[发明专利]印刷电路板的基本连续的嵌入瞬时保护层

说明书

背景技术

印刷电路板、背侧面、中间面、印刷线路板、柔性电路、刚柔电路、多芯片模组(MCM)、内插板等在这里共同称作“PCB”。

贯孔结构典型地提供在z轴方向上(与PCB的x-y平面正交)的导电层之间的导电路径。通过多种技术，包括但不限于激光钻孔、机械钻孔以及基于光清晰度的技术，而形成贯孔。贯孔随后部分地或全部地填充或涂敷上通常是金属的导电材料。这种贯孔结构可以是盲孔、埋孔、通孔，并且在导电层上可以包括或可以不包括焊盘，这是PCB设计领域的技术人员众所周知的。

印刷电路板上的敏感部件可能因静电放电(ESD)的瞬时发生而受损伤。ESD的特征在于例如几皮秒内的几十千伏量级的快速上升。具有较低峰电压水平和较缓上升时间的其他瞬时现象也可能导致对印刷电路板的损伤。例如，可能因不良接地烙铁，或功率转换继电器，或连接到印刷电路板的通信线上的雷击而导致电压的突然升高。这里所使用的“瞬时”不仅包括ESD事件，而且包括直接或间接地引发到印刷电路板的电压和电流的，并且这种电压和电流的幅度足够高而导致印刷电路板上的电子部件的退化或故障的短时间的任何现象。

图1A是说明由导电保护环104保护的印刷电路板102的示意图。印刷电路板(PCB)102具有长度L和宽度W。在图1A中，在PCB 102的每个外层的外围上添加导电保护环104(图1中只有一个是可见的)，并且一个或多个分立的瞬时保护器件可以连接到PCB102。保护环104在I/O连接器106安装到PCB 102上的位置处连接到底盘接地。典型地，当人拿起PCB时，此人将最先接触PCB的外围。通过沿着PCB 102的外围布置保护环104，保护环104将不期望的瞬时电流改向到底盘接地。因此，有害电流不允许流到PCB 102上的瞬时敏感部件。但是，保护环不能保护PCB 102的内表面112。瞬时保护的另一种形式是使用分立的瞬时保护器件。

分立的瞬时保护器件例如分立的瞬时保护器件108可以在信号和/或电源线进入PCB 102的位置例如连接器106处连接到PCB 102。但是，分立的瞬时保护器件消耗PCB上的宝贵资源。例如，美国专利6,657,532号公开由布置在接地面和电导体之间的纯电介质聚合物或玻璃的薄层制成的分立过电压保护部件。美国专利6,657,532号还公开了具有多层可变电压材料的分立过电压保护部件。分立的瞬时保护器件的另一个非限制例子是可复位的聚合正温度系数(PPTC)器件或电压可转换电介质材料(VSDM)。就像熔丝一样，PPTC器件帮助保护电路免受过电流损伤。但是，分立的PPTC器件消耗PCB上的宝贵资源。

瞬时保护的其他形式包括片上瞬时保护器件110例如齐纳二极管。但是，这种片上瞬时保护器件不具有有效地驱散大的瞬时事件的足够能力。分立的和片上的瞬时保护器件通常都具有过量的固有电容，这使得这种器件不适合于在高速应用中使用。分立的和片上的瞬时保护器件的主要保护机制都是通过不期望的瞬时能量到热量的转变。因此，大的瞬时幅值和/或重复地暴露于大的瞬时幅值可能导致过热，这又导致这种器件的性能退化。

图1B是在1B处截取的图1A的PCB 102的横截面150。横截面150显示PCB包括多层材料160。横截面150还显示保护环104、片上瞬时保护器件110、连接器106，以及分立保护器件108。

根据发明的某些实施方案，电压可转换电介质材料可以用作瞬时保护材料。在过去，电压可转换电介质材料用来制造可使之变成导电的绝缘衬底。当导电时，电压可转换电介质材料经得起电化学处理例如用于制造导电轨道的电镀。这种方法由美国专利6,797,145号公开。因此，美国专利6,797,145号公开了电压可转换电介质材料用作为了制造导电轨道可使之变成导电的绝缘衬底。

因此，考虑到前述内容，需要瞬时保护的有效形式。

发明内容

在某些示例实施方案中，具有集成瞬时保护的印刷电路板(PCB)包括多个层，其包括至少一个参考面，如这里所定义的，该至少一个参考面包括嵌入的平面瞬时保护材料。

使用这种参考面的一个优点在于该参考面担当热沉(heatsink)，并且因此改善PCB上的敏感电子部件的退化。

在阅读下面的说明书以及研究几个附图之后，这里所公开的这些和其他实施方案及其他特征对于本领域技术人员将变得明白。

附图说明

图1A是说明由导电保护环保护的印刷电路板的示意图；

图1B是在1B处截取的图1A的PCB 102的横截面；

图2是说明需要瞬时保护的电路的两个接触区之间的聚合物区的示意图；