

现有的pcb温度检测主要是采用热敏电阻进行，将热敏电阻rt安装在pcb的表面，以粗略得出pcb的温度。但这种pcb的温度检测方法，由于热敏电阻焊接在pcb表面上，并不在pcb内部，而pcb表面的散热条件优于pcb内部，因此热敏电阻侦测到的温度会低于pcb内部温度，并不能实际代表pcb内部的温度。且热敏电阻必须焊接在pcb表面上，因此会影响pcb表面的可布局面积。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提出一种电路板，解决现有技术的电路板在进行温度检测时，不能真实反映电路板内部温度、影响pcb表面布局的问题。

一种电路板，包括层叠设置的至少两个导电层，相邻的所述导电层之间设有半固化层，所述电路板上设有至少一钻孔，所述钻孔为非电镀通孔，所述钻孔内填充热敏胶体，所述热敏胶体分别与所述至少两个导电层中的其中两个所述导电层电性导通。

根据本发明提出的电路板，利用电路板上的钻孔，并在钻孔中填充热敏胶体，在温度检测时，电路板温度的升高会引起热敏胶体温度的升高，而热敏胶体会随着温度的升高而发生体积膨胀，从而导致热敏胶体的导电系数降低，电阻率增大，最终使得热敏胶体的电阻值变大，只要获得钻孔内热敏胶体的阻值就可以得到电路板的温度，而钻孔为非电镀通孔，且钻孔内的热敏胶体分别与两个导电层接触，因此可以通过检测与热敏胶体接触的导电层之间的电流和电压即可检测出热敏胶体的阻值。由于钻孔是非电镀通孔，即贯穿了电路板，因此可以更真实的反映电路板内部的温度，且该电路板不受布局的影响，钻孔可布放在电路板上的任意位置，不占用电路板表面宝贵的布局面积。且该电路板无需使用热敏电阻，减少了bom成本，尤其当需要检测的位置较多时，更能有效的减少项目成本。

另外，根据本发明提供的电路板，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述钻孔的孔径为0.5～2mm，以保证热敏胶体的填充量与电路板整体布局的平衡。

进一步地，所述热敏胶体分别与所述至少两个导电层中位于顶层的所述导电层和位于底层的所述导电层电性导通。

进一步地，所述热敏胶体分别与所述至少两个导电层中的其中两个所述导电层上的布线连接。

进一步地，所述热敏胶体采用ptc材料，所述导电层通过铜箔导电，所述热敏胶体中掺杂了碳粒。所述热敏胶体中碳粒的掺杂浓度不小于0.5wt.％，碳粒的掺杂量过小会影响检测的准确度。

本发明的另一个目的在于提出一种电路板的制作方法，所述方法包括：

在电路板本体上钻孔；

使所述电路板本体中的所述钻孔不镀金属导电材料；及

在所述钻孔中填充热敏胶体。

另外，根据本发明提供的电路板的制作方法，还包括：

层叠设置至少两个导电层于所述电路板本体中，并设置半固化层于相邻的所述导电层之间；及

设置所述热敏胶体与所述至少两个导电层中的两个导电层电性连接。

进一步地，所述方法还包括：

在除所述两个导电层外的其他导电层中，设置所述禁布区于所述钻孔的孔壁的外围，使所述禁布区包围所述钻孔的孔壁，以避免所述其他导电层中的导电金属与所述钻孔的孔壁接触。

所述方法还包括：

设计非电镀通孔的钻孔封装，并根据所述钻孔封装进行钻孔加工；

根据预设的电路图在所述至少两个导电层中设置相应电路；

使所述电路板本体中的所述钻孔不镀金属导电材料；

在上述钻孔中填充掺杂碳粒的热敏胶体，并将钻孔两端漏出的电路板板面的多余胶体去除；及

进行smt贴片流程或插件流程。

根据上述方法制备出的电路板，在进行温度检测时，能够更真实的反映电路板内部温度，且不影响pcb表面布局。

本发明的另一个目的在于提出一种电路板温度检测方法，解决现有技术中的电路板的温度检测不能真实反映电路板内部温度、影响pcb表面布局的问题。本发明提供的电路板温度检测方法中的电路板包括层叠设置的至少两个导电层，相邻的所述导电层之间设有半固化层，所述电路板上设有至少一钻孔，所述钻孔为非电镀通孔，所述钻孔内填充掺杂碳粒的热敏胶体，所述热敏胶体分别与两个所述导电层接触，布线与所述热敏胶体电性导通的其中一个所述导电层为热敏信号层，另一个所述导电层为接地层，所述方法包括：

通过恒流源向所述热敏信号层注入固定大小的电流；

获取与所述热敏信号层和所述接地层之间的电压值；

根据所述电流的电流值和所述电压值计算所述热敏胶体的电阻值；

根据所述电阻值计算所述热敏胶体的温度，并将该温度作为所述电路板的温度。

上述电路板温度检测方法，由于钻孔是非电镀通孔，即贯穿了电路板，因此可以更真实的反映电路板内部的温度，且该电路板不受布局的影响，钻孔可布放在电路板上的任意位置，不占用电路板表面宝贵的布局面积。且该电路板无需使用热敏电阻，减少了bom成本，尤其当需要检测的位置较多时，更能有效的减少项目成本。

另外，根据本发明提供的电路板温度检测方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述根据所述电阻值计算所述热敏胶体的温度的步骤包括：

根据所述电阻值计算所述热敏信号层和所述接地层之间的热敏胶体的电阻率；

根据所述电阻率获取与所述电阻率对应的温度，该温度为所述热敏信号层和所述接地层之间的热敏胶体的温度。

进一步地，所述根据所述电阻值计算所述热敏信号层和所述接地层之间的热敏胶体的电阻率的步骤中，采用以下公式计算所述热敏信号层和所述接地层之间的热敏胶体的电阻率：

r＝ρ*l/(π*d*d/4)

其中，r为所述热敏信号层和所述接地层之间的热敏胶体的电阻值，ρ为所述热敏信号层和所述接地层之间的热敏胶体的电阻率，l为所述热敏信号层和所述接地层之间的厚度，d为所述钻孔的孔径。

本发明的另一个目的还在于提出一种电子设备，该电子设备至少包括一电路板，所述电路板包括层叠设置的至少两个导电层，相邻的所述导电层之间设有半固化层，所述电路板上设有至少一钻孔，所述钻孔为非电镀通孔，所述钻孔内填充热敏胶体，所述热敏胶体分别与两个所述导电层接触。

由于采用了上述电路板，因此在对该电子设备进行电路板温度检测时，能够更真实的反映电路板内部的温度，且该电路板不受布局的影响，电子设备中其它器件在电路板上的布局，且该电路板无需使用热敏电阻，减少了电子设备的生产成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明第一实施例的电路板的剖视结构示意图；

图2是本发明第二实施例的电路板的制作方法的流程图；

图3是本发明第三实施例的电路板的制作方法的流程图；

图4是图3中设计的钻孔封装的示意图；

图5是本发明第四实施例的电路板温度检测方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1，本发明的第一实施例提出的电路板10，电路板10为一印刷电路板(pcb，printedcircuitboard)。电路板10包括层叠设置的六个铜箔层101、102、103、104、105、106。在其他实施例中，电路板10可以包括至少两个导电层。

相邻的铜箔层之间设有半固化层，即铜箔层101与铜箔层102之间设有半固化层201，铜箔层102与铜箔层103之间设有半固化层202，铜箔层103与铜箔层104之间设有半固化层203，铜箔层104与铜箔层105之间设有半固化层204，铜箔层105与铜箔层106之间设有半固化层205。这里半固化层即pp片(pre-pregnant，简称pp)，主要由树脂和增强材料组成，增强材料又分为玻纤布、纸基、复合材料等几种类型，而在印刷电路板所使用的半固化片大多是采用玻纤布做增强材料。

所述电路板10上设有一钻孔200，所述钻孔200为非电镀通孔(npth，nonplatingthroughhole)，即所述钻孔200周围没有导电材料，可以理解的，所述钻孔200周围也是半固化片。在一些实施例中，所述钻孔200内可以填充有掺杂了碳粒的热敏胶体301，在另外一些实施例中，可以掺杂一些金属或者合金的材料于热敏胶体301中。具体的，所述热敏胶体301采用ptc材料，即具有正温度系数的材料，以下将以掺杂了碳粒的热敏胶体301进行举例说明。

所述热敏胶体301分别与位于顶层的铜箔层101和位于底层的铜箔层106电性导通，具体实施时，可以只在钻孔200与铜箔层101交接的位置以及钻孔200与铜箔层106交接的位置填充上铜箔，保证热敏胶体301分别接触到铜箔层101和铜箔层106上的至少一根导电的布线，从而实现电性导通，可以理解的，在其它实施方式中，如果其中一个铜箔层作为接地层，而该接地层以整块导电材料的形式存在，则热敏胶体301可以与该接地层的任意一点或多个点电性连接，同样能够实现电性导通。

其中，位于顶层的铜箔层101可以称为热敏信号层，位于底层的铜箔层106可以称为接地层。

热敏信号层和接地层之间的厚度为l(该厚度l不含热敏信号层和接地层本身)，钻孔200的孔径为d，孔径d选择范围为0.5～2mm。最终，热敏胶体301的阻值r具有以下计算公式：

r＝ρ*l/(π*d*d/4)(1)

公式(1)中，ρ为孔内填满热敏胶体301的电阻率，由于热敏胶体301中掺杂了碳粒，而碳粒是良导体，热敏胶体301中掺杂不同浓度的碳粒可以得到不同导电系数的热敏胶体301。由于热敏胶体301是热膨胀性质的，当热敏胶体301受热后，随着温度的升高，胶体体积逐渐膨胀，碳粒的掺杂密度降低，导致热敏胶体301的导电系数降低，电阻率ρ增大，也即不同温度值对应不同的电阻率。根据公式(1)，只要获得热敏胶体301的阻值r就可以得出满热敏胶体301的电阻率ρ，通过特定电阻率对应特定温度的对应关系，最终得出钻孔200内掺杂了碳粒的热敏胶体301的温度，而由于钻孔200是非电镀通孔，即贯穿了电路板，因此钻孔200内掺杂了碳粒的热敏胶体301的温度就是电路板10内部的温度。

由于热敏胶体301分别与位于顶层的铜箔层101(即热敏信号层)和位于底层的铜箔层106(即接地层)接触，因此要获得热敏胶体301的阻值r，可以通过使用一恒流源，向热敏信号层上的铜走线注入固定强度的电流，由于热敏信号层上的铜电阻极低，因此，恒流源输出的电压即是热敏信号层与接地层之间的电压：

v＝i*r(2)

其中，v为热敏信号层与接地层之间的电压，i为恒流源输入的电流，通过检测热敏信号层与接地层之间的电压v，就可以得出热敏胶体301的阻值r，最终根据上述的推导，可以得到电路板10内部的温度。

根据本实施例提出的电路板10，利用电路板10上的钻孔200，并在钻孔200中填充掺杂碳粒的热敏胶体301，在温度检测时，电路板10温度的升高会引起热敏胶体301温度的升高，而热敏胶体301会随着温度的升高而发生体积膨胀，引起掺杂的碳粒的密度降低，从而导致热敏胶体301的导电系数降低，电阻率增大，最终使得热敏胶体301的电阻值变大，只要获得钻孔200内热敏胶体301的阻值就可以得到电路板10的温度，而钻孔200为非电镀通孔，且钻孔200内的热敏胶体301分别与位于顶层的铜箔层101(即热敏信号层)和位于底层的铜箔层106(即接地层)接触，因此可以通过检测与热敏胶体301接触的铜箔层之间的电流和电压即可检测出热敏胶体301的阻值。由于钻孔200是非电镀通孔，即贯穿了电路板10，因此可以更真实的反映电路板10内部的温度，且该电路板10不受布局的影响，钻孔200可布放在电路板10上的任意位置，不占用电路板10表面宝贵的布局面积。且该电路板10无需使用热敏电阻，减少了bom成本，尤其当需要检测的位置较多时，更能有效的减少项目成本。

本实施例中，所述钻孔200的孔径d选择范围为0.5～2mm，为了保证热敏胶体301的填充量与电路板10整体布局的平衡，即在尽可能不占用电路板10空间的前提下，保证热敏胶体301的最佳填充量，从而保证检测的准确性。

本实施例中，所述热敏胶体301分别与位于顶层的所述铜箔层101和位于底层的所述铜箔层106接触，这样情况，热敏胶体301在电路板10中的跨度最大，可以使检测到的温度更真实的反映电路板10内部的温度。在具体实施时，也可以选择将热敏胶体301与任意两个铜箔层接触，只要不是同一个铜箔层接即可。且电路板10中的铜箔层可以替换为任何能够导电的导电层，均可达到本实施例提出的技术效果，在此不做限定。

进一步地，为了避免热敏胶体301中碳粒的掺杂量过小而影响检测效果，本实施例中，所述热敏胶体301中碳粒的掺杂浓度应不小于0.5wt.％。

此外，需要指出的是，本实施例中是以一个具体的电路板结构为例进行说明，在具体实施时，电路板可以至少包含两个导电层，相邻的导电层之间设有半固化层。且电路板上钻孔的数量可以根据实际需要进行设置，不限定于一个，例如，对于大型的电路板，可以多设置几个非电镀通孔的钻孔，并在每个钻孔内都填充掺杂碳粒的热敏胶体，保证热敏胶体分别与两个导电层接触，这样就可以多电路板上的多个位置分别进行温度检测，使电路板的温度检测更精准。

实施例2

请参阅图2，本发明第二实施例提供一种电路板的制作方法，所述方法包括：

s201，在电路板本体上钻孔；

s202，使所述电路板本体中的所述钻孔不镀金属导电材料；

s203，在所述钻孔中填充热敏胶体。

根据本实施例制作出的电路板，通过在钻孔中不镀金属导电材料，且向钻孔中填充掺杂碳粒的热敏胶体，能够在进行温度检测时，实现更真实的反映电路板内部温度，且不影响pcb表面布局。

实施例3

请参阅图3，本发明三实施例提供一种电路板的制作方法，所述方法包括：

s301，设计非电镀通孔的钻孔封装，所述钻孔封装包括钻孔区和设于所述钻孔区外的环形禁布区，在本发明中，禁布区指的是不设置导电金属及其他电子元件(如电容、电阻、电感及集成电路等)的区域；

其中，请参阅图4，本实施例中，设计的钻孔封装具体为一直径为d的npth钻孔，钻孔的外边，设计一外径为d+a的禁布区圆环，该禁布区存在于除热敏信号层和接地层之外的所有层，所述钻孔的直径d控制在0.5～2mm，a可以为d的1/4。同时可以参阅图1中的电路板10，钻孔区对应图1中钻孔200所在的区域，禁布区对应图1中标号a所在的区域。

s302，在电路板本体上布放所述钻孔封装，并根据所述钻孔封装进行钻孔加工，其中，所述电路板本体中包括层叠设置的至少两个导电层，相邻的所述导电层之间设有半固化层，布放所述钻孔封装时，使所述钻孔的孔壁与其中两个导电层接触，同时使所述禁布区存在于除与所述钻孔的孔壁接触的所述两个导电层之外的每一导电层中，所述禁布区将除与所述钻孔的孔壁接触的所述两个导电层之外的每一导电层与所述钻孔分隔开；

具体实施时，可以在电路板上需要的地方，布放上述的钻孔封装，然后在电路板本体中进行钻孔，与钻孔接触的两个导电层分别为热敏信号层和接地层，保证禁布区存在于除热敏信号层和接地层之外的每一导电层上，且禁布区将电路板中除热敏信号层和接地层以外的其它每一导电层与所述钻孔分隔开。可以理解的，导电层可以采用铜箔。热敏信号层和接地层最好是位于顶层的导电层和位于底层的导电层电性。例如，对于图1，铜箔层102上的禁布区将铜箔层102与钻孔200分隔开，铜箔层103上的禁布区将铜箔层103与钻孔200分隔开，铜箔层104上的禁布区将铜箔层104与钻孔200分隔开，铜箔层105上的禁布区将铜箔层105与钻孔200分隔开。

s303，根据预设的电路图在所述电路板的所述至少两个导电层中设置相应电路；

具体的，可以按照常规的设计流程制作电路板，包括根据预设的电路图在所述电路板本体布置相应电路，由于封装中禁布区的存在，在除热敏信号层和接地层之外的所有层，钻孔周围都是不导电的半固化层，而在热敏信号层和接地层，钻孔周围都是导电层(例如铜箔)；

s304，使所述电路板本体中的所述钻孔不镀金属导电材料；

其中，可以按照常规的加工工艺流程加工生产电路板，上述钻孔不镀铜，不填孔。

s305，在上述钻孔中填充掺杂碳粒的热敏胶体，并将钻孔两端漏出的电路板板面的多余胶体去除；

其中，所述热敏胶体例如采用ptc材料，填充完热敏胶体后，热敏信号层和接地层能够之间与热敏胶体电性导通，而对于热敏信号层和接地层以外的其它导电层，由于禁布区(该区域也可以填充半固化层)的存在，导致其它导电层不能与热敏胶体电性导通。

s306，进行smt贴片流程或插件流程，完成电路板的制作。

根据本实施例制作出的电路板，在进行温度检测时，能够更真实的反映电路板内部温度，且不影响pcb表面布局。

实施例4

请参阅图5，本发明的第四实施例提出一种电路板温度检测方法，该电路板采用第一实施例中提供的电路板，具体的，该电路板包括层叠设置的至少两个导电层，相邻的所述导电层之间设有半固化层，所述电路板上设有至少一钻孔，所述钻孔为非电镀通孔，所述钻孔内填充掺杂碳粒的热敏胶体，所述热敏胶体分别与两个所述导电层接触，与所述热敏胶体电性导通的其中一个所述导电层为热敏信号层，另一个所述导电层为接地层，所述方法包括：

s101，通过恒流源向所述热敏信号层注入固定大小的电流；

其中，注入的电流的电流值为i。

s102，获取与所述热敏信号层和所述接地层之间的电压值；

具体实施时，可以通过辅助电子设备测量热敏信号层和接地层之间的电压值v。

s103，根据所述电流的电流值和所述电压值计算所述热敏胶体的电阻值；

具体可以采用以下公式计算电阻值：

v＝i*r

其中，v为热敏信号层与接地层之间的电压，i为恒流源输入的电流值，r为热敏信号层和接地层之间的热敏胶体的电阻值。

s104，根据所述电阻值计算所述热敏胶体的温度，并将该温度作为所述电路板的温度。

其中，步骤s104具体可以采用以下进行：

第一步，根据所述电阻值计算所述热敏信号层和所述接地层之间的热敏胶体的电阻率；

具体的，可以采用以下公式计算所述热敏信号层和所述接地层之间的热敏胶体的电阻率：

r＝ρ*l/(π*d*d/4)

其中，r为所述热敏信号层和所述接地层之间的热敏胶体的电阻值，ρ为所述热敏信号层和所述接地层之间的热敏胶体的电阻率，l为所述热敏信号层和所述接地层之间的厚度，d为所述钻孔的孔径。

第二步，根据所述电阻率获取与所述电阻率对应的温度，该温度为所述热敏信号层和所述接地层之间的热敏胶体的温度。

本实施例提供的电路板温度检测方法，由于钻孔是非电镀通孔，即贯穿了电路板，因此可以更真实的反映电路板内部的温度，且该电路板不受布局的影响，钻孔可布放在电路板上的任意位置，不占用电路板表面宝贵的布局面积。且该电路板无需使用热敏电阻，减少了bom成本，尤其当需要检测的位置较多时，更能有效的减少项目成本。

实施例5

此外，本发明的第五实施例还提供一种电子设备，该电子设备至少包括第一实施例中提供的电路板10，该电子设备可以是手机、平板电脑、便携式计算机、车载电脑、台式计算机、智能电视机、智能可穿戴设备、智能家居设备中的其中一种。

由于采用了上述电路板10，因此在对该电子设备进行电路板温度检测时，能够更真实的反映电路板内部的温度，且该电路板不受布局的影响，电子设备中其它器件在电路板上的布局，且该电路板无需使用热敏电阻，减少了电子设备的生产成本。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。