專利名稱：線路板系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線路板系統(tǒng)，尤其是一種第一線路板上無點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速差分走線的線路板互連系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
線路板系統(tǒng)，是指如交換機(jī)、路由器、存儲(chǔ)設(shè)備以及計(jì)算機(jī)或服務(wù)器等設(shè)備或裝置中，為各個(gè)線路板提供信號(hào)互連、電源供給、導(dǎo)向以及物理支撐等功能的一個(gè)重要部件。背板通常是由多層印刷電路板、信號(hào)/電源連接器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成。多層印刷電路板由多層、有一定厚度的銅皮、印刷銅導(dǎo)線以及絕緣介質(zhì)組成。其中完整或大塊的銅皮起電源供給和接地參考作用，而銅導(dǎo)線則為板間信號(hào)提供互連通路，包括控制總線、高速數(shù)據(jù)總線等。
隨著信號(hào)速率的提高，高速數(shù)據(jù)總線一般采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互連拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所謂點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互連指從信號(hào)發(fā)送端到接收端的鏈路上的各個(gè)要素串行連接，無分叉。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互連通道衰減受互連長(zhǎng)度、材料特性、走線截面結(jié)構(gòu)、過孔幾何結(jié)構(gòu)以及過孔殘余無用部分長(zhǎng)度等方面影響。如圖1所示，為現(xiàn)有的背板與線路板的互連結(jié)構(gòu)的側(cè)視示意圖，各個(gè)線路板平行排列在背板91的同一側(cè)，也可以分別分布在背板91的兩側(cè)，各個(gè)線路板92之間的高速數(shù)據(jù)總線長(zhǎng)度隨對(duì)應(yīng)的連接器93槽位位置的不同而不同，由此造成各個(gè)通道的衰減不同。另外如圖2所示，為現(xiàn)有技術(shù)的過孔及其所述過孔的無用部分示意圖，多層板各層走線在連接器處的所述過孔的無用部分的長(zhǎng)度也不同，而所述過孔無用部分8會(huì)引起信號(hào)反射，由于上述原因，傳統(tǒng)互連結(jié)構(gòu)各個(gè)互連通道的插入損耗、反射特性不同，增加了芯片設(shè)計(jì)難度、限制了背板速率的提高和平滑升級(jí)。
為了克服傳統(tǒng)背板互連方式存在的上述問題，可以采用正交背板結(jié)構(gòu)，如圖3所示，為現(xiàn)有的正交互連結(jié)構(gòu)中前后插板和背板位置的立體示意圖，背板81位于中間，線路板分別插在背板81前面(這里叫前插板82)和后面(后插板83)，前插板82和后插板83相互垂直，前插板82和后插板83通過安裝在背板81上的普通表貼連接器互連。參見圖4所示，為現(xiàn)有的正交背板正反面上的焊盤及過孔示意圖，和圖5所示，為現(xiàn)有的中正交背板上的布線示意圖，背板走線很短，背板上布線有對(duì)稱性，采用埋孔互連?？梢允贡嘲迳细鱾€(gè)互連通道長(zhǎng)度相同，并且比較短，因此不存在過孔無用部分產(chǎn)生的影響。
因此現(xiàn)有的線路板系統(tǒng)的背板上仍然走線，不同槽位的走線長(zhǎng)度不同、因此對(duì)信號(hào)的衰減也不同，同時(shí)不同層過孔對(duì)信號(hào)的衰減也不同，從而造成各個(gè)通道差異很大，在不重新設(shè)計(jì)背板的前提下把系統(tǒng)從低速率升級(jí)到高速率變得非常困難，從而影響了系統(tǒng)的平滑升級(jí)，并且由于背板上有布線，背板層數(shù)比較多，加上采用埋孔工藝，加工工藝復(fù)雜，加工難度大，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種線路板系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)線路板系統(tǒng)的第一線路板上無點(diǎn)對(duì)點(diǎn)走線。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種線路板系統(tǒng)，包括第一線路板，該第一線路板上設(shè)置有數(shù)個(gè)過孔；第二線路板，設(shè)于所述第一線路板的一側(cè)，該第二線路板上設(shè)有數(shù)個(gè)第一表面安裝連接器，與所述過孔或者過孔周圍的表貼焊盤相接設(shè)；第三線路板，設(shè)于所述第一線路板的另一側(cè)，該第三線路板所在的平面與所述第二線路板所在的平面相正交，該第三線路板上具有數(shù)個(gè)分別與該第一表面安裝連接器對(duì)應(yīng)的第二表面安裝連接器，每一個(gè)第二表面安裝連接器與對(duì)應(yīng)的第一表面安裝連接器接設(shè)于相同的過孔或者表貼焊盤。
因此，本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)中，由于每一個(gè)第二表面安裝連接器與對(duì)應(yīng)的第一表面安裝連接器接設(shè)于相同的過孔或者表貼焊盤，從而實(shí)現(xiàn)了第一線路板上無走線或無點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速互連走線的正交互連線路板系統(tǒng)，降低了第一線路板布線密度和層數(shù)；前第三線路板高速通道特性不再受第一線路板走線影響，所以，更容易實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。在消除了殘余過孔長(zhǎng)度對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響的同時(shí)，采用普通等直徑過孔或兩端大中間小的過孔，簡(jiǎn)化的工藝，降低了第一線路板加工難度以及成本。
下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的背板與線路板的互連結(jié)構(gòu)的側(cè)視示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的過孔及其所述過孔的無用部分示意圖；圖3為現(xiàn)有的正交互連結(jié)構(gòu)中前后插板和背板位置的立體示意圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)的正交背板正反面上的焊盤及過孔示意圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)的正交背板上的布線示意圖；圖6為本發(fā)明線路板系統(tǒng)實(shí)施例的立體示意圖；圖7A為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)的第二線路板和第三線路板與第一線路板連接的示意圖一；圖7B為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)圖7A中A區(qū)域的放大圖；圖8A為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)的第二線路板和第三線路板與第一線路板連接的示意圖二；圖8B為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)圖8A中B區(qū)域的放大圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的第二線路板上的第一表面安裝連接器上的第一管腳排布圖示意圖；
圖10為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的第三線路板上的第二表面安裝連接器上的第二管腳排布圖示意圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)上第一管腳和第二管腳排布圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)的第一表面安裝連接器的第一腳管和過孔的排布結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)的第二表面安裝連接器的第二腳管和過孔的排布結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)的第一和第二腳管與過孔的排布結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的過孔的剖面示意圖之一；圖16為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的過孔的剖面示意圖之二；圖17為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的過孔對(duì)應(yīng)的管腳與第一線路板的安裝示意圖之一；圖18為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的過孔對(duì)應(yīng)的管腳與第一線路板的安裝示意圖之二；圖19為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的過孔對(duì)應(yīng)的腳管與第一線路板安裝的兩個(gè)示意圖之一；圖20為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的過孔對(duì)應(yīng)的腳管與第一線路板安裝的兩個(gè)示意圖之二；圖21為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的過孔與第一腳管或第二腳管的裝配示意圖；圖22為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的再一結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例是采用管腳形成的陣列具有對(duì)角線對(duì)稱性的表面安裝連接器，比如球柵陣列(BGA)形式的連接器，分別安裝在第一線路板的正反面，由于連接器管腳形成的陣列具有對(duì)稱性，可以在第一線路板上通過共享的過孔互連，無需在第一線路板上走線，采用普通通孔或臺(tái)階孔直接互連，避免了為消除過孔殘余無用部分而采用埋孔工藝。
如圖6所示，為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)的立體示意圖，該線路板系統(tǒng)具有管腳形成的陣列具有對(duì)角線對(duì)稱結(jié)構(gòu)的表面安裝連接器與第一線路板的正交互連，包括一個(gè)第一線路板，分別插接于第一線路板兩側(cè)的第二線路板和第三線路板，且第二線路板所在的平面與第三下路板所在的平面相正交；以下將以第一線路板互連系統(tǒng)為例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)加以說明，其中，第一線路板、第二線路板及第三線路板分別以第一線路板1、第二線路板2及第三線路板3為例加以說明。
如圖7A所示，為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)的第二線路板和第三線路板與第一線路板連接的示意圖一，再如圖7B所示，為圖7A中A區(qū)域的放大圖，圖中第一線路板1a上具有數(shù)個(gè)過孔10，第二線路板2上具有數(shù)個(gè)第一表面安裝連接器21，第三線路板3上具有數(shù)個(gè)第二表面安裝連接器31，第二線路板2上的第一表面連接器21和第三線路板3上的第二表面連接器31通過過孔10直接連接在第一線路板1a的兩側(cè)。
如圖8A所示，為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)的第二線路板和第三線路板與第一線路板連接的示意圖二，再如圖8B所示，為圖8A中B區(qū)域的放大圖，圖中第一線路板1b上具有數(shù)個(gè)過孔10和表貼焊盤11，第二線路板2上具有數(shù)個(gè)第一表面安裝連接器21，第三線路板3上具有數(shù)個(gè)第二表面安裝連接器31，第二線路板2上的第一表面連接器21和第三線路板3上的第二表面連接器31通過過孔10和表貼焊盤11連接在第一線路板1b的兩側(cè)。
參見圖9所示，為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的第二線路板上的第一表面安裝連接器上的第一管腳排布圖示意圖，每一個(gè)第一表面安裝連接器21上具有數(shù)個(gè)具有對(duì)角線對(duì)稱性的第一管腳20，圖中，Amy/Bmy、Cmy/Dmy、Emy/Fmy、Gmy/Hmy表示差分對(duì)第一管腳，m，從1，2，3，4是管腳序號(hào)，y表示第二線路板。
如圖10所示，為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的第三線路板上的第二表面安裝連接器上的第二管腳排布圖示意圖，每一個(gè)第二表面安裝連接器31上具有數(shù)個(gè)具有對(duì)角線對(duì)稱性的第二管腳30，圖中，Amx/Bmx、Cmx/Dmx、Emx/Fmx、Gmx/Hmx表示差分對(duì)第二管腳30，m，從1，2，3，4是管腳序號(hào)，x表示第三線路板。
如圖11所示，為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)上第一管腳和第二管腳排布圖，第一表面安裝連接器21的第一腳管20與第二表面安裝連接器31的第二腳管30按照在第一線路板的表貼焊盤或過孔陣列的一條對(duì)角線19對(duì)稱分布。
如圖12所示，為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)的第一表面安裝連接器的第一腳管和過孔的排布結(jié)構(gòu)示意圖，第一線路板1上設(shè)置有數(shù)個(gè)過孔10，每一過孔10周圍具有表貼焊盤11；與第一線路板1一側(cè)相貼合的第二線路板上的第一表面安裝連接器21的第一腳管20與過孔10的表貼焊盤11相接設(shè)。圖中的橢圓方框表示該橢圓方框中的這兩個(gè)第一腳管20是一個(gè)差分對(duì)，并不意味著實(shí)際的過孔反焊盤(過孔在印刷線路板平面層上的非金屬化區(qū)域)就按照這樣設(shè)計(jì)，也可以有其他形狀，表層與里層也可能不同。
如圖13所示，為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)的第二表面安裝連接器的第二腳管和過孔的排布結(jié)構(gòu)示意圖，與第一線路板1另一側(cè)相貼合的第三線路板上的第二表面安裝連接器31的第二腳管30與過孔10的表貼焊盤11相接設(shè)。
如圖14所示，為本發(fā)明實(shí)施例線路板系統(tǒng)的第一和第二腳管與過孔的排布結(jié)構(gòu)示意圖，第一表面安裝連接器21上的第一腳管20和第二表面連接器31上的對(duì)應(yīng)第二腳管30與同一個(gè)過孔10的表貼焊盤11相接設(shè)，即由于第一腳管20和第二腳管30的排布具有對(duì)角線對(duì)稱性，可以通過共享一個(gè)過孔10而互連，從而避免了在第一線路板1上布線。從圖中可以看出，每一個(gè)第一表面連接器21和每一個(gè)第二表面連接器31所共同接設(shè)的過孔10陣列，具有對(duì)角線對(duì)稱性。
本實(shí)施例以4×4對(duì)、具有對(duì)角線對(duì)稱性的表面安裝連接器的腳管為例，給出了對(duì)應(yīng)線路板系統(tǒng)第一表面連接器21上的第一管腳20和第二表面連接器31上的第二腳管30的排布，第一線路板1上過孔10排布以及第一管腳20在第二線路板2上的安裝方式，和第二腳管30在第三線路板3上的安裝方式，但并不意味著本技術(shù)方案僅僅針對(duì)4×4對(duì)規(guī)模的腳管。
如圖15和圖16所述，為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的過孔的兩個(gè)剖面示意圖，圖15中的過孔10為等直徑的通孔，而圖16中的過孔10為兩端大中間小的階梯孔。圖15中的等直徑的通孔加工最方便，但受加工時(shí)的厚徑比限制，過孔不能太小；圖16中的階梯孔適用于厚板加工，同時(shí)可以盡量減小過孔對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響。參見圖17和圖18，為圖15與圖16中的兩種過孔對(duì)應(yīng)的管腳與第一線路板的安裝示意圖，圖中黑色部分為管腳和焊料。圖17和圖18中，僅畫了第一線路板一側(cè)的管腳，另外一側(cè)類似，下同。
如圖19和圖20所示，分別為圖15與圖16中的兩種過孔對(duì)應(yīng)的腳管與第一線路板安裝的兩個(gè)示意圖，圖中箭頭表示外界施加的一個(gè)壓力F。采用具有對(duì)角線對(duì)稱特性的彈力管腳20、30，通過施加一定壓力保持與第一線路板1接觸，利用這種外界施加壓力的方式也可以實(shí)現(xiàn)前第三線路板與第一線路板共享過孔10而實(shí)現(xiàn)正交互連，第一線路板1的表貼焊盤設(shè)計(jì)11與前述實(shí)施例的技術(shù)方案相同，本實(shí)施例第一線路板的表面處理方式與前述的實(shí)施例不同，前述的實(shí)施例都是采用焊接方式，可以用傳統(tǒng)工藝，如化銀、化錫等，而本實(shí)施例采用有彈力管腳連接器時(shí)，第一線路板1表面需要電鍍金，以增加耐磨性和耐腐蝕性。
圖19和圖20所示的腳管是通過一定壓力而與第一線路板實(shí)現(xiàn)電互連，這種采用腳管的表面安裝連接器可以整個(gè)安裝在第二線路板或第三線路板上，第一線路板1上只有焊盤和扣緊裝置比如通過螺釘把連接器固定在第一線路板上；或者像普通腳管的連接器一樣安裝一部分安裝在單板上，另外一部分安裝在第一線路板上。
在上述實(shí)施例中的表貼連接器是BGA形式的，這種連接器的焊球與第一線路板上的表貼焊盤通過焊錫而互連在一起。除此而外，也可以用另外一種具有對(duì)角線對(duì)稱特性的、短針的表貼安裝連接器。參見圖21所示，為圖16中的過孔與第一腳管20或第二腳管30的裝配示意圖，與傳統(tǒng)BGA連接器不同，管腳20或30安裝在第一線路板1上的過孔10中，而不是表貼焊盤11上，對(duì)于這種連接器，則不需要采用前面的表貼焊盤設(shè)計(jì)，而采用階梯過孔，如圖22所示，為本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)的再一結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例中，第一表面安裝連接器21的第一腳管和第二表面安裝連接器31第二腳管焊接在第一線路板1上的過孔10里。
因此，本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)采用具有對(duì)角線對(duì)稱特性的過孔陣列和具有對(duì)角線對(duì)稱特性腳管陣列的表面安裝連接器，使得位于正交第二線路板和第三線路板能通過共享過孔直接互連，從而實(shí)現(xiàn)了第一線路板上無走線或無點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速互連走線的正交互連線路板系統(tǒng)，降低了線路板系統(tǒng)的布線密度和層數(shù)；前第三線路板高速通道特性不再受第一線路板走線影響，因此，更容易通過只更換前后插單板來提升系統(tǒng)性能，比如通過提高系統(tǒng)速率來增加系統(tǒng)容量，而無需像傳統(tǒng)第一線路板那樣，需要重新設(shè)計(jì)第一線路板來升級(jí)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平滑升級(jí)。在消除了殘余過孔長(zhǎng)度對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響的同時(shí)，采用普通等直徑過孔或兩端大中間小的過孔，簡(jiǎn)化的工藝，降低了第一線路板加工難度以及成本。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種線路板系統(tǒng)，其特征在于包括第一線路板，該第一線路板上設(shè)置有數(shù)個(gè)過孔；第二線路板，設(shè)于所述第一線路板的一側(cè)，該第二線路板上設(shè)有數(shù)個(gè)第一表面安裝連接器，與所述過孔或者所述過孔周圍的表貼焊盤相接設(shè)；第三線路板，設(shè)于所述第一線路板的另一側(cè)，該第三線路板所在的平面與所述第二線路板所在的平面相正交，該第三線路板上具有數(shù)個(gè)分別與該第一表面安裝連接器對(duì)應(yīng)的第二表面安裝連接器，每一個(gè)第二表面安裝連接器與對(duì)應(yīng)的第一表面安裝連接器接設(shè)于相同的過孔或者表貼焊盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板系統(tǒng)，其特征在于所述第一表面安裝連接器具有數(shù)個(gè)第一管腳，所述第一表面安裝連接器通過數(shù)個(gè)第一管腳與所述過孔或者表貼焊盤通過過孔相接設(shè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線路板系統(tǒng)，其特征在于所述第一管腳焊接在所述過孔或者表貼焊盤上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線路板系統(tǒng)，其特征在于所述第一管腳壓接在所述過孔或者表貼焊盤上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板系統(tǒng)，其特征在于所述第二表面安裝連接器具有數(shù)個(gè)第二管腳，所述第二表面安裝連接器通過數(shù)個(gè)第二管腳與所述過孔或者表貼焊盤相接設(shè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線路板系統(tǒng)，其特征在于所述第二管腳焊接在所述過孔或者表貼焊盤上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線路板系統(tǒng)，其特征在于所述第二管腳壓接在所述過孔或者表貼焊盤上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的線路板系統(tǒng)，其特征在于所述過孔為等直徑的通孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的線路板系統(tǒng)，其特征在于所述過孔為兩端大中間小的階梯孔。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例涉及一種線路板系統(tǒng)，包括第一線路板，該第一線路板上設(shè)置有數(shù)個(gè)過孔；第二線路板，設(shè)于所述第一線路板的一側(cè)，該第二線路板上設(shè)有數(shù)個(gè)第一表面安裝連接器，與所述過孔或者過孔周圍的表貼焊盤相接設(shè)；第三線路板，設(shè)于所述第一線路板的另一側(cè)，該第三線路板所在的平面與所述第二線路板所在的平面相正交，該第三線路板上具有數(shù)個(gè)分別與該第一表面安裝連接器對(duì)應(yīng)的第二表面安裝連接器，每一個(gè)第二表面安裝連接器與對(duì)應(yīng)的第一表面安裝連接器接設(shè)于相同的過孔或者表貼焊盤。因此本發(fā)明實(shí)施例的線路板系統(tǒng)，采用普通等直徑過孔或兩端大中間小的過孔，簡(jiǎn)化的工藝，降低了第一線路板加工難度以及成本。
文檔編號(hào)H05K7/02GK101068450SQ200710105279
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者賈功賢 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司