电路板模块及电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及电子元件技术领域，尤其涉及一种电路板模块及电子设备。


背景技术：

2.电路板上通常安装有晶体振荡器，但是电路板工作时产生的热量容易对晶体振荡器产生影响。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种电路板模块及电子设备，用以解决现有技术中电路板模块工作时产生的热量容易对晶体振荡器产生影响的缺陷。
4.本实用新型提供一种电路板模块，包括：电路板和晶体振荡器；所述电路板包括顶层、多个中间层和接地层，所述接地层设于所述多个中间层的任意两层之间；所述晶体振荡器安装于所述顶层，所述顶层、所述接地层和每个所述中间层均设有铜箔挖空区域，所述铜箔挖空区域与所述晶体振荡器相对；每个所述铜箔挖空区域上均设有过孔；位于相邻两层上的所述过孔之间电连接，所述晶体振荡器和所述过孔之间电连接；所述接地层还设有接地铜箔，所述接地层的所述铜箔挖空区域上还布设有接地线，所述接地层上的所述过孔通过所述接地线电连接于所述接地铜箔。
5.根据本实用新型提供的电路板模块，所述接地线设有多个弯折段。
6.根据本实用新型提供的电路板模块，所述铜箔挖空区域的面积大于或等于所述晶体振荡器的面积。
7.根据本实用新型提供的电路板模块，在所述接地层和多个所述中间层的至少一层上，所述过孔包括第一过孔和第二过孔，所述第一过孔和所述第二过孔通过连接线电连接，所述第一过孔与位于上层的所述过孔电连接，所述第二过孔与位于下层的所述过孔电连接。
8.根据本实用新型提供的电路板模块，还包括隔断层和底层，所述隔断层设于所有所述中间层之下，所述底层设于所述隔断层之下；所述隔断层设有绝缘区域，所述绝缘区域用于隔断所述过孔和所述底层的电连接。
9.根据本实用新型提供的电路板模块，还包括电子元件，多个所述中间层中的一个为主接地层，所述电子元件安装在所述顶层并通过所述主接地层接地。
10.根据本实用新型提供的电路板模块，所述中间层包括三个或三个以上。
11.根据本实用新型提供的电路板模块，所述中间层包括六个；其中，所述顶层为所述电路板的第一层，所述接地层为所述电路板的第六层，六个所述中间层为所述电路板的第二层、第三层、第四层、第五层、第七层和第八层。
12.根据本实用新型提供的电路板模块，所述晶体振荡器为温度补偿晶体振荡器tcxo。
13.本实用新型还提供一种电子设备，包括上述任一项所述的电路板模块。
14.本实用新型提供的电路板模块及电子设备，电路板模块包括电路板，电路板包括顶层、中间层和接地层等多层，各层上均设有与晶体振荡器相对的铜箔挖空区域，从而阻隔热量传递至晶体振荡器下方。并且，晶体振荡器依次通过顶层的过孔、中间层的过孔、接地层的过孔和接地线电连接至接地铜箔，且接地层的过孔还电连接于下方的中间层的过孔，从而延长了热量从接地铜箔传递至晶体振荡器的整条路线。由此，减少了热量到晶体振荡器的传递，减小了电路板模块工作温度对晶体振荡器的影响。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。
16.图1是本实用新型提供的顶层的结构示意图；
17.图2是本实用新型提供的中间层的局部结构示意图之一；
18.图3是本实用新型提供的中间层的局部结构示意图之二；
19.图4是本实用新型提供的中间层的局部结构示意图之一；
20.图5是本实用新型提供的接地层的局部结构示意图；
21.图6是本实用新型提供的隔断层的局部结构示意图；
22.附图标记：
23.1：中间层；
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2：接地层；
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3：隔断层；
24.4：铜箔挖空区域；
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5：第一过孔；
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6：第二过孔；
25.7：接地线；
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8：连接线；
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9：接地铜箔；
26.10：绝缘区域。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
28.如图1-图6所示，本实用新型提供一种电路板模块，包括电路板和晶体振荡器，电路板包括顶层、多个中间层1和接地层2，接地层2设于多个中间层1的任意两层之间。晶体振荡器安装于顶层，顶层、接地层2和每个中间层1在晶体振荡器的下方均设有铜箔挖空区域4，铜箔挖空区域4与晶体振荡器相对。每个铜箔挖空区域4上均设有过孔，位于相邻两层上的过孔之间电连接，晶体振荡器和过孔之间电连接。接地层2还设有接地铜箔9，接地层2的铜箔挖空区域4上还布设有接地线7，接地层2上的过孔通过接地线7电连接于接地铜箔9。
29.可以理解，电路板可以为印制电路板(printed circuit board，pcb)pcb，且本实用新型实施例中的pcb为多层pcb，其顶层安装有晶体振荡器和其他电子元件。
30.电路板模块在工作时存在发热现象。比如，如图1所示，pcb的顶层安装有温度补偿
晶体振荡器(temperature compensate x'tal oscillator，tcxo)、电源管理芯片和主芯片，在电路板模块工作时，主要有电源管理芯片产生较大热量并向周围散热。
31.可以理解，pcb的表面为绝缘表面，绝缘表面上覆有用于走线的铜箔。由于铜箔的阻抗远小于绝缘表面，pcb工作产生的热量主要沿铜箔传递。
32.顶层、中间层1和接地层2上均设有铜箔挖空区域4，可以理解，铜箔挖空区域4即为一片不覆有铜箔、外表面绝缘的区域。
33.晶体振荡器安装于顶层。其中，晶体振荡器一般包括两个引脚，对应的，顶层上设有一组过孔，一组过孔包括两个。引脚与过孔一一焊接以实现电连接。并且，pcb的顶层在晶体振荡器的下方，即与晶体振荡器接触的部分设有铜箔挖空区域4，铜箔挖空区域4使引脚和过孔与顶层上的其他铜箔隔断，从而热量较难经过顶层的铜箔挖空区域4而传递至过孔和引脚。
34.pcb的顶层下方依次设有中间层1、接地层2和中间层1，其中，顶层和接地层2之间的中间层1可以为两层、三层或三层以上，接地层2以下的中间层1可以为一层、两层或两层以上。
35.每个中间层1和接地层2的铜箔挖空区域4均与晶体振荡器相对，即，在pcb的厚度方向上，各层铜箔挖空区域4均重叠且设于晶体振荡器下方。每层铜箔挖空区域4上均设有过孔，相邻层的过孔电连接，从而晶体振荡器的引脚通过过孔电连接至每一层的铜箔挖空区域4，且每一层的热量都较难经过铜箔挖空区域4传递至过孔和晶体振荡器。
36.如图5所示，接地层2的绝缘表面上覆盖有接地铜箔9，接地铜箔9环绕于接地层2上的铜箔挖空区域4。接地层2上的铜箔挖空区域4上还设有接地线7。接地层2上的过孔通过接地线7连接至本层的接地铜箔9，从而实现晶体振荡器的接地。
37.本实用新型提供的电路板模块的电路板包括顶层、中间层1和接地层2等多层，在电路板的厚度方向上，位于晶体振荡器下方的各层上均设有铜箔挖空区域4，从而阻隔热量传递至晶体振荡器下方。并且，晶体振荡器依次通过顶层的过孔、中间层1的过孔、接地层2的过孔和接地线7电连接至接地铜箔9，且接地层2的过孔还电连接于下方的中间层1的过孔，从而延长了热量从接地铜箔9传递至晶体振荡器的整条路线。因此，本实用新型实施例提供的电路板模块可以减少热量到晶体振荡器的传递，减小温度对晶体振荡器的影响。
38.在上述实施例的基础上，可选的，接地线7设有多个弯折段。
39.比如，如图5所示，接地线7布设为蛇形弯折。或者，接地线7可以布设为围绕过孔环形弯折多圈后连接至接地铜箔9。通过布设多个弯折段，延长接地线7的有效长度，从而增大从接地铜箔9到晶体振荡器的阻抗，进一步减少热量的传递。
40.在上述实施例的基础上，可选的，铜箔挖空区域4的面积大于或等于晶体振荡器的面积，从而铜箔挖空区域4均位于晶体振荡器下方并能覆盖住与晶体振荡器相对的区域，进一步阻隔热量传递至晶体振荡器下方，且使各层上铜箔挖空区域4以外的铜箔距离该层上的过孔更远，进一步阻隔热量传递至过孔。
41.在上述实施例的基础上，可选的，在接地层2和多个中间层1中的至少一层上，过孔包括第一过孔5和第二过孔6，第一过孔5和第二过孔6通过连接线8电连接。第一过孔5与位于上层的过孔电连接，第二过孔6与位于下层的过孔电连接。
42.比如，在一个实施例中，顶层设有一组第一过孔5，晶体振荡器的引脚焊接于该组
第一过孔5。如图2所示，与顶层相邻的下一层中间层1，即电路板的第二层，也设有一组第一过孔5，第二层的第一过孔5与顶层的第一过孔5在电路板的厚度方向上重叠，两组第一过孔5形成电连接。如图3所示，在下一层中间层1，即电路板的第三层，设有一组第一过孔5和一组第二过孔6，第三层的第一过孔5和第二层的第一过孔5在电路板的厚度方向上重叠而形成电连接，且第一过孔5和第二过孔6通过布设于该层的连接线8电连接。可以理解，第一过孔5、第二过孔6和连接线8均设于该层的铜箔挖空区域4内，而不与该层的铜箔发生连接。如图4和图5所示，在第三层以下的中间层1和接地层2上均设有第二过孔6，各层的第二过孔6均和上层的第二过孔6在电路板的厚度方向上重叠而形成电连接。
43.可以理解，在顶层、多个中间层1和接地层2中，仅设有第一过孔5的层、仅设有第二过孔6的层和同时设有第一过孔5和第二过孔6的层的数目均可以为多个，本实用新型对此不做限定。同时设有第一过孔5和第二过孔6的层可以位于整个电路板中的第二层、第三层、第四层或其他层等，本实用新型对此也不做限定。
44.本实用新型实施例提供的电路板模块，通过在至少一层铜箔挖空区域4上设置两组过孔，延伸了从晶体振荡器到接地铜箔9的整条电连接线路的有效长度，从而增大连接路线的阻抗，进一步减少了热量的传递。
45.为进一步说明本实用新型实施例提供的电路板模块的隔热效果，以一个具体的实施例来验算晶体振荡器的热传导路径的阻抗。已知导体电阻计算方式为：
46.r＝(l*ρ)/(t*w)；
47.其中，l为导体长度，ρ为导体的电阻系数，t为导体的厚度，w为导体的宽度。已知铜的电阻系数ρ＝1.72uωcm。以接地线7的有效长度为97.21mil，宽度为4mil，厚度为1.2mil为例，经过单位换算，计算得到接地线7的阻抗为13.5mohm。以连接线8的有效长度为27.57mil，宽度为4mil，厚度为1.2mil为例，经过单位换算，计算得到连接线8的阻抗为3.8mohm。则接地线7和连接线8的共同阻抗为17.3mohm。
48.如果接地层2未设有铜箔挖空区域4，而是直接通过与铜箔挖空区域4同等大小的铜箔接地，以铜箔长127.82mil，宽107.14mil，厚1.2mil为例，经过单位换算，计算得到阻抗为0.67mohm，远小于13.5mohm或17.3mohm。可知，本实用新型实施例提供的电路板模块针对晶体振荡器具有较好的隔热效果。
49.在上述实施例的基础上，可选的，电路板模块还包括隔断层3和底层，隔断层3设于所有中间层1之下，底层设于隔断层3之下。隔断层3设有绝缘区域10，绝缘区域10用于隔断过孔和底层的电连接。
50.可以理解，隔断层3即为整个电路板的倒数第二层。如图6所示，隔断层3上设有绝缘区域10，绝缘区域10位于晶体振荡器和各层铜箔挖空区域4下方，在电路板的厚度方向上，晶体振荡器、铜箔挖空区域4和绝缘区域10位于同一直线上。
51.可以理解，绝缘区域10与隔断层3上方各层上的铜箔挖空区域4相同，也是一片不覆有铜箔、外表面绝缘的区域，并且绝缘区域10上未设有可以导电的过孔。绝缘区域10夹设于上层的铜箔挖空区域4和下层的底层之间，上层的铜箔挖空区域4的过孔直接抵接于绝缘区域10，从而晶体振荡器不通过过孔和底层发生电连接。
52.底层在绝缘区域10下方可以覆有铜箔。
53.在上述实施例的基础上，可选的，电路板模块还包括电子元件，电路板的多个中间
层1中的一个为主接地层，电子元件安装于顶层并通过主接地层接地。
54.比如，在一个实施例中，电路板包括三个中间层1，分别为电路板的第二层、第三层和第五层，其中第三层为主接地层，用于为安装于电路板顶层的除晶体振荡器以外的其它电子元件提供接地点，接地层2为电路板的第四层，用于为晶体振荡器提供接地点。
55.在上述实施例的基础上，可选的，电路板的中间层1包括三个或三个以上。
56.比如，中间层1包括六个，其中顶层为电路板的第一层，接地层2为电路板的第六层，中间层1为电路板的第二层、第三层、第四层、第五层、第七层和第八层。
57.进一步的，在一个具体的实施例中，电路板还包括隔断层3和底层，即电路板共有十层。如图2-图6所示，作为整个电路板的第二层的中间层1的铜箔挖空区域4上设有第一过孔5，其用于与顶板上的第一过孔5电连接。作为整个电路板的第三层的中间层1的铜箔挖空区域4上设有第一过孔5和第二过孔6，第一过孔5和第二过孔6通过连接线8连接，其中的第一过孔5用于与第二层的第一过孔5连接，第二过孔6用于与第四层的第二过孔6连接。在整个电路板的第四层及以下的各中间层1和接地层2上，均设有第二过孔6，其中接地层2上的第二过孔6通过接地线7连接于接地铜箔9。隔断层3和底层作为电路板的第九层和第十层。
58.其中，作为整个电路板的第四层的中间层1还被设置为主接地层，电路板中除晶体振荡器以外的元件通过主接地层接地。其它多个中间层1作为信号层，其上分别布设有多个信号电路，多个信号电路分别与布设于顶层的不同的电子元件电连接。通过设置多个中间层1，扩大了可用于为电子元件走线的面积。
59.可以理解，根据电路板模块的实际应用需要，电路板的层数还可以为十层以上，接地层2还可以设置为第七层、第八层等其他层数，本实用新型对此不作限定。
60.在上述实施例的基础，可选的，晶体振荡器为tcxo。
61.本实用新型还提供一种电子设备，包括上述任一实施例所提供的电路板模块，电路板模块可以作为电子设备的控制元件之一，用于控制电子设备的工作状态。
62.其中，电子设备可以为智能笔或翻译装置等电子设备，比如扫描笔、点读笔、翻译转写器等。
63.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。