一種電路板及終端的制作方法

本發明涉及通信領域，具體涉及一種電路板及終端。

背景技術：

隨著技術的快速發展，微處理器的處理速度越來越快，芯片規模越來越大，平板電腦、手機、可穿戴設備等便攜式終端大規模普及到人們的日常生活中。數據處理任務的復雜化和多樣化使得系統功耗需求也越來越大。高速發展的軟硬件技術與相對發展遲緩的電池技術形成了鮮明的對比。當前便攜式終端都采用獨立的鋰離子電池，都是采用的電池模塊與機頭分離或簡單組裝為整體。如圖1所示的手機，該手機包括機頭1(也即手機主體)，鋰離子電池模塊2以及手機后殼3，鋰離子電池模塊2是獨立設置的，獨立的鋰離子電池模塊2占用了設備較大的空間，這是也是限制終端輕薄化發展的一個技術瓶頸。

另外，目前終端中獨立設置的鋰離子電池模塊2與機頭1的連接為簧片接觸式連接，當終端受到劇烈震蕩時，容易導致接觸不良，終端就易出現掉電重啟現象，導致供電的可靠性差。且目前終端中鋰離子電池為機頭中的各硬件模塊供電時，都是通過簧片這一單一路徑供電，由于不同硬件模塊對電源的功率需求，頻率特性也各異，單一的供電路徑易使各硬件模塊之間產生相互干擾，提高了硬件設計的難度，增加了成本。

技術實現要素：

本發明要解決的主要技術問題之一是，提供一種電路板及終端，解決現有便攜終端中采用獨立的鋰離子電池模塊，占用終端空間大，不利于終端輕薄化發展的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種電路板，包括：信號層、固態薄膜 電池層、以及位所述信號層與所述固態薄膜電池層之間的隔離基板層；所述信號層分別與所述固態薄膜電池層的正、負電極電連接。

在本發明的一種實施例中，所述固態薄膜電池層包含依次疊加的正電極層、固態電解質層和負電極層。

在本發明的一種實施例中，包括一層所述固態薄膜電池層，所述信號層包括正電極端口和負電極端口，所述正電極端口和負電極端口分別與該層固態薄膜電池層的正電極層和負電極層電極電連接。

在本發明的一種實施例中，包括至少兩層所述固態薄膜電池層，所述各層固態薄膜電池層并聯形成并聯電池組；所述信號層包括正電極端口和負電極端口，所述正電極端口與所述并聯電池組中任意一層固態薄膜電池層的正電極層電連接，所述負電極端口與所述并聯電池組中任意一層固態薄膜電池層的負電極層電連接。

在本發明的一種實施例中，包括至少兩層所述固態薄膜電池層，所述各層固態薄膜電池層之間依次串聯形成串聯電池組；所述信號層包括正電極端口和負電極端口，所述正電極端口與所述串聯電池組中第一個固態薄膜電池層的正電極層電連接，所述負電極端口與所述串聯電池組中最后一個固態薄膜電池層的負電極層電連接。

在本發明的一種實施例中，包括至少三層所述固態薄膜電池層，其中至少兩層固態薄膜電池層并聯后，與剩下的其他固態薄膜電池層串聯形成并串并聯混合電池組；所述信號層包括正電極端口和負電極端口，所述正電極端口與所述串并聯混合電池組中第一個固態薄膜電池層的正電極層電連接，所述負電極端口與所述串并聯混合電池組中最后一個固態薄膜電池層的負電極層電連接。

為了進一步解決現有終端電池電連接不可靠性的問題，在本發明的一種實 施例中，所述信號層與其電連接的正電極層和負電極層之間分別設有正電極通孔和負電極通孔，且所述正電極通孔和負電極通孔填充有導電介質；所述正電極端口和負電極端口分別通過所述正電極通孔和負電極通孔與相應的正電極層和負電極層電連接。

在本發明的一種實施例中，所述固態薄膜電池層包含依次疊加的第一電極層、第一固態電解質層、第二電極層、第二固態電解質層和第三電極層；所述第一電極層和所述第三電極層為極性相同的電極層且二者電連接，所述第二電極層與所述第一電極層的極性不同，所述第二電極層為正電極層或負電極層；所述信號層包括第一電極端口和第二電極端口，所述第一電極端口與所述第一電極層或第三電極層連接；所述第二電極端口與所述第二電極層電連接。

在本發明的一種實施例中，所述信號層與其電連接的第一電極層或第三電極層之間設有第一電極通孔；所述信號層與其電連接的第二電極層之間設有第二電極通孔，且所述第一電極通孔和第二電極通孔填充有導電介質；所述第一電極端口通過所述第一電極通孔與所述第一電極層或所述第三電極層電連接；所述第二電極端口通過所述第二電極通孔與所述第二電極層電連接。

在本發明的一種實施例中，還包括地層，所述地層與所述固態薄膜電池層之間設有隔離基板層，所述地層與所述固態薄膜電池層的負電極電連接。

為了解決上述問題，本發明還提供了一種終端，包括終端主體和如上所述的電路板，所述電路板設置在所述終端主體上。

本發明的有益效果是：

本發明提供的電路板及終端，電路板信號層、固態薄膜電池層、以及位信號層與固態薄膜電池層之間的隔離基板層；信號層分別與固態薄膜電池層的正、負電極電連接。也即本發明利用固態薄膜電池容量大、輕薄化(可做到1um至5mm厚)的特點將其集成在電路板中充當電路板的一部分基板層，當將該電路板 用于各種終端時，則可不用為終端額外設置獨立的電池，相對現有為終端單獨設置鋰離子電池的方式，可以大大節約所占用終端的空間，減少硬件體積，增強了設計的一體化程度，使得終端的輕薄化發展不在受電池厚度的限制。

另外，本發明將固態薄膜電池層集成在電路板中，固態薄膜電池層可以提供面結構的正電極層和負電極層，可供電路板上的各信號層或地層等靈活設定與固態薄膜電池層的電連接路徑，不同信號層和電源層完全可以按照傳統電路板的設計方法進行設計，相對現有獨立鋰離子電池提供的單一供電途徑，不在受單一傳輸路徑的限制，各信號層可按照各自回流路徑直接連接到電路板中的固態薄膜電池，既可減小不同模塊電源線路間的耦合，又能避免不同功率需求和頻率特性的應將對電池的影響。

進一步的，本發明中的各信號層或地層等于電路中固態薄膜電池進行電連接時，可直接在信號層與固態薄膜電池相應的正電極層和負電極層之間設置通孔，并在通孔中設置導電介質，使得信號層可直接通過通孔與固態薄膜電池連接，同時由于固態薄膜電池就與電路板集成為一體，因此即使設備在跌落等場景受到劇烈震蕩，也不會導致接觸不良等而發生掉電故障。

附圖說明

圖1為現有手機終端裝配示意圖；

圖2為本發明實施例一提供的電路板結構示意圖；

圖3為本發明實施例一提供的固態薄膜電池層的結構示意圖；

圖4為本發明實施例一提供的信號層與固態薄膜電池層的連接示意圖；

圖5為本發明實施例二提供的多層固態薄膜電池層并聯示意圖；

圖6為本發明實施例二提供的多層固態薄膜電池層串聯示意圖；

圖7為本發明實施例二提供的多層固態薄膜電池層串、并聯混合示意圖；

圖8為本發明實施例三提供的固態薄膜電池層的結構示意圖；

圖9為本發明實施例四提供的包含地層的電路板結構示意圖。

具體實施方式

本發明利用固態薄膜電池容量大、輕薄化等特點將其集成在電路板中充當電路板的一部分基板層，當將該電路板用于各種終端時，則可不用為終端額外設置獨立的電池，減少硬件體積，增強了設計的一體化程度，使得終端的輕薄化發展不在受電池厚度的限制。同時電路板中的固態薄膜電池層可以提供面結構的正電極層和負電極層，各信號層可按照各自回流路徑直接連接到電路板中的固態薄膜電池，可減小不同模塊電源線路間的耦合，又能避免不同功率需求和頻率特性的應將對電池的影響。進一步的本發明將信號層與固態薄膜電池的電極層之間通過通孔形成電連接，可靠性更好；同時由于固態薄膜電池就與電路板集成為一體，因此即使設備在跌落等場景受到劇烈震蕩，也不會導致接觸不良等而發生掉電故障。下面通過具體實施方式結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

實施例一：

請參見圖2所示，本實施例提供的電路板包括信號層11、固態薄膜電池層12、以及位信號層與固態薄膜電池層之間的隔離基板層13；信號層分別與固態薄膜電池層的正、負電極電連接。本實施例中信號層11根據當前應用場景，可以是各種信號層，且信號層11的具體層數也可以根據當前應用場景靈活設定，各信號層11之間的連接關系也都可根據具體應用場景靈活設定。

本實施例中的固態薄膜電池層的厚度可為1um至5mm，具體的厚度值可以根據電路板平面面積大小以及終端設備所需的供電電源情況設定，優選50um至1.5mm。本實施例中的固態薄膜電池包括但不限于固態鋰離子薄膜電池和固態半導體薄膜電池。

本實施例中的隔離基板層13可以采用各種基板材料制成，例如具體可以是fr4基板層，其剛性特性既起到支撐作用，又能起到對固態薄膜電池層12的保 護作用。

本實施例中，固態薄膜電池層12的具體結構請參見圖3所示，包含：依次疊加的正電極層121、固態電解質層122和負電極層123。其中，應當理解的是，正電極層121和負電極層的位置可以互換。本實施例中正電極層121和負電極層122的電極材料包括但不限于導電金屬、導電氧化物和導電聚合物。固態電解質層122所包含的材料種類則根據當前采用的固態薄膜電池層12類型而靈活設定。

本實施例中，信號層11與固態薄膜電池層12的正、負電極連接方式可以采用各種有效電連接方式，例如可以通過相應的導線或其他器件分別從固態薄膜電池層12的正電極層和負電極層引出正、負饋點，然后信號層上相應的正電極端口和負電極端口則與該正、負饋點電連接即可。應當理解的是，一個信號層上可能包含一對正、負電極端口，也可能包含多對正、負電機端口。

本實施例中，為了更便于各信號層根據當前實際需求規劃進行合理布線，使得各模塊可根據需要按照各自的回流路徑直接連接到電池，以減小不同模塊電源線路間的耦合，避免不同功率需求和頻率特征的硬件對電池的影響，本實施例利用固態薄膜電池層12的正電極層121和負電極層123都是面結構的特點，將信號層11的正電極端口和負電極端口直接分別與層固態薄膜電池層12的正電極層121和負電極層123電極電連接。同時為了進一步保證連接的可靠性，本實施例中可在信號層11與固態薄膜電池層12的正電極層121和負電極層123之間設置通孔，并在通孔中填充導電介質，讓信號層11的正電極端口和負電極端口直接通過對應的通過分別與正電極層121和負電極層123電極電連接。這樣可以保證電連接的可靠性，同時固態薄膜電池層12又是直接集成于電路板中的，因此即使設備受到較大的震蕩，也能避免電連接不可靠而導致斷電、重啟。下面以圖4所示的結構進行說明。

圖4中上面的信號層11與固態薄膜電池層12的正電極層121之間設有正 電極通孔21，正電極通孔21內設有導電材料，且正電極通孔21在信號層11上的位置可以信號層11上的正電極端口對應，正電極端口也可通過一定的走線連接至該正電極通孔21內。圖4中上面的信號層11與固態薄膜電池層12的負電極層123之間設有負電極通孔22，負電極通孔22內也設有導電材料，且其與正電極通孔內的導電材料可相同，當然也可不同，優選電阻小的導電材料；負電極通孔22在信號層11上的位置也可以信號層11的負電極端口對應，負電極端口也可通過一定的走線連接至該負電極通孔22內。圖4中右側的通孔23貫通各層，其可供各信號層之間根據實際需求靈活選擇連接。

應當理解的是，本實施例中集成在電路板上的固態薄膜電池層12可以僅包含一層，也可以根據實際需求設置兩層以上，且包含兩層以上時，各固態薄膜電池層12可以并聯形成容量更大的電池，也可以串聯形成更高電壓的電池，或者串、并聯混合。本實施例中各固態薄膜電池層12串、并聯時，相應電極層之間可以通過通孔的方式進行電連接。

實施例二：

為了更好的理解本發明，本實施例以在電路板中集成至少兩層固態薄膜電池層的幾種情況進行說明。

當在電路板中集成至少兩層固態薄膜電池層時，各層固態薄膜電池層可并聯形成并聯電池組；信號層的正電極端口與并聯電池組中任意一層固態薄膜電池層的正電極層電連接即可，負電極端口與并聯電池組中任意一層固態薄膜電池層的負電極層電連接即可。下面以電路板中集成兩層固態薄膜電池層為例進行示例說明，對于三層及三層以上的情況則以此類推。請參見圖5所示：

圖5所示在圖4的基礎上，增加了一固態薄膜電池層12，且兩固態薄膜電池層12并聯形成并聯電池組；圖5中兩固態薄膜電池層12的正電極層之間通 過通孔31電連接；兩固態薄膜電池層12的負電極層之間通過通孔32電連接；上面的信號層11則分別與上面的固態薄膜電池層12的正電極層121和負電極層123分別電連接，當然也可以與下面的固態薄膜電池層12的正電極層121和負電極層123分別電連接，或者與上面的固態薄膜電池層12的正電極層121電連接，同時與下面的固態薄膜電池層12的負電極層123電連接。

當在電路板中集成至少兩層固態薄膜電池層時，各層固態薄膜電池層之間依次串聯形成串聯電池組；信號層的正電極端口與串聯電池組中第一個固態薄膜電池層的正電極層電連接，負電極端口與串聯電池組中最后一個固態薄膜電池層的負電極層電連接。下面仍以電路板中集成兩層固態薄膜電池層為例進行示例說明，對于三層及三層以上的情況則以此類推。請參見圖6所示：

圖6所示在圖4的基礎上，也增加了一層固態薄膜電池層12，且兩固態薄膜電池層12串聯形成串聯電池組；圖6中上面的固態薄膜電池層12的正電極層與下面的固態薄膜電池層12的負電極層通過通孔33電連接形成串聯；上面的信號層11則分別與上面的固態薄膜電池層12的正電極層121和下面的固態薄膜電池層12的負電極層123電連接。

當電路板中集成至少三層固態薄膜電池層時，除了上述串聯、并聯的方式，還可串并聯混合，具體的，其中至少兩層固態薄膜電池層并聯后，與剩下的其他固態薄膜電池層串聯形成并串并聯混合電池組；信號層的正電極端口與串并聯混合電池組中第一個固態薄膜電池層的正電極層電連接，負電極端口與串并聯混合電池組中最后一個固態薄膜電池層的負電極層電連接。下面以電路板中集成三層固態薄膜電池層為例進行示例說明，對于四層及四層以上的情況則以此類推。請參見圖7所示：

圖7與圖6的區別在于增加了一固態薄膜電池層12，且下面兩固態薄膜電 池層12通過通孔31和通孔過32并聯形成并聯電池組；最上面的固態薄膜電池層12與中間的固態薄膜電池層12通過通孔33形成并聯，最終得到串并聯混合電池組；上面的信號層11則分別與上面的固態薄膜電池層12的正電極層121和最下面的固態薄膜電池層12的負電極層123電連接。以上僅是以三層固態薄膜電池層12的串并聯混合方式進行示例說明，但應當理解的是，具體的串并聯方式可以根據實際需求任意設置，例如當包含四固態薄膜電池層12時，可以兩兩并聯后再串聯，或者三個并聯后再與剩下的一個串聯等等。

實施例三：

應當理解的是，本發明中固態薄膜電池層的層結構可以靈活進行變化。例如當在電路板中集成兩層并聯的固態薄膜電池層時，則該兩層固態薄膜電池層之間可以直接接觸，中間不間隔信號層或基板層或地層等。且此時兩層固態薄膜電池層之間還可共用一個電極且對外可表現為一層固態薄膜電池層。請參見圖8所示：

固態薄膜電池層包含依次疊加的第一電極層41、第一固態電解質層42、第二電極層43、第二固態電解質層44和第三電極層45；第一電極層41和第三電極層45為極性相同的電極層且二者電連接，圖8中具體通過通孔31電連接形成并聯，第二電極層43與第一電極層41的極性不同，例如第二電極層43為正電極層，此時第一負電極層41和第三電極層45為負電極層，或者第二電極層43為負電極層，此時第一負電極層41和第三電極層45為正電極層。

信號層包括第一電極端口和第二電極端口，第一電極端口與第一電極層或第三電極層連接；第二電極端口與第二電極層43電連接。圖8中，信號層與其電連接的第一電極層41(也可為第三電極層45)之間設有第一電極通孔51；信號層與其電連接的第二電極層43之間設有第二電極通孔52，且第一電極通孔 51和第二電極通孔52填充有導電介質；第一電極端口通過第一電極通孔51與第一電極層41(也可為第三電極層45)電連接；第二電極端口通過第二電極通孔52與第二電極層43電連接。本實施例中，當第二電極層為負電極層時，第二電極通孔52為負電極通孔，第一電極通孔51則為正電極通孔。

實施例四：

應當理解的是，在一些應用場景中，可直接以固態薄膜電池層的負極層作為地層。但根據實際應用需要，也可在圖2-8所示的電路板上設置至少一層地層。下面以在圖4的基礎上增加一層地層為例進行說明，請參見圖9所示，地層61與固態薄膜電池層12的負電極層123通過通孔71電連接。

實施例五：

應當理解的是，本發明提供的集成有固態薄膜電池層的電路板適用于各種終端中設置在各終端主體上。本實施例中的終端包括各種便攜移動終端，例如手機、ipda、ipod、各種播放器以及閱讀器、筆記本等，也可適用于各種自帶電源的pc、服務器等終端。在具體應用時，電路板上集成的固態薄膜電池層的層數則可根據實際需求靈活設定，可以設置一層，也可以設置多層；同時電路板上生成的信號層的層數也主要根據具體需求靈活設定，可以僅包含一層信號層，也可以包含多路信號層。另外地層以及其他電路板設計中涉及的層結構都可在上述基礎上進行增加，只要電路板集成有固態薄膜電池層的，都在本發明的保護范圍內。

實施例六：

為了更好的理解本發明，本實施例提供了一種電路板制作方法。設置信號層、固態薄膜電池層，并在信號層與固態薄膜電池層之間設置隔離基板層，將信號層分別與固態薄膜電池層的正、負電極電連接。本實施例中信號層可以是各種信號層，且信號層的具體層數也可以根據當前應用場景靈活設定，各信號 層之間的連接關系也都可根據具體應用場景靈活設定。

一種實現方法中，設置固態薄膜電池層由依次疊加的正電極層、固態電解質層和負電極層的組成。且為電路板設置一層固態薄膜電池層，將信號層的正電極端口和負電極端口分別與該層固態薄膜電池層的正電極層和負電極層電極電連接。

在其他實現方法中，還可為電路板設置至少兩層所述固態薄膜電池層，將各層固態薄膜電池層并聯形成并聯電池組；將信號層的正電極端口與并聯電池組中任意一層固態薄膜電池層的正電極層電連接，負電極端口與并聯電池組中任意一層固態薄膜電池層的負電極層電連接。

在其他實現方法中，為電路板設置至少兩層所述固態薄膜電池層時，可將各層固態薄膜電池層依次串聯形成串聯電池組；將信號層的正電極端口與串聯電池組中第一個固態薄膜電池層的正電極層電連接，負電極端口與串聯電池組中最后一個固態薄膜電池層的負電極層電連接。

本實施例中，為電路板設置三層以上的固態薄膜電池層時，可將其中至少兩層固態薄膜電池層并聯后，與剩下的其他固態薄膜電池層串聯形成并串并聯混合電池組；然后將信號層的正電極端口與串并聯混合電池組中第一個固態薄膜電池層的正電極層電連接，負電極端口與串并聯混合電池組中最后一個固態薄膜電池層的負電極層電連接。

在本實施例中，還可在信號層與其電連接的正電極層和負電極層之間分別設置正電極通孔和負電極通孔，且設置的正電極通孔和負電極通孔填充有導電介質；信號層的正電極端口和負電極端口分別通過正電極通孔和負電極通孔與相應的正電極層和負電極層電連接。

在本實施例中，還可設置固態薄膜電池層由依次疊加的第一電極層、第一 固態電解質層、第二電極層、第二固態電解質層和第三電極層組成；第一電極層和第三電極層為極性相同的電極層且將二者電連接，第二電極層與第一電極層的極性不同，第二電極層為正電極層或負電極層；信號層包括第一電極端口和第二電極端口，第一電極端口與第一電極層或第三電極層連接；第二電極端口與第二電極層電連接。在信號層與其電連接的第一電極層或第三電極層之間設置第一電極通孔；信號層與其電連接的第二電極層之間設置第二電極通孔，且在第一電極通孔和第二電極通孔中填充導電介質；第一電極端口通過第一電極通孔與第一電極層或所述第三電極層電連接；第二電極端口通過第二電極通孔與所述第二電極層電連接。

以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。