一种PCB板结构制造技术

本发明专利技术涉及PCB制造领域，具体涉及一种PCB板结构。该PCB板结构包括相互层叠设置的至少四层用于传输信号的信号层和至少两层用于接地的接地层；PCB板结构的顶层和底层均为信号层，信号层的相邻层之中的零层以上为接地层信号层内布置有电源平面，电源平面位于信号层的未布线区域。本发明专利技术实施例通过分布于信号层上的电源平面实现电源层的功能，并且信号层的相邻层之中至少有一层为接地层，从而保证信号层的回流路径不会在电源平面与接地层之间形成的回流路径内，从而消除电源完整性、信号完整性和电磁兼容性的问题，大大节省开发时间和研发成本。

【技术实现步骤摘要】
一种PCB板结构
本专利技术涉及PCB制造领域，具体涉及一种PCB板结构。
技术介绍
PCB板(PrintedCircuitBoard，印制电路板)是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体，广泛应用于在基于X86(一种复杂指令集)平台的工控主板和医疗主板，ATCA(AdvancedTelecomComputingArchitecture,高级通讯计算机架构)刀片式服务器主板，基于PowerPC(PerformanceOptimizationWithEnhancedRISC–PerformanceComputing，精简指令集架构的)平台的工控主板基于DSP(DigitalSignalProcessing，数字信号处器)、超大规模FPGA(Field－ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)、PowerPC平台的无线基站主板，基于DSP、超大规模FPGA、PowerPC平台的电信主板，基于X86平台的安全存储器、基于交换机芯片平台的100G交换机主板，100G背板等，在这些主板产品开发过程中，经常遇到信号完整性(即信号在传输路径上的质量)问题、电源完整性(即电源在传输路径上的质量)问题和EMC(ElectroMagneticCompatibility，电磁兼容性)的问题。关于信号完整性，高速PCB板中高速信号、模拟信号对于噪声余量非常敏感，即正常工作时仅能允许非常小的噪声余量，噪声余量超标时会对高速信号的品质构成直接影响，从而直接影响传输信号的质量；另外，关于电源完整性，高速PCB板中的各种高速器件工作时处于开关状态，产生瞬间变化的电流，在经过回流途径上存在的电感时，形成交流压降，从而引起噪声，这种噪声称为同步开关噪声(简称SSN)，并且随着开关器件数目不断增加，芯片工作电压不断减小，电源平面上电源的波动会给系统带来致命的影响；信号速度加快，电源平面因耦合电感而承受不小的压降，电源质量也直接影响最终PCB的信号完整性和EMC。现有PCB板结构由于信号层处于接地层和电源层之间，从而电源层上的电源平面的回流路径与信号的回流路径之间会产生回路互感效应，从而影响信号层中信号的品质，此外，电源层与接地层之间还形成平板电容，被夹在平板电容之间的信号层会被电源层和接地层之间产生的电磁场所干扰，从而影响信号层的信号品质，当遇到这些信号完整性和电源完整性导致的例如高速差分信号眼图挣不开，电源平面上有很强的噪声、输入和输出(Input/Output，I/O)端口辐射超标等一系列问题时，就不得不对PCB板进行重新设计，然而对PCB板重新设计需要耗费大量的时间和成本，并且很多时候并非一次重新设计就能解决对应问题，从而大大增加成本和延长开发周期。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种PCB板结构，能够解决PCB板设计带来的信号完整性、电源完整性和电磁兼容的问题。有鉴于此，本专利技术实施例第一方面提供一种PCB板结构，可包括：相互层叠设置的至少四层用于传输信号的信号层和至少两层用于接地的接地层；PCB板结构的顶层和底层均为信号层，信号层的相邻层之中的零层以上为接地层信号层内布置有电源平面，电源平面位于信号层的未布线区域。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，PCB板结构不包含独立的电源层。结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述信号层的相邻层之中的一层以上为接地层。结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，位于顶层和底层之间的信号层为内部的信号层，内部的信号层到内部的信号层的第一参考接地层之间的距离为第一距离，内部的信号层到内部的信号层的第二参考接地层之间的距离为第二距离，第一距离小于第二距离。结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，至少两层接地层之中至少一层接地层内布置有电源平面。结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，顶层和/或底层内布置有元器件，位于顶层和底层之间的信号层为内部的信号层，元器件的焊盘处设置有与内部的信号层电连接的过孔，焊盘与过孔电连接。结合第一方面，在第一方面的第六种可能的实现方式中，接地层内布置有电源平面，接地层相邻的信号层内布置有第一信号线路，接地层内的电源平面在信号层上的投影与信号层内的第一信号线路不重叠；和/或，接地层内布置有电源平面，与接地层相邻的信号层内布置有电源平面，接地层内的电源平面在信号层上的投影与信号层内的电源平面不重叠。结合第一方面，在第一方面的第七种可能的实现方式中，顶层上布置有敏感元器件或强干扰元器件，与顶层相邻的接地层内布置有电源平面，与顶层相邻的接地层内的电源平面与顶层上的敏感元器件或强干扰元器件在与顶层相邻的接地层上的投影不重叠；和/或，底层上布置有敏感元器件或强干扰元器件，与底层相邻的接地层内布置有电源平面，与底层相邻的接地层内的电源平面与底层上的敏感元器件或强干扰元器件在与底层相邻的接地层上的投影不重叠。结合第一方面，在第一方面的第八种可能的实现方式中，顶层和/或底层内布置有电源平面，位于顶层和底层之间的内部的信号层内布置有高速信号线路、高频信号线路、强干扰信号线路中的至少一种。结合第一方面，在第一方面的第九种可能的实现方式中，位于顶层和底层之间的信号层为内部的信号层，内部的信号层内布置有电源平面，与内部的信号层相邻的信号层内布置有敏感信号线路，与内部的信号层相邻的信号层内的敏感信号线路与内部的信号层内的电源平面在与内部的信号层相邻的信号层上的投影不重叠；和/或，内部的信号层内布置有第一信号线路和/或低速信号线路，与内部的信号层相邻的信号层内布置有敏感信号线路，与内部的信号层相邻的信号层内的敏感信号线路与内部的信号层内的第一信号线路和/或低速信号线路在与内部的信号层相邻的信号层上的投影相互错开。结合第一方面，在第一方面的第十种可能的实现方式中，位于顶层和底层之间的内部的信号层的基材铜厚小于1盎司。结合第一方面，在第一方面的第十一种可能的实现方式中，顶层和底层的基材铜厚小于1盎司，在顶层和底层的非电镀区域贴有防电镀的干膜，顶层和底层在电镀和蚀刻后的非电镀区域的铜厚为电镀前的顶层和底层的基材铜厚。结合第一方面，在第一方面的第十二种可能的实现方式中，对顶层和/或底层的非电镀区域进行表面工艺处理。结合第一方面，在第一方面的第十三种可能的实现方式中，顶层和/或位于顶层和底层之间的内部的信号层中布置有高速信号线路或高频信号线路，高速信号线路或高频信号线路采用通孔换层，对传输高速信号线路或高频信号线路的通孔从底层进行背钻处理，且背钻后的与内部的信号层相连接的桩的长度小于等于10mil，桩的长度为内部的信号层到背钻顶端处的距离；和/或，底层和/或位于顶层和底层之间的内部的信号层中布置有高速信号线路或高频信号线路，高速信号线路或高频信号线路采用通孔换层，对传输高速信号线路或高频信号线路的通孔从底层进行背钻处理，且背钻后的与内部的信号层相连接的桩的长度小于等于10mil，桩的长度为内部的信号层到背钻顶端处的距离；和/或，底层和/或位于顶层和底层之间的内部的信号层中的高速信号线路或高频信号线路采用激光孔和/或激光孔结合埋孔换层，激光孔为M次的叠孔；其中，M为大于等于零的整数。结合第一方面，在第一方面的第十四种可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PCB板结构，其特征在于，包括：相互层叠设置的至少四层用于传输信号的信号层和至少两层用于接地的接地层；所述PCB板结构的顶层和底层均为所述信号层，所述信号层的相邻层之中的零层以上为接地层，所述信号层内布置有电源平面，所述电源平面位于所述信号层的未布线区域。

【技术特征摘要】
1.一种PCB板结构，其特征在于，包括：相互层叠设置的至少四层用于传输信号的信号层和至少两层用于接地的接地层；所述PCB板结构的顶层和底层均为所述信号层，所述信号层的相邻层之中的零层以上为接地层，所述信号层内布置有电源平面，所述电源平面位于所述信号层的未布线区域，所述PCB板结构不包含独立的电源层。2.根据权利要求1所述的PCB板结构，其特征在于，所述信号层的相邻层之中的一层以上为接地层。3.根据权利要求1所述的PCB板结构，其特征在于，位于所述顶层和所述底层之间的信号层为内部的信号层，所述内部的信号层到所述内部的信号层的第一参考接地层之间的距离为第一距离，所述内部的信号层到所述内部的信号层的第二参考接地层之间的距离为第二距离，所述第一距离小于所述第二距离。4.根据权利要求1所述的PCB板结构，其特征在于，至少两层所述接地层之中至少一层接地层内布置有电源平面。5.根据权利要求1所述的PCB板结构，其特征在于，所述顶层和/或所述底层内布置有元器件，位于所述顶层和所述底层之间的信号层为内部的信号层，所述元器件的焊盘处设置有与所述内部的信号层电连接的过孔，所述焊盘与所述过孔电连接。6.根据权利要求1所述的PCB板结构，其特征在于，所述接地层内布置有电源平面，与所述接地层相邻的所述信号层内布置有第一信号线路，所述接地层内的电源平面在所述信号层上的投影与所述信号层内的第一信号线路不重叠；和/或，所述接地层内布置有电源平面，与所述接地层相邻的所述信号层内布置有电源平面，所述接地层内的电源平面在所述信号层上的投影与所述信号层内的电源平面不重叠。7.根据权利要求1所述的PCB板结构，其特征在于：所述顶层上布置有敏感元器件或强干扰元器件，与所述顶层相邻的接地层内布置有电源平面，与所述顶层相邻的接地层内的电源平面与所述顶层上的敏感元器件或强干扰元器件在与所述顶层相邻的接地层上的投影不重叠；和/或，所述底层上布置有敏感元器件或强干扰元器件，与所述底层相邻的接地层内布置有电源平面，与所述底层相邻的接地层内的电源平面与所述底层上的敏感元器件或强干扰元器件在与所述底层相邻的接地层上的投影不重叠。8.根据权利要求1所述的PCB板结构，其特征在于：所述顶层和/或所述底层内布置有电源平面，位于所述顶层和所述底层之间的内部的信号层内布置高速信号线路、高频信号线路、强干扰信号线路中的至少一种。9.根据权利要求1所述的PCB板结构，其特征在于：位于所述顶层和所述底层之间的信号层为内部的信号层，所述内部的信号层内布置有电源平面，与所述内部的信号层相邻的信号层内布置有敏感信号线路，与所述内部的信号层相邻的信号层内的敏感信号线路与所述内部的信号层内的电源平面在与所述内部的信号层相邻的信号层上的投影不重叠；和/或，所述内部的信号层内布置有第一信号线路和/或低速信号线路，与所述内部的信号层相邻的信号层内布置有敏感信号线路，与所述内部的信号层相邻的信号层内的敏感信号线路与所述内部的信号层内的第一信号线路和/或低速信号线路在与所述内部的信号层相邻的信号层上的投影相互错开。10.根据权利要求1所述的PCB板结构，其特征在于：位于所述顶层和所述底层之间的内部的信号层的基材铜厚小于1盎司。11.根据权利要求1所述的PCB板结构，其特征在于：所述顶层和所述底层的基材铜厚小于1盎司，在所述顶层和所述底层的非电镀区域贴有防电镀的干膜，所述顶层和所述底层在电镀和蚀刻后的所述非电镀区域的铜厚为电镀前的所述顶层和所述底层的基材铜厚。12.根据权利要求11所述的PCB板结构，其特征在于：对所述顶层和/或所述底层的所述非电镀区域进行表面工艺处理。13.根据权利要求1所述的PCB板结构，其特征在于：所述顶层和/或位于所述顶层和所述底层之间的内部的信号层中布置有高速信号线路或高频信号线路，所述高速信号线路或高频信号线路采用通孔换层，对传输高速信号线路或高频信号线路的通孔从底层进行背钻处理，且背钻后的与所述内部的信号层相连接的桩的长度小于等于10mil，所述桩的长度为所述内部的信号层到背钻顶端处的距离；和/或，所述底层和/或位于所述顶层和所述底层之间的内部的信号层中布置有高速信号线路或高频信号线路，所述高速信号线路或高频信号线路采用通孔换层，对所述传输高速信号线路或所述高频信号线路的通孔从顶层进行背钻处理，且背钻后的与所述内部的信号层相连接的桩的长度小于等于10mil，所述桩的长度为所述内部的信号层到背钻顶端处的距离；和/或，所述底层和/或位于所述顶层和所述底层之间的内部的信号层中的高速信号线路或所述高频信号线路采用激光孔和/或激光孔结合埋孔换层，所述激光孔为M次的叠孔；其中，M为大于等于零的整数。14.根据权利要求1所述的PCB板结构，其特征在于：位于所述信号层中的高速信号线路或和高频信号线路的布线为斜5度至15度角弯折布线，或，所述信号层所在PCB板与用于承载所述PCB板工作面板之间呈5度至15度夹角。15.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐水，
申请(专利权)人：唐水，
类型：发明
国别省市：湖南;43