專利名稱：一種印刷電路板的布線方法及印刷電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于印刷電路板制作領(lǐng)域，尤其涉及一種印刷電路板的布線方法及印刷電路板。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品的信號速率越來越快，噪聲容限越來越低，信號完整性(Signal Integrity，SI)、電源完整性(Power Integrity，PI)、電磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，EMC)的問題越來越突出。人們通常要求電子產(chǎn)品具有電磁兼容性，即指電子設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求一方面指設(shè)備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面指設(shè)備對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。所以電子產(chǎn)品需要通過相關(guān)的標準認證，才能進入相應(yīng)市場，如中國強制性產(chǎn)品認證制度(China Compulsory Certification，3C)、歐盟(Confomite Europeene，CE)認證、美國的美國聯(lián)邦通信委員會(FederalCommunications Commission，F(xiàn)CC)認證等相關(guān)EMC認證。
為了使電子產(chǎn)品能夠滿足電磁兼容性，常用的措施是為印刷電路板加屏蔽盒，對產(chǎn)品進行屏蔽，從而達到滿足電磁兼容性能的要求。由于用戶通常希望電子終端產(chǎn)品外形美觀，價格便宜，且滿足相關(guān)電磁兼容性的標準認證。因此，電子終端產(chǎn)品最好能在不采取任何屏蔽措施的情況下，在電路板級能滿足電磁兼容性能的要求。
通常電路板上一般存在差模輻射和共模輻射兩種輻射模式，差模輻射是影響電磁兼容性很重要的一個方面。如圖1所示，信號由驅(qū)動端發(fā)送到接收端，到達接收端以后，信號需要返回到驅(qū)動端中去，產(chǎn)生電流環(huán)。
信號差模輻射的電場強度表達式為|E|=2.6f2AdI]]>其中，|E|表示電磁波干擾的電場強度，f表示信號頻率，I表示信號大小，A表示信號流過的回路面積，d表示與輻射源的距離。從上式中可以看出，信號的遠場輻射電場強度與信號的回路面積成正比，因此通過減小信號回路面積能有效降低信號的輻射。
為了減小信號回路面積，現(xiàn)有的板級EMC設(shè)計布線時通常采用使電源地平面盡量完整，給信號提供理想的參考平面，縮短信號回流路徑，如圖2所示，當?shù)鼐€層為信號走線層提供完整的參考平面的時候，信號方向與信號回流方向所組成的信號回路面積最小，從而差模輻射最小。圖3示出了這種情況下印刷電路板的布線示例。
在電源、地平面分割比較多或者2層板的情況下，信號線不可避免的會出現(xiàn)跨分割的情況。如圖4所示，在線跨分割的情況下，驅(qū)動端與接收端信號線有一部分在平面的缺口處，所以信號線的參考平面不完整，信號回流路徑需要繞道而行，從而造成信號回路面積增大，輻射增強，EMC性能降低。
為了解決參考平面出現(xiàn)跨分割時不能為信號線提供完整參考平面的問題，在現(xiàn)有技術(shù)中采用了在信號線旁進行包地走線，利用信號線旁邊的地線對信號線進行屏蔽，就近為信號線提供信號回流路徑，來達到滿足EMC要求的目的。如圖5所示，由于信號線與地線一起并排布線，所以當信號回流經(jīng)過跨分割處時，信號回流就近選擇地線作為回流路徑，這樣比沒有采用信號線包地處理情況下的信號回流路徑要小，信號回路面積減小，因此輻射減小。但由于信號只能在地線上進行回流，對于以電源回流的信號，最后在終點只能通過位移電流的方式，將地線上的回流信號轉(zhuǎn)移到電源上，由于采用了位移電流的方式，所以輻射發(fā)射仍然比較嚴重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種印刷電路板的布線方法，旨在解決印刷電路板布線時由于信號回路面積較大，導(dǎo)致輻射加大，電磁兼容性能低的問題。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種印刷電路板。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種印刷電路板的布線方法，所述方法包括在布線時，將電源走線、地線隨著信號線并排走線。
所述方法進一步包括當?shù)鼐€構(gòu)成的地網(wǎng)絡(luò)或電源走線構(gòu)成的電源網(wǎng)絡(luò)分布于印刷電路板的不同層時，將不同層的地網(wǎng)絡(luò)或電源網(wǎng)絡(luò)分別網(wǎng)格化。
所述方法進一步包括當信號線換層走線時，在所述換層處放置濾波電容，連接換層處的信號線。
所述方法進一步包括在電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置濾波電容。
一種印刷電路板，包括電源走線、地線和信號線，所述電源走線、地線隨著信號線并排走線。
當?shù)鼐€構(gòu)成的地網(wǎng)絡(luò)或電源走線構(gòu)成的電源網(wǎng)絡(luò)分布于印刷電路板的不同層時，每一層的地網(wǎng)絡(luò)或電源網(wǎng)絡(luò)分別網(wǎng)格化。
當信號線換層走線時，所述換層處放置有濾波電容，連接換層處的信號線。
所述印刷電路板的電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置有濾波電容。
本發(fā)明采取電源走線、地線并排走，而且是伴著信號線走的方式，為信號回流就近提供電源和地回流路徑，減小了信號回路面積，提高了印刷電路板的電磁兼容性，并根據(jù)實際需要在此基礎(chǔ)上通過在信號換層處放置濾波電容的方式，或者電源、地線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化，或者在電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置濾波電容的方式進一步提高了印刷電路板的電磁兼容效果。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中差模輻射的示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中完整參考平面信號走線的信號回路示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中完整參考平面走線的布線示例圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)中線跨分割時的信號回路示意圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)中信號線與地線并排布線時的信號回流示意圖；圖6A、B是電源回流和地回流的原理示意圖；圖7是本發(fā)明中電源走線、地線與信號線并排布線的原理示意圖；圖8是本發(fā)明中電源走線、地線與信號線并排布線的布線示例圖；圖9是本發(fā)明中電源走線網(wǎng)格化的布線示例圖；圖10是本發(fā)明中在電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置濾波電容的布線示例圖；圖11是本發(fā)明中在信號換層處放置濾波電容的布線示例圖。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
在本發(fā)明中的印刷電流板布線時，采取電源走線、地線并排走，而且是伴著信號線走的方式，就近給信號提供回流路徑，有效減少了信號的回路面積，提高了印刷電路板的電容兼容性。
信號回流方式可分為電源回流和地回流兩種，以一個供電電壓為3.3V的低電壓晶體管-晶體管邏輯(Low Voltage Transister-Transister-Logic，LVTTL)電平信號為例，其輸入輸出如圖6A、6B所示，左端為輸出緩沖器，即驅(qū)動端；右端為輸入緩沖器，即接收端。當驅(qū)動端輸出為高電平時，如圖6A所示，其理想的回流路徑應(yīng)為地線回流，當驅(qū)動端向接收端發(fā)送信號，到達接收端的信號通過地線回流到驅(qū)動端。當驅(qū)動端輸出為低電平時，如圖6B所示，其理想的回流路徑應(yīng)為電源走線回流，當驅(qū)動端向接收端發(fā)送信號時，到達接收端的信號通過電源走線回流到驅(qū)動端。
因此，在本發(fā)明中，當信號回流無理想?yún)⒖计矫婊蛘邿o優(yōu)選參考平面時，為了為信號就近提供地回流和電源回流路徑，在信號線走線的同時，讓地線和電源走線與信號線并排布線，而不需要區(qū)分信號回流的方式是電源回流，還是地回流。當信號回流時，由信號自動選擇適當?shù)幕亓髀窂?，返回?qū)動端，布線設(shè)計原理如圖7所示，芯片1、芯片3與電源之間電源走線和地線并排走線，芯片1、芯片2、芯片3三個芯片之間采用地線、電源走線與信號線并排布線，使信號無論在何種回流情況時，均有較小的回流路徑，降低了輻射，提高了EMC性能。圖8示出了這種情況下的布線示例，根據(jù)電路的實際情況，在實際布線中，每2至3根信號線兩邊就有一根電源走線、一根地線，為信號就近提供電源回流和地回流路徑。
作為本發(fā)明的一個實施例，當印刷電路板為多層板或兩層板時，通過過孔將分布于不同層的電源走線構(gòu)成的電源網(wǎng)絡(luò)或地線構(gòu)成的地網(wǎng)絡(luò)分別網(wǎng)格化。當分布于不同層的電源網(wǎng)絡(luò)或地網(wǎng)絡(luò)充分連接后，能夠為信號回流提供盡可能短的回流路徑。對于可能出現(xiàn)的信號回流路徑大的問題，信號回流可以有更多回流路徑的選擇余地，選擇其中最短的回流路徑，減小回流面積。如圖9所示的示例，在實際電路允許的情況下，通過將印刷電路板的頂層(元件面)電源網(wǎng)絡(luò)，與底層(焊接面)電源網(wǎng)絡(luò)過孔充分連接，得到合成后的電源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化布線。同樣，在實際電路允許的情況下，通過將元件面地網(wǎng)絡(luò)與焊接面地網(wǎng)絡(luò)過孔充分連接，可以合成后的地網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化布線。
由于電源系統(tǒng)存在傳輸阻抗，為了降低傳輸阻抗，為信號回流提供盡可能短的回流路徑，作為本發(fā)明的另一實施例，可以在電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置一定數(shù)量的濾波電容，放置濾波電容的數(shù)量可以根據(jù)實際的電路情況，盡可能多的放置濾波電容，布線示例如圖10所示。
作為本發(fā)明的另一實施例，在印刷電路板是2層或多層板時，存在信號線需要換層的情況。當信號線從上一層走線換到下一層走線的時候，信號線必然找不到理想的參考平面為其提供回流路徑。此時，在信號換層處放置濾波電容，連接換層處的信號線，為換層的信號線就近提供回流路徑，布線示例如圖11所示。
在具體布線時，可以根據(jù)實際需要對上述幾種方式進行組合使用，進一步降低輻射，提高印刷電流板的電磁兼容效果，具體可以采取電源走線、地線與信號線并行布線并在信號換層處放置濾波電容的方式，或者電源走線、地線與信號線并行布線且電源、地線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化，并在信號換層處放置濾波電容的方式，或者電源走線、地線與信號線并行布線且電源、地線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化，并在電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置濾波電容的方式，具體的布線示例不再贅述。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板的布線方法，其特征在于，所述方法包括在布線時，將電源走線、地線隨著信號線并排走線。
2.如權(quán)利要求1所述的印刷電路板的布線方法，其特征在于，所述方法進一步包括當?shù)鼐€構(gòu)成的地網(wǎng)絡(luò)或電源走線構(gòu)成的電源網(wǎng)絡(luò)分布于印刷電路板的不同層時，將不同層的地網(wǎng)絡(luò)或電源網(wǎng)絡(luò)分別網(wǎng)格化。
3.如權(quán)利要求1或2所述的印刷電路板的布線方法，其特征在于，所述方法進一步包括當信號線換層走線時，在所述換層處放置濾波電容，連接換層處的信號線。
4.如權(quán)利要求1或2所述的印刷電路板的布線方法，其特征在于，所述方法進一步包括在電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置濾波電容。
5.一種印刷電路板，包括電源走線、地線和信號線，其特征在于，所述電源走線、地線隨著信號線并排走線。
6.如權(quán)利要求5所述的印刷電路板，其特征在于，當?shù)鼐€構(gòu)成的地網(wǎng)絡(luò)或電源走線構(gòu)成的電源網(wǎng)絡(luò)分布于印刷電路板的不同層時，不同層的地網(wǎng)絡(luò)或電源網(wǎng)絡(luò)分別網(wǎng)格化。
7.如權(quán)利要求5或6所述的印刷電路板，其特征在于，當信號線換層走線時，所述換層處放置有濾波電容，連接換層處的信號線。
8.如權(quán)利要求5或6所述的印刷電路板，其特征在于，所述印刷電路板的電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置有濾波電容。
全文摘要
本發(fā)明適用于印刷電路板制作領(lǐng)域，提供了一種印刷電路板的布線方法及印刷電路板，在布線時，將電源走線、地線隨著信號線并排走線。本發(fā)明采取電源走線、地線并排走，而且是伴著信號線走的方式，為信號回流就近提供電源和地回流路徑，減小了信號回路面積，提高了印刷電路板的電磁兼容性，并根據(jù)實際需要在此基礎(chǔ)上通過在信號換層處放置濾波電容的方式，或者電源、地線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化，或者在電源、地線網(wǎng)絡(luò)布線之間放置濾波電容的方式進一步提高了印刷電路板的電磁兼容效果。
文檔編號H05K1/11GK1949953SQ200610063428
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月1日
發(fā)明者鄭姚興 申請人:華為技術(shù)有限公司