PCB结构和形成PCB结构的方法和装置与流程

pcb结构和形成pcb结构的方法和装置
技术领域
1.本发明实施例总体上涉及电信的电子部件领域，尤其涉及一种印刷电路板(pcb，printed circuit board)结构和形成pcb结构的方法和装置。


背景技术：

2.通常，在诸如网络设备或终端设备的电子设备中需要使用至少一个pcb。在第五代(5g)无线电单元中，在无线电pcb和天线pcb之间可能需要64甚至128个连接。在当前的一些解决方案中，这些连接是通过使用一些无线电电缆或连接器来实现的。在另一些解决方案中，构建了一种包括无线电pcb和天线pcb的复杂pcb。
3.本节引入了多个方面，这些方面是为了便于对本发明实施例更好地理解。因此，应在此方面阅读本节的陈述，且不应理解为是对哪些是现有技术或哪些不是现有技术的认可。


技术实现要素：

4.发明人发现，使用无线电电缆的解决方案非常昂贵，并且需要很长时间才能组装组件；使用连接器的解决方案易于组装，但价格也很昂贵。构建将无线电pcb和天线pcb集成在一起的复杂pcb的解决方案比较便宜，但复杂的pcb不易于制造，因此需要提高可行性。
5.此外，为了实现足够好的热性能，在无线电pcb和天线pcb之间配置金属板。但是，由于某些制造限制，复杂pcb中的金属板很小，例如金属板的厚度不大于0.5mm，金属板的尺寸不大于无线电pcb或者天线pcb的尺寸，这样就需要提高复杂pcb的散热性能。
6.为了解决上述这些问题中的至少一部分，本发明实施例提供一种pcb结构以及形成pcb结构的方法和装置。例如，这种pcb结构可以设置在网络设备或终端设备中。应该理解本发明实施例并不仅限于网络设备或终端设备，而是可以广泛地用于存在类似问题的任何应用场景。
7.结合附图阅读下面对具体实施例的描述，可以理解本发明实施例的其它特征和优点，这些具体实施例通过实例描述了本发明实施例的原理。
8.总体上来讲，本发明实施例提供了一种pcb结构、形成pcb结构的方法和装置以及设备的解决方案，以解决前面的描述中所指出的一个或多个问题。
9.根据本发明实施例的第一方面，提供一种pcb结构，其至少包括第一pcb和第二pcb；所述pcb结构还包括金属板，所述金属板通过焊接配置在所述第一pcb与所述第二pcb之间。
10.在一个实施例中，所述pcb结构还包括互连pcb，所述互连pcb配置在所述金属板中，并且用于实现所述第一pcb与第二pcb之间的信号连接。
11.在一个实施例中，所述金属板的第一表面通过至少一个第一凸起的焊盘连接到所述第一pcb；并且所述金属板的第二表面通过至少一个第二凸起的焊盘连接到所述第二pcb。
12.在一个实施例中，所述第一pcb是无线电pcb，并且所述第二pcb是天线pcb；所述金属板是铜板并且用于散热。
13.在一个实施例中，在所述金属板的中间形成有通孔，并且所述互连pcb位于所述通孔中。
14.在一个实施例中，所述互连pcb的第一表面通过多个第三凸起的焊盘接连接到所述第一pcb；并且所述互连pcb的第二表面通过多个第四凸起的焊盘连接到所述第二pcb。
15.在一个实施例中，所述互连pcb的厚度等于或接近于所述金属板的厚度。
16.在一个实施例中，所述第一pcb和所述第二pcb通过至少一个凸起的焊盘连接。
17.在一个实施例中，所述金属板的厚度等于或大于0.2mm。
18.在一个实施例中，所述金属板的尺寸等于或大于所述第一pcb或所述第二pcb的尺寸。
19.在一个实施例中，所述金属板包括翼结构，所述翼结构超出所述第一pcb或所述第二pcb的侧面。
20.根据本发明实施例的第二方面，提供一种形成pcb结构的方法。所述方法包括：在第一pcb、金属板和第二pcb上涂覆焊膏；以及焊接所述第一pcb、所述金属板和所述第二pcb。
21.在一个实施例中，所述方法还包括：在互连pcb上涂覆焊膏；以及焊接所述第一pcb、所述金属板、所述互连pcb和所述第二pcb；其中，所述互连pcb配置在金属板中。
22.在一个实施例中，所述方法还包括：将所述第二pcb放置在固定装置上；将所述金属板放置在所述第二pcb上；将所述互连pcb放入所述金属板中；以及将所述第一pcb放置在所述金属板上。
23.根据本发明实施例的第三方面，提供一种用于形成pcb结构的装置，包括处理器和存储器；其中所述存储器包含由所述处理器可执行的指令，由此所述装置用于执行根据第二方面所述的方法。
24.根据本发明实施例的第四方面，提供一种设备，包括根据第一方面所述的pcb结构。
25.在一个实施例中，所述设备是无线通信系统中的终端设备或网络设备。
26.根据本发明实施例的第五方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品有形地存储在计算机可读存储介质上，并且包括指令，当在装置的处理器上执行时，所述指令使得所述装置执行根据第二方面所述的方法。
27.根据本发明的各个实施例，提供一种pcb结构和形成pcb结构的方法和装置，该pcb结构至少包括第一pcb和第二pcb。该pcb结构还包括金属板，该金属板通过焊接配置在该第一pcb与该第二pcb之间。因此，该pcb结构易于制造，并且能够通过低成本的解决方案提高可行性。
附图说明
28.参照下面结合附图通过实例进行的具体描述，可以充分理解本发明的各种实施例的前述内容和其它方面、特征和优点，在这些附图中，相同的附图标记或字母用于指明相同或等同的元素。示出这些附图是便于更好地理解本发明实施例，且这些附图并不一定按比
例绘制。在这些图中：
29.图1是无线通信系统的示意图；
30.图2是本发明实施例的焊接之前的pcb结构200的示意图；
31.图3是本发明实施例的焊接之后的pcb结构200的截面图；
32.图4是本发明实施例的凸起的焊盘的示意图；
33.图5是本发明实施例的焊接之后的pcb结构500的截面图；
34.图6是本发明实施例的焊接之前的pcb结构600的示意图；
35.图7是本发明实施例的焊接之后的pcb结构600的截面图；
36.图8是本发明实施例的形成pcb结构的方法的示意图；
37.图9是本发明实施例的形成pcb结构900的样本的示意图；
38.图10是本发明实施例的形成pcb结构的装置的简化的框图。
具体实施方式
39.以下将参考多个实例对本发明实施例进行说明。应该理解的是，对这些实施例的描述仅是为了使本领域中的技术人员能够更好地理解并实施本发明，而并不是对本发明的范围进行限制。
40.本文中所使用的术语“通信网络”或“无线通信网络”可以指符合如下任意通信标准的网络，例如长期演进(lte，long term evolution)、增强的长期演进(lte
‑
a，lte
‑
advanced)、宽带码分多址接入(wcdma，wideband code division multiple access)、高速报文接入(hspa，high
‑
speed packet access)等等。并且，通信系统中设备之间的通信可以根据任意阶段的通信协议进行，例如可以包括但不限于如下通信协议：1g(generation)、2g、2.5g、2.75g、3g、4g、4.5g以及未来的5g，等等，和/或其他目前已知或未来将被开发的通信协议。
41.本文中所使用的术语“网络设备”是指无线通信网络中将终端设备接入通信网络并从中接收服务的设备。网络设备包括基站(bs)、接入点(ap)、服务器、控制器或无线通信网络中任何其它适合的设备。基站可以是节点b(nodeb或nb)、演进节点b(enodeb或enb)、gnode b(gnb)、中继、低功率节点，例如femto、pico等等。
42.术语“终端设备”是指能够接入无线通信网络并从无线通信网络接收服务的设备。例如但并不作为限制，终端设备包括移动终端、用户设备(ue)或其它适合的设备。该ue例如可以是，便携式计算机、图像拍摄终端设备(如数字相机、游戏终端设备、音乐存储和回放设备)移动电话、蜂窝电话、智能手机、膝上型计算机、可穿戴设备、个人数字助理(pda)、无线调制解调器、汽车，等等。
43.本文中所使用的术语“第一”和“第二”是指不同的要素。单数形式“一个”旨在也包括复数形式，除非另有明确的说明。本文中所使用的术语“包括”、“具有”和/或“包含”说明所陈述的特征、要素和/或成分的存在，但并不排除一个或多个其它特征、要素和/或成分和/或它们的组合的存在或增加。术语“基于”应理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“实施例”应理解为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”应理解为“至少另一个实施例”。其它限定，无论是显式的还是隐含的，均包括在以下的说明中。
44.下面将参考附图对本发明的示例性实施例进行描述。
45.图1是无线通信系统100的示意图，本发明实施例可以在该通信系统中实施。如图1所示，无线通信系统100可包括一个或多个网络设备，例如网络设备101。
46.应该理解的是，网络设备101也可以是gnb、节点b、enb、bts(基站收发器站)、bss(基站子系统)、接入点(ap)等形式。网络设备101可以在其覆盖范围内向一组终端设备或ue 102
‑
1、102
‑
2，
…
，102
‑
n(统称为“终端设备102”)提供无线连接，其中，n是自然数。
47.应该理解的是，以上仅出于说明的目的描述了图1的配置，而没有暗示对本发明的范围的任何限制。本领域技术人员理解无线通信网络100可以包括任何适当数量的终端设备和/或网络设备，并且可以具有其他适当的配置。
48.实施例的第一方面
49.在本发明的一些实施例中，提供了一种pcb结构。该pcb结构可以被配置在终端设备或网络设备中。
50.图2是本发明实施例的焊接之前的pcb结构200的示意图，图3是示出了本发明实施例的焊接之后的pcb结构200的截面图。
51.如图2和图3所示，pcb结构200至少包括第一pcb 201和第二pcb 202。pcb结构200还包括：金属板203，该金属板通过焊接配置在第一pcb 201与第二pcb 202之间；以及互连pcb 204，该互连pcb配置在金属板203中并且用于实现第一pcb 201与第二pcb 202之间的信号连接。
52.在本发明实施例中，与复杂pcb不同，第一pcb 201、第二pcb 202、金属板203和互连pcb 204可以独立地制造，然后第一pcb 201、第二pcb 202、金属板203和互连pcb 204可以通过焊接被集成到pcb结构200中。因此，pcb结构易于制造，并且可以通过廉价的解决方案来提高可行性。
53.在一个实施例中，第一pcb 201可以是无线电pcb，第二pcb 202可以是天线pcb；金属板203可以是铜板并且用于散热。本发明实施例并不限于此，例如，第一pcb 201或第二pcb 202可以是其他种类的pcb，和/或，金属板203可以是铝板。
54.在本发明实施例中，可以在焊接中使用多个凸起的焊盘(例如阵列)。图4是本发明实施例的凸起的焊盘的示意图。
55.如图4所示，例如，如果将一些焊膏(solder paste)401涂覆在焊盘(solder pad)402和焊接掩膜(solder mask)403上，则焊膏401可以在焊接后变成焊球(solder ball)404，从而形成凸起的焊盘。
56.在一个实施例中，如图2和图3所示，金属板203的第一表面2031经由至少一个(或者可以是多个)第一凸起的焊盘2051连接至第一pcb 201；金属板203的第二表面2032通过至少一个(或者可以是多个)第二凸起的焊盘2052连接至第二pcb 202。因此，该pcb结构易于制造，并且可以通过廉价的解决方案来提高可行性。
57.在一个实施例中，如图2和3所示，在金属板203的中间形成有通孔206，且互连pcb 204位于通孔206中。因此，pcb结构的散热性能可以得到提高。
58.在一个实施例中，如图2和3所示，互连pcb 204的第一表面2041经由多个第三凸起的焊盘2053连接到第一pcb 201；互连pcb 204的第二表面2042通过多个第四凸起的焊盘2054连接至第二pcb 202。
59.因此，通过使用互连pcb可以进一步改进无线电性能，并且可以通过使用多层pcb
结构来降低成本。此外，通过使用凸起的焊盘，在制造过程中易于对组件进行组装。
60.在本发明实施例中，互连pcb 204的厚度等于或接近于金属板203的厚度。通过使用凸起的焊盘，即使互连pcb 204的厚度不等于金属板203的厚度，也可以调节第一pcb 201与第二pcb 202之间的距离，并且可以使各部件对准，从而pcb结构更易于制造。
61.在一个实施例中，金属板的厚度可以等于或大于0.2mm。例如，该厚度可以是0.3mm，0.5mm或1.0mm，或者甚至是1.5mm，但本发明实施例并仅不限于此。此外，金属板的尺寸可以等于或大于第一pcb或第二pcb的尺寸。因此，pcb结构中的金属板可以大和/或厚，由此能够改进pcb结构的散热性能。
62.例如，该金属板可包括翼结构，该翼结构超出该第一印刷电路板或该第二印刷电路板的侧面。因此，pcb结构的散热性能可以得到改进。
63.图5是本发明实施例的焊接之后的pcb结构500的截面图。如图5所示，pcb结构500至少包括第一pcb 501和第二pcb 502。pcb结构500还包括：金属板503，该金属板通过焊接配置在第一pcb 501与第二pcb 502之间；以及互连pcb 504，该互连pcb配置在金属板503中并且用于实现第一pcb 501与第二pcb 502之间的信号连接。
64.如图5所示，该金属板503可以包括翼结构510，该翼结构超出该第一印刷电路板201或该第二印刷电路板202的侧面511。本发明实施例并不限于此，例如，该金属板503也可以是其它形状。因此，通过该翼结构510，pcb结构的散热性能可以得到进一步改进。
65.图6是本发明实施例的焊接之前的pcb结构600的示意图，图7是本发明实施例的焊接之后的pcb结构600的截面图。
66.如图6和图7所示，pcb结构600至少包括第一pcb 601和第二pcb 602。pcb结构600还包括：金属板603，该金属板通过焊接配置在第一pcb 601与第二pcb 602之间。
67.如图6和7所示，在金属板603的中间形成有通孔605。第一pcb 601和第二pcb602经由通孔605并通过至少一个凸起的焊盘604(可以是多个凸起的焊盘)连接。例如，凸起的焊盘604的高度可以等于或小于1mm，并且金属板603的厚度最大为1mm。
68.因此，该pcb结构易于制造并且可以提高可行性。此外，可以节省互连pcb，该解决方案比图2和3所示的解决方案成本更低。
69.应该理解的是，图1至7仅是本发明实施例的一些示例，但本发明实施例并不限于此。例如，可以调整块(或模块、组件等)之间的连接和/或可以省略某些块(或模块、组件等)。此外，还可以添加图1至7中未示出的某些块(或模块、组件等)。
70.从以上实施例可知，本发明实施例提供了一种至少包括第一pcb和第二pcb的pcb结构。该pcb结构还包括金属板，该金属板通过焊接配置在第一pcb与第二pcb之间；以及互连pcb，该互连pcb配置在金属板中，以实现第一pcb与第二pcb之间的信号连接。因此，该pcb结构易于制造，并且可以通过廉价的解决方案来提高可行性。
71.实施例的第二方面
72.基于实施例的第一方面，实施例的第二方面提供了一种形成pcb结构的方法。
73.图8是本发明实施例的形成pcb结构的方法的示意图。如图8所示，在框801中：在第一pcb、金属板和第二pcb上涂覆焊膏；以及在框802中：焊接该第一pcb、该金属板和该第二pcb。
74.在一个实施例中，该方法还可包括：在互连pcb上涂覆焊膏；以及焊接所述第一
pcb、所述金属板、所述互连pcb和所述第二pcb。
75.在一个实施例中，该第一pcb和该第二pcb通过至少一个凸起的焊盘连接。
76.在一个实施例中，该金属板配置在该第一pcb与该第二pcb之间，且该互连pcb配置在该金属板中。
77.在一个实施例中，该方法还包括：将该第二pcb放置在固定装置上；将该金属板放置在该第二pcb上；将该互连pcb放入该金属板中；以及将该第一pcb放置在该金属板上。
78.在一个实施例中，该第一pcb可以是无线电pcb，并且该第二pcb可以是天线pcb；该金属板pcb可以是铜板并且用于散热。
79.在一个实施例中，该金属板的厚度等于或大于0.2mm，和/或，该金属板的尺寸等于或大于该第一pcb或该第二pcb的尺寸。
80.图9是本发明实施例的形成pcb结构900的样本的示意图。如图9所示，例如，首先，将焊膏(图9中未示出)涂覆在无线电pcb 901、金属板903、互连pcb 904和天线pcb 902上。
81.其次，通过使用引导销905和引导孔907(在图9中仅示出了引导销905和引导孔907的一部分作为示例)将天线pcb 902放置在固定装置906上；金属板903放置在天线pcb 902上；互连pcb 904放置在金属板903中；并且第一pcb 901放置在金属板903上。
82.再次，对组装好的pcb结构900进行焊接。例如，可以使用相关的焊接技术(如smt，表面安装技术)。
83.从以上实施例可知，本发明实施例提供了一种至少包括第一pcb和第二pcb的pcb结构。该pcb结构还包括金属板，该金属板通过焊接配置在第一pcb与第二pcb之间；以及互连pcb，该互连pcb配置在金属板中，以实现第一pcb与第二pcb之间的信号连接。因此，该pcb结构易于制造，并且可以通过廉价的解决方案来提高可行性。
84.实施例的第三方面
85.实施例的第三方面提供了一种用于形成pcb结构的装置。
86.图10是本发明实施例的形成pcb结构的装置1000的简化的框图。应该理解的是，该装置1000可由例如一种可编程设备的至少一部分实施。
87.如图10所示，装置1000包括：通信装置1030和处理装置1050。处理装置1050包括数据处理器(dp)1010和耦接到dp 1010的存储器(mem)1020。通信装置1030耦合到处理装置1050中的dp 1010上。mem 1020存储程序(prog)1040。通信装置1030用于与其他设备通信，其他设备可以被实现为用于发送/接收信号的收发器。
88.假定prog 1040包括程序指令，这些程序指令在由关联的dp 1010执行时使装置1000能够根据本发明实施例进行操作。本文中的这些实施例可以由装置1000的dp 1010可执行的计算机软件，或者由硬件，或者由软件和硬件的组合来实现。数据处理器1010和mem 1020的组合可以形成适于实现本发明的各种实施例的处理装置1050。
89.mem 1020可以是适合于本地技术环境的任何类型，并且可以使用任何适当的数据存储技术来实现，例如基于半导体的存储设备、磁存储设备和系统、光学存储设备和系统、固定存储器和作为非限制性示例，可移动存储器。虽然显示在装置1000仅有一个mem，但在装置1000中可能有几个物理上不同的存储模块。dp 1010可以是适合本地技术环境的任何类型，并且可以包括一个或多个通用计算机，作为非限制性示例，专用计算机，微处理器，数字信号处理器(dsp)和基于多核处理器体系结构的处理器。装置1000可以具有多个处理器，
例如专用集成电路芯片，其在时间上从属于与主处理器同步的时钟。
90.例如，mem 1020存储多个指令；dp 1010耦合到mem 1020，并且被配置为执行这些指令以实现根据实施例的第二方面的方法。
91.应该理解的是，本文描述的本发明实施例可以包括一个或多个常规处理器以及存储的程序指令，这些程序指令控制一个或多个处理器结合某些非处理器电路来实现本文所描述的生成具有降低的波峰因数的多载波通信信号的功能中的一些、大多数或全部。这些非处理器电路可以包括但不限于无线电发射机、信号驱动器、时钟电路、电源电路和用户输入设备。因此，这些功能可以解释为用于产生具有减小的波峰因数的信号的方法的方框。可替代地，一些或全部功能可以由没有存储的程序指令的状态机来实现，或者由一个或多个专用集成电路(asic)来实现，其中每个功能或某些功能的某些组合被实现为定制逻辑。此外，期望在本文公开的概念和原理的指导下，尽管可能花费大量的精力和许多设计选择，例如由于可用时间，当前技术和经济考虑而激发的普通技术之一将很容易产生。此类软件指令和程序以及集成电路(ic)，只需进行最少的试验即可。
92.例如，本文描述的一个或多个示例可以在现场可编程门阵列(fpga)中实现，通常包括可编程瓦片的阵列。这些可编程瓦片可包括如输入/输出块(iob)、可配置逻辑块(clb)、专用随机存取存储块(bram)、乘法器、数字信号处理块(dsp)、处理器、时钟管理器、延迟锁定环(dll)，等等。
93.每个可编程瓦片通常包括可编程互连和可编程逻辑。可编程互连通常包括通过可编程互连点(pip)互连的许多不同长度的互连线。可编程逻辑使用可编程元件来实现用户设计的逻辑，这些可编程元件可包括如函数发生器、寄存器、算术逻辑，等等。
94.通常通过将配置数据流加载到内部配置存储单元中来对可编程互连和可编程逻辑进行编程，这些内部配置存储单元定义了如何配置可编程元件。可以从存储器(例如，从外部prom)读取配置数据，或者由外部设备将配置数据写入fpga。然后，单个存储单元的集体状态决定了该fpga的功能。
95.通常，本发明的各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。一些方面可以以硬件来实现，而其他方面可以以可以由控制器、微处理器或另一计算设备执行的固件或软件来实现。尽管本发明的实施例的各个方面被图示和描述为框图，流程图或使用一些其他图形表示，但是应当理解，本文所述的框、装置、系统、技术或方法可以以非限制性示例、硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备或其某种组合来实现。
96.举例来说，可以在诸如目标真实或虚拟处理器上的设备中执行的机器可执行指令(例如程序模块中包括的指令)的一般上下文中描述本发明的实施例。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等。如在各种实施例中所描述的那样，这些程序模块的功能可以在程序模块之间组合或分割。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地或分布式设备内执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储媒体中。
97.用于实现本发明的方法的程序代码可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写。可以将这些程序代码提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器或控制器，以使这些程序代码在由该处理器或控制器执行时使得在流程图和/或框图
中说明的功能/操作能够被实现。该程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上作为独立软件包执行、部分地在机器上且部分地在远程机器上执行，或者完全在远程机器或服务器上执行。
98.以上程序代码可以体现在机器可读介质上，该机器可读介质可以是可包含或存储供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序的任何有形介质。该机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。该机器可读介质可以包括但不限于电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，或它们的任意适当的组合。
99.该机器可读存储介质的更具体的示例包括具有一根或多根电线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(cd
‑
rom)、光学存储设备、磁存储设备或它们的任意适当的组合。
100.在本发明的上下文中，可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(例如程序模块)的一般上下文中实现设备。通常，程序模块可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、逻辑、数据结构等。该设备可以在分布式云计算环境中实现，其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括内存存储设备的本地和远程计算机系统存储介质中。
101.此外，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求这样的操作以所示的特定顺序或连续顺序执行，或者需要执行所有图示的操作才能达到期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。同样，尽管以上讨论中包含几个特定的实现细节，但是这些细节不应解释为对本公开范围的限制，而应解释为可能特定于特定实施例的特征的描述。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实施例中或以任何合适的子组合来实现。
102.尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了本发明，但是应该理解，所附权利要求书中定义的本发明不必限于上述特定特征或动作。相反，上述特定特征和动作被公开为实现权利要求的示例形式。