一种电路板的侧壁耦合槽及其制备方法及电路板与流程

1.本发明涉及高频微波射频领域，特别涉及一种电路板的侧壁耦合槽及其制备方法及电路板。


背景技术：

2.现有技术中的电路板通常设置有层间耦合结构，层间耦合结构是利用电路板中的相同层次走线或垂直方向不同层次走线的位置进行调整，实现不同走线之间的无线信号连接和能量传输。
3.如图1(a)、图1(b)所示的电路板的层间垂直耦合结构，在两个走线参考层11之间的耦合介质层12内布置有垂直的第一线路13和第二线路14，此层间垂直耦合结构的缺点是：不同层次间的耦合采用垂直对准的方式进行耦合，同样受到对准度和传输介质变化的影响，导致耦合的能量达不到预期值。
4.如图2(a)、图2(b)所示的电路板的层间水平耦合结构，在走线参考层21和耦合介质层22上布置有同一水平层次的第一线路23和第二线路24，此层间水平耦合结构的缺点是：相同层次走线的无线传输能量不稳定，容易受到传输介质和周边走线的相互影响，从而导致耦合能量的损失较大。
5.另外，上述层间水平耦合结构和层间垂直耦合结构的耦合介质层均包括玻璃布和树脂，也会进一步导致耦合能量的损失增大。
6.因此，如何减少电路板的层间耦合结构的耦合能量损失已成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.针对上述技术问题，本发明提供一种电路板的侧壁耦合槽及其制备方法及电路板，以解决电路板的层间耦合结构的耦合能量损失较大的问题。
8.第一方面，本发明提供一种电路板侧壁耦合槽的制备方法，包括：
9.提供一电路板，所述电路板包括第一屏蔽层、第二屏蔽层，以及设置在所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的内层介质，所述内层介质中布置有第一线路和第二线路；
10.在所述电路板上开设第一预设长度的通槽；
11.在所述通槽的侧壁上电镀金属层；
12.去掉所述通槽上两个端部的金属层，保留所述通槽的第一侧壁上的第一金属层和第二侧壁上的第二金属层，使所述第一金属层连接所述第一线路，所述第二金属层连接所述第二线路，形成电路板的侧壁耦合槽。
13.可选的，所述“在电路板上开设第一预设长度的通槽”包括：
14.形成所述通槽的过程中，控制所述通槽的两个侧壁间距为第一设定距离。
15.可选的，所述“在电路板上开设第一预设长度的通槽”还包括：
16.在预设厚度的所述电路板的顶层上进行所述第一预设长度的激光铣槽或机械铣槽，得到所述通槽。
17.可选的，所述“去掉所述通槽上两个端部的金属层”包括：
18.在所述通槽的其中一个端部以第二预设长度进行二次铣槽，在所述通槽的另一个端部以第三预设长度进行二次铣槽，所述第二预设长度和所述第三预设长度相等或不等，以去掉所述两个端部的金属层。
19.可选的，在所述二次铣槽之后，所述制备方法还包括：
20.通过蚀刻方式去掉所述第一屏蔽层和第二屏蔽层的部分表层金属，使所述第一屏蔽层和第二屏蔽层的剩余表层金属与所述通槽的侧壁上金属层不接触。
21.可选的，所述制备方法还包括：
22.在所述电路板的侧壁耦合槽内填充耦合介质，所述耦合介质为纯树脂或空气。
23.第二方面，本发明还提供一种电路板的侧壁耦合槽，包括
24.所述电路板包括第一屏蔽层、第二屏蔽层，以及设置在所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的内层介质，所述内层介质中布置有第一线路和第二线路；
25.在所述电路板上开设的第一预设长度的通槽；所述通槽的第一侧壁上电镀有第一金属层，所述通槽的第二侧壁上电镀有第二金属层，所述第一金属层连接所述第一线路，所述第二金属层连接所述第二线路。
26.可选的，所述通槽的第一侧壁和第二侧壁之间的间距为第一设定距离。
27.可选的，所述侧壁耦合槽内填充的耦合介质为纯树脂或空气。
28.可选的，所述第一金属层和所述第二金属层是通过在所述通槽的两个端部进行二次铣槽，以去掉所述两个端部的金属层后形成的。
29.可选的，形成所述侧壁耦合槽的耦合面积公式为：
30.s＝h*(l-a1-a2)
31.其中，s为所述侧壁耦合槽的耦合面积，h为所述电路板的预设厚度，l为所述第一预设长度，a1为在所述通槽的其中一个端部进行二次铣槽的第二预设长度，a2为在所述通槽的另一个端部进行二次铣槽的第三预设长度。
32.可选的，所述第一屏蔽层、第二屏蔽层不接触所述第一金属层、所述第二金属层。
33.第三方面，本发明还提供一种电路板，包括：
34.所述电路板上设置有采用第一方面所述的制备方法制备得到的侧壁耦合槽。
35.上述方案具有以下有益效果：
36.本发明的电路板的侧壁耦合槽及其制备方法及电路板，通过在电路板上开设第一预设长度的通槽；在所述通槽的侧壁上电镀金属层；去掉所述通槽上两个端部的金属层，保留所述通槽的第一侧壁上的第一金属层和第二侧壁上的第二金属层，使所述第一金属层连接所述电路板的内层第一线路，所述第二金属层连接所述电路板的内层第二线路，形成电路板的侧壁耦合槽。本发明通过在电路板上开设通槽，并进行铣槽后的侧壁金属化，实现电路板中的不同走线之间通过侧壁耦合槽进行无线能量传输，降低了现有技术中因为走线位置对准偏差带来的耦合损耗。
附图说明
37.图1(a)是现有技术中提供的电路板的层间水平耦合结构俯视图；
38.图1(b)是现有技术中提供的电路板的层间水平耦合结构剖视图；
39.图2(a)是现有技术中提供的电路板的层间垂直耦合结构俯视图；
40.图2(b)是现有技术中提供的电路板的层间垂直耦合结构剖视图；
41.图3是本发明实一施例中提供的电路板侧壁耦合槽的制备方法图；
42.图3(a)是本发明一实施例中提供的在电路板上开设第一预设长度的通槽示意图；
43.图3(b)是本发明一实施例中提供的在通槽的侧壁上电镀金属层示意图；
44.图3(c)是本发明一实施例中提供的在通槽的两个端部进行二次铣槽以去掉两个端部的金属层示意图；
45.图3(d)是本发明一实施例中提供的在侧壁耦合槽厚度方向上第一金属层连接第一线路以及第二金属层连接第二线路的示意图；
46.图4是本发明另一实施例中提供的电路板侧壁耦合槽的制备方法图；
47.图4(a)是本发明一实施例中提供的去掉电路板的部分表层金属以形成凹槽的俯视图；
48.图4(b)是本发明一实施例中提供的去掉电路板的部分表层金属以形成凹槽的剖视图；
49.符号说明如下：
50.31、屏蔽层；32、通槽；33、金属层；331、第一金属层；332、第二金属层；
51.34、凹槽；35、内层介质；36、第一线路；37、第二线路。
具体实施方式
52.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。
53.应当理解，下面阐述的实施例代表了使本领域技术人员能够实施实施例并说明实施实施例的最佳模式的必要信息。在根据附图阅读以下描述后，本领域技术人员将理解本公开的概念并且将认识到这些概念在本文中未特别提及的应用。应当理解，这些概念和应用落入本公开和所附权利要求的范围内。
54.还应当理解，尽管本文中可以使用术语第一、第二等来描述各种元素，但是这些元素不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元素与另一个元素。例如，可以将第一元件称为第二元件，并且类似地，可以将第二元件称为第一元件，而不脱离本公开的范围。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
55.还应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元素被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元素时，不存在中间元素。
56.还应当理解，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“底部”、“中间”、“中间”、“顶部”等可以在本文中用于描述各种元素，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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此这些元素不应受这些条款的限制。
57.这些术语仅用于区分一个元素与另一个元素。例如，第一元件可以被称为“上”元件，并且类似地，第二元件可以根据这些元件的相对取向被称为“上”元件，而不脱离本公开的范围。
58.进一步理解，术语“包括”、“包含”、“包括”和/或“包含”在本文中使用时指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或它们的组。
59.除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解，本文使用的术语应被解释为具有与其在本说明书和相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且除非本文明确如此定义，否则不会以理想化或过于正式的意义进行解释。
60.在一实施例中，提供一种如图3所示的电路板侧壁耦合槽的制备方法，包括以下步骤：
61.s300，提供一电路板，所述电路板包括第一屏蔽层、第二屏蔽层，以及设置在所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的内层介质，所述内层介质中布置有第一线路和第二线路。
62.其中，第一屏蔽层、第二屏蔽层作为走线参考层。并且，本步骤中提供的电路板，为pcb压合处理后得到的电路板，在pcb压合处理之前，还包括以下步骤：
63.在底层的第二屏蔽层上铺设内层介质，在该内层介质上设置第一线路(通过图形转移和图形蚀刻得到)，在第一线路上方再铺设内层介质，在该内层介质上设置第二线路(也通过图形转移和图形蚀刻得到)，在第二线路上方再铺设内层介质，在该内层介质上设置第一屏蔽层。
64.s301，在电路板上开设第一预设长度的通槽。
65.其中，在预设厚度为h的电路板顶层(即屏蔽层31)上，进行第一预设长度为l的铣槽，得到通槽32，如图3(a)所示，铣槽的方式可采用激光铣槽或机械铣槽。
66.可选的，形成通槽32的过程中，控制所述通槽的两个侧壁间距为第一设定距离w(w＞0.1mm)。具体的，可以利用铣刀的大小控制两个侧壁间的第一设定距离w，起到的作用是，能够根据该设定距离w，控制两个侧壁上走线之间进行无线能量传输的耦合能量大小。以层间耦合为例，评估无线能量传输的一项指标为耦合系数k，其估算公式如下：
67.k＝(εr*s)/(4π*w*c0)
68.其中，εr为耦合介质的相对介电常数，s为耦合面积，w为通槽的两个侧壁间距，即第一设定距离，c0为电路板的等效电容。
69.s302，在所述通槽的侧壁上电镀金属层。
70.其中，采用化学沉铜和电镀的方式实现通槽32的侧壁金属化，得到通槽32上的金属层33，如图3(b)所示。
71.s303，去掉所述通槽上两个端部的金属层，保留所述通槽的第一侧壁上的第一金属层和第二侧壁上的第二金属层，使所述第一金属层连接所述电路板的内层第一线路，所述第二金属层连接所述电路板的内层第二线路，形成电路板的侧壁耦合槽。
72.其中，在所述通槽32的两个端部进行二次铣槽，以去掉所述两个端部的金属层，如图3(c)所示。可选的，在所述通槽32的其中一个端部以第二预设长度a1进行二次铣槽，在所述通槽32的另一个端部以第三预设长度a2进行二次铣槽，并且，第二预设长度a1和第三预设长度a2可以相等或不等，第一预设长度和第二预设长度的要求是大于等于0.1mm。例如，图3(c)中第二预设长度a1等于第三预设长度a2。
73.在采用第二预设长度a1和第三预设长度a2分别对两个端部的二次铣槽后，剩余的槽体侧壁金属长度则为(l-a1-a2)，即二次铣槽后得到的第一金属层331和第二金属层332的长度均为(l-a1-a2)，因此，形成所述侧壁耦合槽的耦合面积公式为：
74.s＝h*(l-a1-a2)
75.其中，s为所述侧壁耦合槽的耦合面积，h为所述电路板的预设厚度，l为所述第一预设长度，a1为所述第二预设长度，a2为所述第三预设长度。
76.在进行二次铣槽之后，形成了电路板的侧壁耦合槽，使侧壁耦合槽中的第一金属层331连接第一线路36，使侧壁耦合槽中的第二金属层332连接第二线路37，如图3(d)所示。
77.本实施例的电路板侧壁耦合槽的制备方法，具有以下优点：
78.(1)通过在电路板上开设通槽，并进行铣槽后的侧壁金属化，实现电路板中的不同走线之间通过侧壁耦合槽进行无线能量传输，降低现有技术中因为走线位置对准偏差带来的耦合损耗，降幅约10-30％。
79.(2)侧壁耦合槽的第一金属层331和第二金属层332间的中间耦合介质为空气，不需要填充其他填充物，可以有效降低现有技术中采用玻璃布等作为耦合介质导致的耦合损耗。
80.在一实施例中，提供一种如图4所示的电路板侧壁耦合槽的制备方法，包括以下步骤：
81.s400，提供一电路板，所述电路板包括第一屏蔽层、第二屏蔽层，以及设置在所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的内层介质，所述内层介质中布置有第一线路和第二线路。
82.s401，在电路板上开设第一预设长度的通槽。
83.s402，在所述通槽的侧壁上电镀金属层。
84.s403，去掉所述通槽上两个端部的金属层，保留所述通槽的第一侧壁上的第一金属层和第二侧壁上的第二金属层，使所述第一金属层连接所述电路板的内层第一线路，所述第二金属层连接所述电路板的内层第二线路，形成电路板的侧壁耦合槽。
85.上述步骤s400至步骤s403中的内容对应为上一实施例的步骤s300至s303中的内容，具体过程请参考步骤s300至s303中的记载，本实施例不再赘述。
86.s404，通过蚀刻方式去掉所述电路板的部分表层金属，使所述电路板的剩余表层金属与所述通槽的侧壁上金属层不接触。
87.其中，可以通过图形转移和药水蚀刻的方式，去掉电路板的部分表层金属，形成凹槽34，如图4(a)所示。具体的，使第一金属层331与位于电路板顶层的屏蔽层31之间形成上凹槽，第一金属层331与位于电路板底层的屏蔽层31之间形成下凹槽；第二金属层332与位于电路板顶层的屏蔽层31形成上凹槽，第二金属层332与位于电路板底层的屏蔽层31形成下凹槽，四个凹槽34的位置如图4(b)所示，作用是使侧壁耦合槽的整个槽壁与屏蔽层31表层的铜皮断开，实现了侧壁耦合槽和电路板顶层和底层的屏蔽层31之间的绝缘。
88.本步骤中，图4(b)所示，侧壁耦合槽的第一金属层331与设置在电路板内层介质35中的第一线路36连接，侧壁耦合槽的第二金属层332与设置在电路板内层介质35中的第二线路37连接，通过该侧壁耦合槽，可实现第一线路36与第二线路37之间的无线能量传输。图4(b)中，内层介质35包括树脂和玻璃布。
89.可选的，所述制备方法还包括：
90.在所述电路板的侧壁耦合槽内填充耦合介质，采用的耦合介质为纯树脂。
91.作为其他实施方式，该侧壁耦合槽内的耦合介质也可以为空气，采用纯树脂或空气作为侧壁耦合槽的耦合介质，都可以进一步降低第一线路36与第二线路37之间的耦合损耗。
92.本实施例的电路板侧壁耦合槽的制备方法，不仅能够实现电路板中的不同走线之间通过侧壁耦合槽进行无线能量传输，降低现有技术中因为走线位置对准偏差带来的耦合损耗；还能够实现侧壁耦合槽和电路板顶层、底层的屏蔽层之间的绝缘，保证电路板的安全性。
93.在一实施例中，提供一种电路板的侧壁耦合槽，如图3(c)所示，包括：
94.电路板包括两个屏蔽层31(第一屏蔽层、第二屏蔽层，图3(c)中仅示出第一屏蔽层)，以及设置在所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的内层介质(图中未示出)，所述内层介质中布置有第一线路(图中未示出)和第二线路(图中未示出)。
95.还包括：在电路板上开设的第一预设长度的通槽32，所述通槽32的第一侧壁上电镀有第一金属层331，所述通槽32的第二侧壁上电镀有第二金属层332，所述第一金属层331连接所述第一线路，所述第二金属层332连接所述第二线路。
96.可选的，所述通槽的第一侧壁和第二侧壁之间的间距为第一设定距离。
97.可选的，所述侧壁耦合槽内填充的耦合介质为纯树脂或空气。
98.可选的，所述第一金属层和所述第二金属层是通过在所述通槽的两个端部进行二次铣槽，以去掉所述两个端部的金属层后形成的。
99.形成所述侧壁耦合槽的耦合面积公式为：
100.s＝h*(l-a1-a2)
101.其中，s为所述侧壁耦合槽的耦合面积，h为所述电路板的预设厚度，l为所述第一预设长度，a1为在所述通槽的其中一个端部进行二次铣槽的第二预设长度，a2为在所述通槽的另一个端部进行二次铣槽的第三预设长度。
102.本实施例的侧壁耦合槽，通过在电路板上开设通槽，进行两次铣槽后的侧壁金属化，得到第一金属层和第二金属层，第一金属层用于连接第一线路，第二金属层用于连接第二线路，实现电路板中的不同走线之间通过侧壁耦合槽进行无线能量传输，降低现有技术中因为走线位置对准偏差带来的耦合损耗。并且，第一金属层和第二金属层间的中间耦合介质为空气或纯树脂，可以有效降低现有技术中采用玻璃布等作为耦合介质导致的耦合损耗。
103.在一实施例中，提供一种电路板的侧壁耦合槽，如图4(a)和图4(b)所示，该侧壁耦合槽与图3(c)中侧壁耦合槽的不同之处在于：
104.本实施例中侧壁耦合槽的两个屏蔽层31不接触第一金属层331、第二金属层332；第一金属层331与位于电路板顶层的屏蔽层31之间形成上凹槽，第一金属层331与位于电路板底层的屏蔽层31之间形成下凹槽；第二金属层332与位于电路板顶层的屏蔽层31形成上凹槽，第二金属层332与位于电路板底层的屏蔽层31形成下凹槽，四个凹槽34的位置如图4(b)所示，作用是使侧壁耦合槽的整个槽壁与屏蔽层31表层的铜皮断开，实现了侧壁耦合槽和电路板顶层和底层的屏蔽层31之间的绝缘。
105.本实施例的侧壁耦合槽，是通过在电路板上开设通槽，并进行铣槽后的侧壁金属化实现的，能够使电路板中的不同走线之间通过侧壁耦合槽进行无线能量传输，从而降低现有技术中因为走线位置对准偏差带来的耦合损耗。并且，实现了侧壁耦合槽和电路板的屏蔽层之间的绝缘。
106.在一实施例中，提供一种电路板，该电路板上设置有上述任一实施例中的侧壁耦合槽。
107.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。