專利名稱：一種印制電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實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)界的一個重要技術(shù)發(fā)展方向，其主要目的是通過各種手段降低系統(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。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)達到更低的阻抗，現(xiàn)有技術(shù)主要依靠電源地平面來解決這個問題，如圖1所示，設(shè)定圖中電源-地平面對的平板電容容值為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、通過降低電源平面和地平面之間的介質(zhì)厚度實現(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到后者的10倍，電源-地平面對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高，同時，過薄的介質(zhì)會對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限地降低，因而這種方法的實用性不強。
2、通過使用介電常數(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。
實用新型內(nèi)容本實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，成本高、可靠性低的不足。
本實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，對于同一電源，包括至少兩個電源-地平面對。
所述的同一電源在印制電路板中設(shè)置于一個或多個電源平面上，所述的多個電源平面之間通過通孔焊盤相連通。
所述的印制電路板包括一個或多個地平面，所述的多個地平面之間通過通孔焊盤相連通。
每個所述電源平面透過一層介質(zhì)與每個所述地平面之間交錯相鄰層疊，形成相應(yīng)的電源-地平面對。
所述電源-地平面對是指電源平面和地平面相鄰層疊構(gòu)成的平面對。
本實用新型的有益效果為現(xiàn)有技術(shù)中，對于同一電源，一般只存在一個電源-地平面對，在本實用新型中，同一電源存在二個或二個以上的電源-地平面對，例如，同一電源存在三個電源-地平面對，相對于現(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，本實用新型能得到相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)中的電源-地平面對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。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的電源-地平面對層疊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實施例1印制電路板平面層疊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實施例2印制電路板平面層疊結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為實施例3印制電路板平面層疊結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為實施例4印制電路板平面層疊結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為實施例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。
具體實施方式
下面根據(jù)附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明實施例1
如圖2所示，本實施例包括三種平面層，即電源平面10、地平面11、12和信號平面1，電源平面10的兩個相鄰面均層疊相應(yīng)的地平面11、12，為便于說明，現(xiàn)設(shè)本說明書中各實施例的電源與圖1所示為同一電源，各實施例所采用的介質(zhì)材料及厚度與圖1所示是一致的，本實施例中，電源平面10與地平面11、12形成兩個電源-地平面對，該電源與地平面的平板電容容值則為2C0，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實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)，各平面層之間通過通孔焊盤相連通，如圖7所示，在每個平面層均附設(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平面層，并與所有平面層上的層間連接塊62相連。
實施例2如圖3所示，本實施例包括電源平面、地平面21、22和信號平面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)成了三個電源-地平面對，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。
至于本實施例內(nèi)部具體連接結(jié)構(gòu)與實施例1所述相同或相似，此處不再贅述。
實施例3如圖4所示，本實施例包括電源平面、地平面31、32、...、3N和信號平面3，本實施例與實施例2的區(qū)別在于，同一電源在印制電路板中設(shè)置于N個電源平面301、302、...、30N上，電源平面301、302、...、30N與N個地平面31、32、...、3N之間依次交錯相鄰層疊，構(gòu)成了2N-1個電源-地平面對，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。
至于本實施例內(nèi)部具體連接結(jié)構(gòu)與實施例1所述相同或相似，此處不再贅述。
實施例4如圖5所示，本實施例包括電源平面、地平面41和信號平面3，同一電源在印制電路板中設(shè)置于兩個電源平面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)成了二個電源-地平面對，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。
至于本實施例內(nèi)部具體連接結(jié)構(gòu)與實施例1所述相同或相似，此處不再贅述。
實施例5如圖6所示，本實施例包括電源平面、地平面51、52和信號平面5，同一電源在印制電路板中設(shè)置于兩個電源平面501、502上，電源平面501和相應(yīng)的地平面51交錯層疊，電源平面502和相應(yīng)的地平面52交錯層疊，各自形成相應(yīng)的電源-地平面對，共形成了兩個電源-地平面對，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。
就本實施例而言，同樣，同一電源可設(shè)置于多個電源平面，且各自與地平面形成相應(yīng)的電源-地平面對。
至于本實施例內(nèi)部具體連接結(jié)構(gòu)與實施例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)本實用新型的印制電路板的信號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平面的位置并不用于限定本實用新型。同時，電源平面與地平面構(gòu)成電源-地平面對的形式還可以是上述各個實施例形式的組合，其原理、結(jié)構(gòu)與上所述相同或相似，此處不再贅述。
在實施本實用新型時，上述各實施例的介質(zhì)可以根據(jù)實際設(shè)計的需要選用不同的材料及厚度，比如3mi的FR4，而且各平面對之間的介質(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，對于同一電源，包括至少兩個電源-地平面對。
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)置于一個或多個電源平面上，所述的多個電源平面之間通過通孔焊盤相連通。
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或多個地平面，所述的多個地平面之間通過通孔焊盤相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的印制電路板，其特征在于每個所述電源平面透過一層介質(zhì)與每個所述地平面之間交錯相鄰層疊，形成相應(yīng)的電源-地平面對。
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，對于同一電源，包括至少兩個電源－地平面對；同一電源在印制電路板中設(shè)置于一個或多個電源平面上，電源平面之間通過通孔焊盤相連通；印制電路板還包括一個或多個地平面，地平面之間通過通孔焊盤相連通；每個電源平面透過一層介質(zhì)與每個地平面之間交錯相鄰層疊，形成相應(yīng)的電源－地平面對。本實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。
文檔編號H05K1/16GK2746715SQ20042008996
公開日2005年12月14日 申請日期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 申請人:華為技術(shù)有限公司