專利名稱：一種印制電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及基本電氣元件，尤其涉及一種印制電路板。
背景技術(shù)：
印制電路板PCB中的電源完整性分析是近年業(yè)界的一個(gè)重要技術(shù)發(fā)展方向，其主要目的是通過(guò)各種手段降低系統(tǒng)的電源地阻抗，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作電壓。在常用的PCB中，電源系統(tǒng)包括電源模塊、普通分離電容以及電源-地平面對(duì)。由于引線電感的作用，電源模塊和普通分離電容只能在低頻起到較好的濾波作用，在高頻范圍內(nèi)，隨著工作電壓的不斷降低以及功耗的不斷增加，PCB電源系統(tǒng)需要在更高頻段范圍內(nèi)達(dá)到更低的阻抗，現(xiàn)有技術(shù)主要依靠電源地平面來(lái)解決這個(gè)問題，如圖1所示，設(shè)定圖中電源-地平面對(duì)的平板電容容值為C0。下面介紹兩種常見的降低電源-地阻抗的方法。
為了使文字簡(jiǎn)潔、敘述方便，下文中凡是涉及“阻抗”“電源與地平面的高頻阻抗”均指電源地阻抗。
1、通過(guò)降低電源平面和地平面之間的介質(zhì)厚度實(shí)現(xiàn)較低的阻抗。在電源平面和地平面之間使用厚度為2mil的介質(zhì)和使用厚度為20mi的介質(zhì)相比，在面積相同的情況下，前者的等效平板電容容值達(dá)到后者的10倍，電源-地平面對(duì)的平板電容容值得到了較大的提高，因此，電源平面和地平面之間使用2mil的介質(zhì)比使用20mil的介質(zhì)具有更低的高頻阻抗，能獲得更好的抗干擾能力和更低的電磁干擾輻射，然而由于受到生產(chǎn)工藝的限制，使得這種方法的成本過(guò)高，同時(shí)，過(guò)薄的介質(zhì)會(huì)對(duì)PCB產(chǎn)品的可靠性產(chǎn)生影響，因此介質(zhì)材料的厚度根本不可能無(wú)限地降低，因而這種方法的實(shí)用性不強(qiáng)。
2、通過(guò)使用介電常數(shù)高的介質(zhì)材料得到較低的阻抗。普通的介質(zhì)材料Fr4的介電常數(shù)為4.3，油墨的介電常數(shù)高達(dá)幾十，因此，在介質(zhì)材料厚度相同的情況下使用油墨等介質(zhì)材料也可以提高電源-地平面對(duì)的平板電容容值，從而降低電源地阻抗。但由于油墨的厚度和均勻度很難控制，降低了PCB產(chǎn)品的可靠性，因此目前這種方法還缺少成熟的批量生產(chǎn)工藝，成本也很高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能有效降低電源地阻抗的印制電路板，以克服現(xiàn)有技術(shù)條件下，印制電路板在高頻范圍內(nèi)獲得低電源-地阻抗時(shí)，成本高、可靠性低的不足。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為一種印制電路板，用以降低系統(tǒng)的電源地阻抗，其特征在于在所述的印制電路板中，對(duì)于同一電源，包括至少兩個(gè)電源-地平面對(duì)。
所述的同一電源在印制電路板中設(shè)置于一個(gè)或多個(gè)電源平面上，所述的多個(gè)電源平面之間通過(guò)通孔焊盤相連通。
所述的印制電路板包括一個(gè)或多個(gè)地平面，所述的多個(gè)地平面之間通過(guò)通孔焊盤相連通。
每個(gè)所述電源平面透過(guò)一層介質(zhì)與每個(gè)所述地平面之間交錯(cuò)相鄰層疊，形成相應(yīng)的電源-地平面對(duì)。
所述電源-地平面對(duì)是指電源平面和地平面相鄰層疊構(gòu)成的平面對(duì)。
本實(shí)用新型的有益效果為現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于同一電源，一般只存在一個(gè)電源-地平面對(duì)，在本實(shí)用新型中，同一電源存在二個(gè)或二個(gè)以上的電源-地平面對(duì)，例如，同一電源存在三個(gè)電源-地平面對(duì)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，在保持同樣的電源平面與地平面之間的介質(zhì)材料及厚度的前提下，本實(shí)用新型能得到相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)中的電源-地平面對(duì)的平板電容容值的三倍值。根據(jù)公式Z≈1/jωc其中Z為電源-地平面對(duì)的阻抗、ω為角頻率，C為平板電容的容值，可以得知阻抗Z與平板電容容值C成反比，因此增加平板電容的容值能有效地降低電源與地平面的高頻阻抗，從而提高系統(tǒng)在高頻上的抗干擾能力；而且，本實(shí)用新型所需要的生產(chǎn)工藝條件與現(xiàn)有技術(shù)是一樣的，具有生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的電源-地平面對(duì)層疊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實(shí)施例1印制電路板平面層疊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實(shí)施例2印制電路板平面層疊結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為實(shí)施例3印制電路板平面層疊結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為實(shí)施例4印制電路板平面層疊結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為實(shí)施例5印制電路板平面層疊結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為通孔焊盤結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例1
如圖2所示，本實(shí)施例包括三種平面層，即電源平面10、地平面11、12和信號(hào)平面1，電源平面10的兩個(gè)相鄰面均層疊相應(yīng)的地平面11、12，為便于說(shuō)明，現(xiàn)設(shè)本說(shuō)明書中各實(shí)施例的電源與圖1所示為同一電源，各實(shí)施例所采用的介質(zhì)材料及厚度與圖1所示是一致的，本實(shí)施例中，電源平面10與地平面11、12形成兩個(gè)電源-地平面對(duì)，該電源與地平面的平板電容容值則為2C0，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例的電源與地平面的平板電容容值得到了提高，降低了電源與地平面的高頻阻抗。
至于其內(nèi)部具體連接結(jié)構(gòu)，各平面層之間通過(guò)通孔焊盤相連通，如圖7所示，在每個(gè)平面層均附設(shè)這樣的電源層連接通孔焊盤和地層連接通孔焊盤，所述通孔焊盤內(nèi)側(cè)設(shè)置層間連接塊62，外側(cè)設(shè)置本板連接塊63，中部開設(shè)一通孔61，層間連接塊62和本板連接塊63之間形成隔離區(qū)64，隔離區(qū)64鋪設(shè)銅。
層間連接塊62和本板連接塊63均鋪設(shè)銅，本板連接塊63與本平面層的相應(yīng)電路相連通，通孔61的內(nèi)壁鋪設(shè)空心銅柱，空心銅柱貫穿于各個(gè)平面層，并與所有平面層上的層間連接塊62相連。
實(shí)施例2如圖3所示，本實(shí)施例包括電源平面、地平面21、22和信號(hào)平面2，同一電源在印制電路板中設(shè)置于電源平面201和電源平面202上，電源平面201、202和地平面21、22之間交錯(cuò)相鄰層疊，地平面21與電源平面201、電源平面201與地平面22、地平面22與電源平面202構(gòu)成了三個(gè)電源-地平面對(duì)，該電源與地平面的平板電容容值則為3C0，提高了電源與地平面的平板電容容值，降低了電源與地平面的高頻阻抗。
至于本實(shí)施例內(nèi)部具體連接結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1所述相同或相似，此處不再贅述。
實(shí)施例3如圖4所示，本實(shí)施例包括電源平面、地平面31、32、...、3N和信號(hào)平面3，本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于，同一電源在印制電路板中設(shè)置于N個(gè)電源平面301、302、...、30N上，電源平面301、302、...、30N與N個(gè)地平面31、32、...、3N之間依次交錯(cuò)相鄰層疊，構(gòu)成了2N-1個(gè)電源-地平面對(duì)，該電源與地平面的平板電容容值則為(2N-1)*C0，提高了電源與地平面的平板電容容值，降低了電源與地平面的高頻阻抗。
至于本實(shí)施例內(nèi)部具體連接結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1所述相同或相似，此處不再贅述。
實(shí)施例4如圖5所示，本實(shí)施例包括電源平面、地平面41和信號(hào)平面3，同一電源在印制電路板中設(shè)置于兩個(gè)電源平面401、402上，電源平面401和電源平面402之間層疊地平面41，電源平面401與地平面41、地平面41與電源平面402構(gòu)成了二個(gè)電源-地平面對(duì)，該電源與地平面的平板電容容值則為2C0，提高了電源與地平面的平板電容容值，降低了電源與地平面的高頻阻抗。
至于本實(shí)施例內(nèi)部具體連接結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1所述相同或相似，此處不再贅述。
實(shí)施例5如圖6所示，本實(shí)施例包括電源平面、地平面51、52和信號(hào)平面5，同一電源在印制電路板中設(shè)置于兩個(gè)電源平面501、502上，電源平面501和相應(yīng)的地平面51交錯(cuò)層疊，電源平面502和相應(yīng)的地平面52交錯(cuò)層疊，各自形成相應(yīng)的電源-地平面對(duì)，共形成了兩個(gè)電源-地平面對(duì)，該電源與地平面的平板電容容值則為2C0，提高了電源與地平面的平板電容容值，降低了電源與地平面的高頻阻抗。
就本實(shí)施例而言，同樣，同一電源可設(shè)置于多個(gè)電源平面，且各自與地平面形成相應(yīng)的電源-地平面對(duì)。
至于本實(shí)施例內(nèi)部具體連接結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1所述相同或相似，此處不再贅述。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本實(shí)用新型的印制電路板的信號(hào)平面既可以位于印制電路板的頂層，也可以位于印制電路板的底層，或者是印制電路板的任意一層或幾層，附圖中所描述的信號(hào)平面的位置并不用于限定本實(shí)用新型。同時(shí)，電源平面與地平面構(gòu)成電源-地平面對(duì)的形式還可以是上述各個(gè)實(shí)施例形式的組合，其原理、結(jié)構(gòu)與上所述相同或相似，此處不再贅述。
在實(shí)施本實(shí)用新型時(shí)，上述各實(shí)施例的介質(zhì)可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的需要選用不同的材料及厚度，比如3mi的FR4，而且各平面對(duì)之間的介質(zhì)厚度也可以不一樣。
權(quán)利要求1.一種印制電路板，用以降低系統(tǒng)的電源地阻抗，其特征在于在所述的印制電路板中，對(duì)于同一電源，包括至少兩個(gè)電源-地平面對(duì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印制電路板，其特征在于所述的同一電源在印制電路板中設(shè)置于一個(gè)或多個(gè)電源平面上，所述的多個(gè)電源平面之間通過(guò)通孔焊盤相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印制電路板，其特征在于所述的印制電路板包括一個(gè)或多個(gè)地平面，所述的多個(gè)地平面之間通過(guò)通孔焊盤相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的印制電路板，其特征在于每個(gè)所述電源平面透過(guò)一層介質(zhì)與每個(gè)所述地平面之間交錯(cuò)相鄰層疊，形成相應(yīng)的電源-地平面對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的印制電路板，其特征在于所述印制電路板包括至少一個(gè)電源平面、地平面、電源平面、地平面的層疊結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的印制電路板，其特征在于所述印制電路板包括至少一個(gè)地平面、電源平面、地平面、電源平面的層疊結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的印制電路板，其特征在于所述印制電路板包括至少一個(gè)地平面、電源平面、地平面的層疊結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的印制電路板，其特征在于所述印制電路板包括至少一個(gè)電源平面、地平面、電源平面的層疊結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種涉及基本電氣元件的印制電路板，用以降低系統(tǒng)的電源地阻抗。在所述的印制電路板中，對(duì)于同一電源，包括至少兩個(gè)電源－地平面對(duì)；同一電源在印制電路板中設(shè)置于一個(gè)或多個(gè)電源平面上，電源平面之間通過(guò)通孔焊盤相連通；印制電路板還包括一個(gè)或多個(gè)地平面，地平面之間通過(guò)通孔焊盤相連通；每個(gè)電源平面透過(guò)一層介質(zhì)與每個(gè)地平面之間交錯(cuò)相鄰層疊，形成相應(yīng)的電源－地平面對(duì)。本實(shí)用新型能有效降低同一電源的電源與地平面的高頻阻抗，并且具有成本低且可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05K1/16GK2746715SQ20042008996
公開日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者全青山, 張坤 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司