專利名稱：電子電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及包含印刷電路板的電子電路，該印刷電路板具有包括聚合物材料的絕緣層。
背景技術：
電子電路可由電子部件例如集成電路(IC)、分立的有源部件(例如晶體管)、分立的無源部件(例如電容器，電阻器，電感器和/或二極管)和/或各種連接器等等構成。這些電子部件可以安裝在印刷電路板(PCB)上，該印刷電路板通常由導電層和置于導電層之間的絕緣電介質層構成，所述導電層形成用于使電子部件點連接的導線。為了利于在導線中使用較高的信號頻率(例如，對于具有較高比特率的串行比特數字信號)，通常希望使用具有較低耗散因子的電介質層。而且，在各個導電層中通常形成電源平面，用于提供不同供電電壓，例如地電壓(或0V)，以及一個或多個正電源電壓和/或負電源電壓。為了使不同的導電層彼此連接和/或使其連接至所述電子部件中的一個或多個，在PCB中通常布置穿過絕緣層中的過孔的所謂導電材料通孔。例如，為了降低電子電路的數字部件中的切換行為的影響，連接在不同供電電壓之間(例如，在接地與正電源電壓之間)的電容器通常設置在該電子電路中IC的電源端子附近，以便穩定供電電壓電平。這樣的電容器通常稱為去耦電容器。為了簡化電子電路的生產，從而降低生產時間和/或成本，希望使要安裝在PCB上的電子電路中的部件數量保持較低。
發明內容
本發明的一個目的在于促進相對簡單地生產電子電路。根據第一方面，提供了一種電子電路，該電子電路包括第一集成電路(IC)和第二集成電路，以及印刷電路板(PCB)。該PCB包括由包含聚合物的第一電介質材料制成的第一絕緣層，以及由包含聚合物的第二電介質材料制成的第二絕緣層。而且，該PCB包括包含導電材料的第一導電層，該導電材料在第一絕緣層的第一表面上形成第一平面，用于將第一電源電壓提供給所述第一及第二集成電路。此外，該PCB包括包含導電材料的第二導電層，該導電材料在第一絕緣層的、與所述第一表面相反的第二表面上形成第二平面，用于將第二電源電壓提供給所述第一及第二集成電路。另外，該PCB還包括包含導電材料的第三導電層，該導電材料在所述第二絕緣層的表面上形成一個或多個信號線，用于將電信號傳遞給所述第一和/或第二集成電路，和/或從所述第一和/或第二集成電路接收電信號。 該PCB還包括由導電材料制成的第一通孔，其連接至所述第一平面且穿過所述第一絕緣層，用于將所述第一電源電壓提供給所述第一集成電路；以及由導電材料制成的第二通孔， 其連接至所述第一平面且穿過所述第一絕緣層，用于將所述第一電源電壓提供給所述第二集成電路。所述第一電介質材料具有比所述第二電介質材料更高的耗散因子。第二電介質材料可包含環氧樹脂。此外，第二電介質材料可包含加強纖維玻璃結構。第二電介質材料可是例如阻燃劑4(FR-4)。第一電介質材料可包含合成樹脂。此外，第一電介質材料可包含紙材料。第一電介質材料可例如是阻燃劑2 (FR-2)。根據第二方面，提供了一種電子電路，其包括第一集成電路和第二集成電路，以及PCB。該PCB包括包含聚合物的電介質絕緣層。此外，該PCB包括；包含導電材料的一個或多個導電層，用于將所述第一集成電路和第二集成電路電連接至其它電子部件。而且， 該PCB包括由導電材料制成的第一通孔，其穿過絕緣層，用于將第一集成電路連接至導電層之一；以及由導電材料制成的第二通孔，其穿過所述絕緣層，用于將所述第二集成電路連接至所述導電層之一。絕緣層具有彼此相鄰的第一區域和第二區域。第一通孔和第二通孔穿過絕緣層的第一區域。絕緣層的材料在所述第二區域中的耗散因子高于在所述第一區域中的耗散因子，用于在從第一和/或第二通孔發出的電磁波由于在絕緣層邊緣的反射而重新進入第一區域之前，衰減所述電磁波。絕緣層的第二區域可形成圍繞絕緣層第一區域的框。可替選地，絕緣層的第二區域可部分地圍繞該絕緣層的第一區域。根據第三方面，提供了一種電子裝置，其包括根據第一方面和第二方面所述的電子電路。該電子裝置可以是便攜式通訊設備，例如移動電話，但不限于移動電話。在從屬權利要求中還限定了本發明的其它實施例。應當強度，術語“包含/包括”在用于本說明書中時用來指出存在所述特征、整數、 步驟或部件，但是不排除存在或增加一個或更多其它特征、整數、步驟、部件或其組合。
參照附圖，從以下具體說明中可容易理解本發明實施例的更多目的、特征和優勢， 在附圖中圖1是根據本發明實施例的電子電路的俯視圖；圖2是圖1中電子電路的印刷電路板(PCB)的橫截面圖；圖3是根據本發明實施例的電子電路的俯視圖；圖4是圖3中電子電路的PCB的橫截面圖；以及圖5示意性示出了包含根據本發明實施例的電子電路的電子裝置。
具體實施例方式圖1是根據本發明實施例的電子電路1的俯視圖。該電子電路1包括第一集成電路(IC)IOa和第二 IC IOb0而且，電子電路1包括印刷電路板15，第一 IC IOa和第二 IC IOb安裝在該印刷電路板15上。第一 IC IOa具有電源端子20a(例如接地端子或用于提供正或負供電電壓的端子)且第二 IC IOb具有電源端子20b。另外，電子電路1可包括其它電子部件(未示出)，例如IC、分立元件和/或各種連接器。圖2是PCB 15沿著虛線25(圖1)的橫截面圖。該PCB 15包括電介質材料制成的數個絕緣層30a-30c。此外，PCB 15包括數個導電層40a-40c。每個導電層包括導電材料，通常是金屬(例如銅)或者金屬合金，構成電線和/或電平面。在圖2中(另外參考圖 4)，為了簡便，導電層被示為完全填充導電材料，但是用于通孔的通道除外。在現實中，如本領域技術人員已知的那樣，導電層的其它部分可具有不村子導電材料的區域(例如，導電材料已被蝕刻除去)，例如在兩個導線之間、在導線與平面之間、或者在兩個平面之間。
為了實現較低的生產成本，在本發明的實施例中，在絕緣層30a-30c中采用了聚合物基電介質材料。聚合物基電介質材料可包括聚合物樹脂。而且，一些聚合物基電介質材料可包括加強結構，例如由紙或纖維玻璃制成的加強結構。這些材料的示例有通常使用的阻燃劑2(FR-2)和阻燃劑4(FR-4)。FR-4由利用纖維玻璃得以加強的環氧樹脂制成。FR-2 由飽含合成樹脂的紙材料制成。使用這樣的聚合物基電介質材料用于制造絕緣層30a-30c， 導致與例如陶瓷材料相比低很多的生產成本。具有多于兩個導電層的多層PCB可由數個具有由單個絕緣層分開的兩個導電層的PCB (也稱為雙側PCB)制成，該PCB利用聚合物樹脂膠粘在一起。每個所述雙側PCB中的絕緣層可由加強的聚合物基電介質材料(例如FR-2 或FR-4)制成，而多層PCB的相鄰的雙側PCB之間的絕緣層可由用于將所述相鄰的雙側PCB 膠粘在一起的聚合物樹脂形成。在圖1-2所示的實施例中，導電層40b的導電材料在絕緣層30b的第一表面上形成第一平面，用于將第一電源電壓提供給第一 IC IOa和第二 IC 10b。此外，導電層40a的導電材料在絕緣層30b的、與所述第一表面相反的第二表面上形成第二平面，用于將第二電源電壓提供給第一 IC IOa和第二 IC 10b。在一些實施例中，第一電源電壓可以是接地或 0V，而第二電源電壓可以是正電源電壓。但是，在其它實施例中可以相反，或者第一和/或第二電源電壓可以是電子電路1中所需的任何其它電源電壓。形成于PCB的導電層中用于將電源電壓提供給安裝在該PCB上的電子部件的平面(例如上述第一平面和第二平面)在下文中稱為電源平面。導電層40c的導電材料在絕緣層30c的表面上形成一個或多個信號線，用于將電信號傳遞給第一和/或第二 IC 10a、IOb或從第一和/或第二 IC 10a、10b接收電信號。PCB 15還包括由導電材料制成的第一通孔50a，該第一通孔50a連接至第一平面且穿過絕緣層30b，用于將第一電源電壓提供給第一 IC IOa0而且，PCB15包括由導電材料制成的第二通孔50b，該第二通孔50b連接至第一平面且穿過絕緣層30b，用于將第一電源電壓提供給第二 IC 10b。通孔中的導電材料通常是金屬或金屬合金。對于時鐘控制的電路，例如依靠一個或多個時鐘信號工作的數字電路，來自電源的電流通常作為具有較大峰值電流的尖峰出現，其原因在于當這樣的時鐘信號進行變換時，眾多電路節點或多或少同時切換邏輯電平。這樣的尖峰通常包括噪聲，該噪聲由于遇到 PCB邊界和其它阻抗間斷而多次反射，可能作為電磁(EM)波在電介質層中來回傳播。由于多次反射，可能出現一個或多個噪聲頻率分量的或一定范圍內的放大，這又可能引起對安裝在PCB 15上的電子部件的正常功能的干擾，和/或可能導致超過關于電磁干擾(EMI)或射頻干擾(RFI)的容許界限。例如，考慮第一 IC IOa具有如上所述的“尖峰”電流消耗的示例。從由導電層40b 形成的第一平面通過通孔50a流向第一 IC IOa的電流尖峰會在絕緣層30b中引起EM波形式的噪聲。引起的噪聲會傳播并在絕緣層30b中反射，如上所述。而且，引起的噪聲會被通孔50b拾獲而到達第二 IC IOb的電源端子20b。這又會導致第二 IC IOb的電源電壓波動， 會對第二 IC IOb的性能帶來不良影響，甚至引起故障。在第一平面和第二平面之間，在第二 IC IOb附近可連接去耦電容器，以降低電源電壓波動。
根據本發明的實施例，通過選擇聚合物基第一和第二電介質材料，使得第一電介質材料的耗散因子高于第二電介質材料，已實現可以降低上述噪聲的影響，但不顯著犧牲電路性能。選擇具有較低耗散因子的第二電介質材料，有利于在由絕緣層30c表面上的導電層40c形成的導線中使用較高的信號頻率(例如，用于具有較高比特率的串行比特數字信號)。針對不同的應用(例如，由于不同的時鐘頻率和/或導線長度)，第二電介質材料耗散因子的所要求的上限可能不同，并且可例如使用測試電路和/或計算機仿真而基于測量值確定。同時，通過選擇與第二電介質材料相比具有較高耗散因子的第一電介質材料，與第一電介質材料和第二電介質材料相同的情況相比，絕緣層30b會更大程度地耗散與引起的噪聲相關的噪聲能量。結果，例如由于可以減少所需去耦電容器的數量，和/或需要較小范圍的EMI或RFI屏蔽，可以簡化電子電路1的生產。根據示例性實施例，第二電介質材料可以包括環氧樹脂，并且可進一步包括加強纖維玻璃結構。例如，第二電介質材料可以是FR-4(見上文)或類似材料。而且，第一電介質材料可包括合成樹脂，并且可進一步包括紙材料，該紙材料可飽含合成樹脂。例如，第一電介質材料可以是FR-2 (見上文)或類似材料。FR-4在IMHz信號頻率下通常具有大約 0. 02的耗散因子，而FR-2在IMHz信號頻率下通常具有近似0. 25的耗散因子，其為FR-4的典型值的10倍以上。可用作第一或第二電介質材料的其它合適材料的示例包括耗散因子約為0. 045 的環氧材料-I (CEM-I)，耗散因于約為0. 05的22F，耗散因子約為0. 045-0. 065的FR-I，以及耗散因子約為0. 01-0. 05的XPC。所有這些材料以及FR-2和FR-4可例如從位于印度古吉拉特邦艾哈邁達巴德的 Ellisbridge，TirthrajComplex A/116 號(郵編 380006)的 Midas Instrumentations公司獲得。這些材料(包括FR-2和FR-4)可在各實施例中用作第一和第二電介質材料，使得選擇作為第一電介質材料的材料具有與選擇作為第二電介質材料的材料相比更高的耗散因子。應當強調，圖2中所示的實施例僅僅是個示例。例如，PCB 15可具有多于三個導電層。而且，所述導電層中多于兩個導電層可用于形成電源平面，并且可使用多于一個導電層以形成導線。圖3是根據本發明另一個實施例的電子電路101的俯視圖。根據該實施例，電子電路101包括第一 IC IlOa(對應于圖1中的第一 IC IOa)和第二 IC IlOb (對應于圖1中的第二 IC 10b)。此外，該電子電路101包括PCB 115，第一 ICllOa和第二 IC IlOb安裝在該PCB 115上。第一 IC IOa和第二 IC IOb各自的一個端子在圖3中分別以標號120a和 120b來標記。端子120a和120b可例如為電源端子。另外，電子電路101可包括其它電子部件(未示出)，例如IC、分立部件和/或各種連接器。圖4是PCB 115沿著虛線125(見圖3)的橫截面圖。PCB 115包括聚合物基電介質絕緣層130。該絕緣層130具有彼此相鄰第一區域13 和第二區域13恥。在圖3中也示出了該區域13 和13恥。此外，PCB 115包括一個或多個導電層140a、140b(在圖3中， 導電層的數目為2，但是也可能是其它數目)，所述導電層140a、140b包含導電材料(例如金屬，通常為銅，或者金屬合金)，用于將第一和第二 IC電連接至其它電子部件，例如彼此連接，連接至電源，和/或各種其它部件。如以上參考圖2所述，導電層140a、140b中的導電材料可例如形成導線和/或面。
PCB 115還包括由導電材料制成的第一通孔150a，該通孔150a穿過絕緣層130用于將第一 IC IlOa連接至導電層之一，在該情況下是連接至導電層140b (通過第一 IC IlOa 的端子120a進行連接)。而且，PCB 115包括由導電材料制成的第二通孔150b，該通孔 150b穿過絕緣層130用于將第二 IC IlOb連接至導電層之一，在該情況下是連接至導電層 140b (通過第二 IC的端子120b進行連接)。同上，通孔150a和150b中的導電材料可例如為金屬或金屬合金。在圖3和圖4中所示的實施例中，第一通孔150a和第二通孔150b兩者穿過絕緣層130的第一區域13fe。如上參照圖1和圖2所示實施例所述，可能從通孔之一例如第一通孔150a發出噪聲，該噪聲以EM波形式傳播通過絕緣層130，并且還被第二通孔150b拾獲，這可能對第二 IC IlOb的性能有不良影響，甚至引起波動。根據本發明的實施例，通過使用在第二區域13 中的耗散因子高于第一區域 13 中的耗散因子的絕緣層130材料，已實現可以降低上述噪聲的影響，但不顯著犧牲電路性能。因此，在從第一和/或第二通孔150a、150b發出的電磁波由于絕緣層130的邊緣的反射而重新進入第一區域13 之前，該電磁波受到衰減。由于當電磁波傳播經過第二區域13 時噪聲能量被耗散，從而實現該衰減。結果，例如由于可以減少所需去耦電容器的數量，和/或需要較小范圍的EMI或RFI屏蔽，所以可以簡化電子電路101的生產。如圖3中所示，絕緣層130的第二區域13 可形成框，圍繞該絕緣層130的第一區域13fe。在可替選的實施例(未示出)中，第二區域13 可僅僅部分地框住第一區域 13^1。例如，第二區域13 可與第一區域13 的一個或多個邊緣相鄰，但是未必如圖3中那樣與第一區域的所有邊緣相鄰。第一區域可例如由通常用于PCB中的聚合物基電介質材料制成，例如FR-2、FR_4、 CEM-1、22F、XPC或類似材料。第二區域13 可沉積為在第一區域的邊緣上的覆層。該覆層可例如包括與第一區域13 相同的樹脂，或者類似的樹脂。該覆層可另外包括微波吸收材料顆粒，以提供第二區域13 中的合適的耗散因子。該微波吸收材料的類型和數量可例如基于測量值進行選擇，以例如實現第二區域13 中期望的耗散因子。合適的微波吸收材料的非限制性示例為羰基鐵粉(CIP)。根據一些實施例，所述覆層可包含Wave-X材料或由其構成，該Wave-X材料可從美國馬薩諸塞州阿姆斯伯里Chestnut大街11號(郵編01913) 的ARC科技有限公司獲得。所述PCB的制造可例如包括首先制造常規PCB (即，不存在第二區域135b)。然后在后續處理步驟中，可將用于形成第二區域13 的覆層沉積在第一區域13 的邊緣的周圍。應當強調，圖4中所示實施例僅為示例。例如，PCB 115可具有多于三個導電層以及比圖中所示更多的絕緣層。所述絕緣層中的一個或多個可具有如上所述的第一區域13 和第二區域13恥。例如，可沉積上述覆層，使得該覆層分布在一個或多個所述絕緣層上，從而為其上分布有第二區域的每個絕緣層形成這樣的第二區域13恥。根據本發明的一些實施例，電子電路1(見圖1)和電子電路101(見圖3)包括在電子裝置中。在圖5中示意性示出這種情況，該圖5示出包括電子電路1或101的電子裝置200。該電子裝置可以是、但不限于便攜式通訊設備，例如手機等等。上文中已參照特定實施例描述了本發明。但是，在本發明的范圍內，也可存在除以上所述之外的其它實施例。所述實施例中的不同特征可與除以上所述之外的其它實施例中的特征結合。本發明的范圍僅由所附的專利權利要求限定。
權利要求
1.一種電子電路(1)，包括:第一集成電路(IOa)和第二集成電路(IOb)；以及印刷電路板(15)，該印刷電路板包括 -由包含聚合物的第一電介質材料制成的第一絕緣層(30b)； -由包含聚合物的第二電介質材料制成的第二絕緣層(30c)； -包含導電材料的第一導電層GOb)，該導電材料在所述第一絕緣層(30b)的第一表面上形成第一平面，用于將第一電源電壓提供給所述第一集成電路(IOa)和第二集成電路 (IOb)；-包含導電材料的第二導電層GOa)，該導電材料在所述第一絕緣層(30b)的、與所述第一表面相反的第二表面上形成第二平面，用于將第二電源電壓提供給所述第一集成電路 (IOa)和第二集成電路(IOb)；-包含導電材料的第三導電層GOc)，該導電材料在所述第二絕緣層(30c)的表面上形成一個或多個信號線，用于將電信號傳遞給所述第一集成電路(IOa)和/或第二集成電路 (IOb)，和/或從所述第一集成電路(IOa)和/或第二集成電路(IOb)接收電信號；-由導電材料制成的第一通孔(50a)，其連接至所述第一平面且穿過所述第一絕緣層 (30b)，用于將所述第一電源電壓提供給所述第一集成電路(IOa)；以及-由導電材料制成的第二通孔(50b)，其連接至所述第一平面且穿過所述第一絕緣層 (30b)，用于將所述第一電源電壓提供給所述第二集成電路(IOb)；其中， 所述第一電介質材料具有比所述第二電介質材料更高的耗散因子。
2.根據權利要求1所述的電子電路(1)，其中，所述第二電介質材料包含環氧樹脂。
3.根據權利要求2所述的電子電路(1)，其中，所述第二電介質材料包含加強纖維玻璃結構。
4.根據權利要求2或3所述的電子電路(1)，其中，所述第二電介質材料是阻燃劑4，即 FR-4。
5.根據任一前述權利要求所述的電子電路(1)，其中，所述第一電介質材料包含合成樹脂。
6.根據權利要求5所述的電子電路(1)，其中，所述第一電介質材料包含紙材料。
7.根據權利要求5或6所述的電子電路(1)，其中，所述第一電介質材料是阻燃劑2，即 FR-2。
8.一種電子電路(101)，包括第一集成電路(IlOa)和第二集成電路(IlOb)；以及印刷電路板(115)，該印刷電路板包括 -包含聚合物的電介質絕緣層(130)；-包含導電材料的一個或多個導電層(140a、140b)，用于將所述第一集成電路和第二集成電路電連接至其它電子部件；-由導電材料制成的第一通孔(150a)，其穿過所述絕緣層(130)，用于將所述第一集成電路(IlOa)連接至所述導電層(140b)之一；以及-由導電材料制成的第二通孔(150b)，其穿過所述絕緣層(130)，用于將所述第二集成電路(IlOb)連接至所述導電層(140b)之一；其中，所述絕緣層(130)具有彼此相鄰的第一區域(135a)和第二區域(135b)；所述第一通孔(150a)和第二通孔(150b)穿過所述絕緣層(130)的第一區域(130a)；以及所述絕緣層(130)的材料在所述第二區域(135b)中的耗散因子高于在所述第一區域 (135a)中的耗散因子，用于在從所述第一通孔(150a)和/或第二通孔(150b)發出的電磁波由于在所述絕緣層(130)的邊緣的反射而重新進入所述第一區域(135a)之前，衰減所述電磁波。
9.根據權利要求8所述的電子電路(101)，其中，所述絕緣層(130)的所述第二區域 (135b)形成圍繞所述絕緣層(130)的第一區域(135a)的框。
10.根據權利要求8所述的電子電路(101)，其中，所述絕緣層(130)的所述第二區域 (135b)部分地圍繞所述絕緣層(130)的第一區域(135a)。
11.一種電子裝置000)，包括根據任一前述權利要求所述的電子電路(1、101)。
12.根據權利要求11所述的電子裝置000)，其中，該電子裝置(200)是便攜式通訊設備。
13.根據權利要求12所述的電子裝置000)，其中，所述便攜式通訊設備是移動電話。
全文摘要
本發明公開了電子電路(1、101)。所述電子電路包括第一和第二集成電路(10a、110a、10b、110b)以及印刷電路板(PCB)(15、115)。該PCB包括由具有不同耗散因子的聚合物基材料制成的電介質層(30a-30c、130)，所述材料根據不同實施例進行布置，以抑制噪聲。
文檔編號H05K1/02GK102511204SQ201080034034
公開日2012年6月20日 申請日期2010年6月17日 優先權日2009年7月31日
發明者理查德·埃斯特蘭德 申請人:意法愛立信有限公司