CN101098587A - 印刷电路板 - Google Patents
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Abstract
一种印刷电路板,所述印刷电路板包括一第一层和一第二层,所述第一层包括相互隔离的一第一电源层和一第一接地层,所述第二层包括相互隔离的一第二电源层和一第二接地层,所述第一电源层和所述第二电源层通过一第一过孔相连接,所述第一接地层和所述第二接地层通过一第二过孔相连接,所述第一层和所述第二层之间形成一电位差为零的空间,以抑制接地杂讯的传输和减少电磁干扰强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种印刷电路板。
背景技术
印刷电路板是板卡设计的母体。它由几层树脂材料粘合在一起,内部采用铜箔走线。如图1所示,传统的四层印刷电路板最上层为主信号层1,最下层为辅信号层2,中间两层是电源层3和接地层4,每一层分别布置在不同的平面。现今的板卡设计为了保证高频的信号质量,采用六层、八层、十层甚至十二层的印刷电路板。
随着电子产品运行速度与日俱增,印刷电路板上越来越常使用低电压高电流的集成电路(IC)。然而,当集成电路快速切换时,集成电路的电源或接地引脚处会产生同步切换杂讯。这种同步切换杂讯会以电磁波的形式在印刷电路板的电源层与接地层之间传播,并且耦合至印刷电路板上的其他电路中,这种现象被称为接地杂讯(Ground Bounce Noise)。接地杂讯不仅会造成电路的误动作,还会引起电磁干扰(EMI)。
为了降低接地杂讯的影响,传统的方法是给集成电路增加一去藕合电容。所述去藕合电容能够提供一低阻抗路径,使接地杂讯顺利导引到接地层。然而,去藕合电容具有寄生电感效应,所述电感效应会影响去藕合电容对接地杂讯的抑制效果,且去藕合电容的电容值越大,所述电感效应越明显。
发明内容
鉴于以上内容,有必要提供一种可抑制接地杂讯及电磁干扰的印刷电路板。
一种印刷电路板,所述印刷电路板包括一第一层和一第二层,所述第一层包括相互隔离的一第一电源层和一第一接地层,所述第二层包括相互隔离的一第二电源层和一第二接地层,所述第一电源层朝所述第一接地层凸伸形成一第一凸部和一第一缺口,所述第一接地层朝所述第一电源层凸伸形成一第二凸部和一第二缺口,所述第二电源层朝所述第二接地层凸伸形成一第三凸部和一第三缺口,所述第二接地层朝所述第二电源层凸伸形成一第四凸部和一第四缺口,所述第一凸部部分容置于所述第二缺口中,所述第二凸部部分容置于所述第一缺口中,所述第三凸部部分容置于所述第四缺口中,所述第四凸部部分容置于所述第三缺口中,所述第一凸部在所述第二层上的投影与所述第三凸部部分重合,所述第二凸部在所述第二层上的投影与所述第四凸部部分重合,所述第一凸部和所述第三凸部通过一第一过孔相连接,所述第二凸部和所述第四凸部通过一第二过孔相连接。
相较现有技术,所述第一层和所述第二层之间,在所述第一凸部在所述第二层上的投影与所述第三凸部部分重合的位置,以及在所述第二凸部在所述第二层上的投影与所述第四凸部部分重合的位置形成一电位差为零的空间,从而抑制接地杂讯的传输,并且形成一个差分电场结构,达到减少电磁干扰强度的目的。
附图说明
图1是传统的四层印刷电路板示意图。
图2是本发明印刷电路板的较佳实施方式的电源层与接地层布置示意图。
图3是本发明印刷电路板的较佳实施方式的电源层与接地层布置分解示意图。
图4是本发明印刷电路板的较佳实施方式的电源层与接地层布置侧视图。
图5是本发明印刷电路板的较佳实施方式与传统的印刷电路板的频率响应比较示意图。
图6是本发明印刷电路板的较佳实施方式与传统的印刷电路板的电磁辐射效应比较示意图。
具体实施方式
请参阅图2至图4,本发明印刷电路板的较佳实施方式包括一第一层100和一第二层200。所述第一层100包括一第一电源层10a和一第一接地层20a,所述第二层200包括一第二电源层10b和一第二接地层20b。所述第一电源层10a和所述第一接地层20a之间没有布置金属层,故相互隔离,同样所述第二电源层10b和所述第二接地层20b相互隔离。所述第一电源层10a朝所述第一接地层20a凸伸形成一第一凸部11和一第一缺口12,所述第一接地层20a朝所述第一电源层10a凸伸形成一第二凸部21和一第二缺口22,所述第二电源层10b朝所述第二接地层20b凸伸形成一第三凸部13和一第三缺口14,所述第二接地层20b朝所述第二电源层10b凸伸形成一第四凸部23和一第四缺口24。所述第一凸部11部分容置于所述第二缺口22中,所述第二凸部21部分容置于所述第一缺口12中,所述第三凸部13部分容置于所述第四缺口24中,所述第四凸部23部分容置于所述第三缺口14中。所述第一凸部11在所述第二层200上的投影与所述第三凸部13部分重合形成一重合区域15,所述第二凸部21在所述第二层200上的投影与所述第四凸部23部分重合形成一重合区域25。所述第一凸部11和所述第三凸部13通过一第一过孔30相连接,所述第二凸部21和所述第四凸部23通过一第二过孔32相连接。一第一铁氧体磁珠40的一端与所述第二电源层10b相连接,另外一端与所述第一过孔30相连接;一第二铁氧体磁珠42的一端与所述第二接地层20b相连接,另外一端与所述第二过孔32相连接。
所述第一层100和所述第二层200之间在所述重合区域15与所述重合区域25所在的位置形成一电位差为零的空间700。由电磁学理论可知,电位差为零时,电场强度也为零。故所述电场强度为零的空间700形成了一道阻隔,使电磁波无法通过而达到抑制接地杂讯在所述第一电源层10a与所述第二电源层10b之间,以及所述第一接地层20a与所述第二接地层20b之间传输。此外,所述电场强度为零的空间700的左侧空间800与右侧空间900的电场方向相反,因此构成一差分电场结构,从而减少了电磁干扰的强度。
所述铁氧体磁珠40、42分别可以抑制通过所述第一过孔30从所述第一电源层10a流向所述第二电源层10b的特定频率的接地杂讯,和通过所述第二过孔32从所述第一接地层20a流向所述第二接地层20b的特定频率的接地杂讯。设计者可以用仿真软件分析获知所述特定频率,再由所述特定频率确定所述铁氧体磁珠40、42的参数。
通过仿真软件分析可知,所述第一凸部11与所述第二凸部21的表面表面面积大小相等时,或所述第三凸部13与所述第四凸部23的表面面积大小相等时会产生共振现象。为了消除所述共振现象,令所述第一凸部11与所述第二凸部21的表面面积大小不相等,以及所述第三凸部13与所述第四凸部23的表面面积大小不相等。
请参阅图5,在传统的印刷电路板和本发明印刷电路板的较佳实施方式的相同位置上模拟***损耗,曲线50为传统的印刷电路板频率响应,曲线52为本发明印刷电路板的较佳实施方式的频率响应。从曲线50、52可以看出,本发明印刷电路板的较佳实施方式的***损耗值比传统的印刷电路板的***损耗值要低得多。而***损耗值越低,则表示对接地杂讯的隔离效果越好。
依照现行的相关电磁干扰规范,通常电子设备在1GHz以下的频段不能辐射出过量的电磁波。请参阅图6,在距离所述印刷电路板3米的位置测量电磁辐射强度,曲线60为传统的印刷电路板电磁辐射效应,曲线62为本发明印刷电路板的较佳实施方式的电磁辐射效应。对比发现,本发明印刷电路板的较佳实施方式的电磁辐射在频率为700MHz处被大幅度抑制。
Claims (4)
1.一种印刷电路板,所述印刷电路板包括一第一层和一第二层,其特征在于,所述第一层包括相互隔离的一第一电源层和一第一接地层,所述第二层包括相互隔离的一第二电源层和一第二接地层,所述第一电源层朝所述第一接地层凸伸形成一第一凸部和一第一缺口,所述第一接地层朝所述第一电源层凸伸形成一第二凸部和一第二缺口,所述第二电源层朝所述第二接地层凸伸形成一第三凸部和一第三缺口,所述第二接地层朝所述第二电源层凸伸形成一第四凸部和一第四缺口,所述第一凸部部分容置于所述第二缺口中,所述第二凸部部分容置于所述第一缺口中,所述第三凸部部分容置于所述第四缺口中,所述第四凸部部分容置于所述第三缺口中,所述第一凸部在所述第二层上的投影与所述第三凸部部分重合,所述第二凸部在所述第二层上的投影与所述第四凸部部分重合,所述第一凸部和所述第三凸部通过一第一过孔相连接,所述第二凸部和所述第四凸部通过一第二过孔相连接。
2.如权利要求1所述的印刷电路板,其特征在于,所述印刷电路板还包括一第一铁氧体磁珠和一第二铁氧体磁珠,所述第一铁氧体磁珠的一端与所述第二电源层相连接,另外一端与所述第一过孔相连接;所述第二铁氧体磁珠的一端与所述第二接地层相连接,另外一端与所述第二过孔相连接。
3.如权利要求1或2所述的印刷电路板,其特征在于,所述第一凸部与所述第二凸部的表面面积大小不相等。
4.如权利要求3所述的印刷电路板,其特征在于,所述第三凸部与所述第四凸部的表面面积大小不相等。
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