一种PCB板结构及信号测试设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种PCB板结构及信号测试设备，通过焊盘区域在第一GND平面层的正投影区域进行全部挖空处理的方式，相比于仅单个引脚焊盘在第一GND平面层的正投影区域进行相应的挖空处理的方式来说，可以使得信号尤其是高速信号在通过PCB传输线上的阻抗更连续，即阻抗的突变大幅度减少，从而对信号尤其是10Gbps以上的高速信号改善有较大的作用，使得通过该PCB结构的信号质量在不增加其它元件或替换较好芯片的条件下就可以控制在允许范围内。

【技术实现步骤摘要】
一种PCB板结构及信号测试设备
本技术属于PCB板设计领域，具体涉及一种PCB板结构及信号测试设备。
技术介绍
在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗，对于PCB来说常见的阻抗术语是“特征阻抗”。电子设备操作时，驱动元件所发出的信号将通过PCB上的传输线传输到达接收元件，信号在PCB上的传输线中传输时，其特性阻抗必须与驱动元件和接收元件的阻抗相匹配，这样信号中的能量才能得到完整的传输，PCB上的传输线阻抗一旦发生突变，所传的信号就会出现反射、散失、衰减等问题，从而影响信号质量。因此，PCB板上传输线的特征阻抗处处保持一致，这样的PCB板上传输线就是高质量的。然而在PCB上，由于不可避免的存在-器件的引脚焊盘，而这些焊盘与传输线的宽度的不一致就会引起阻抗突变，随着传输速率的越来越高,就会对信号产生不可忽略的影响。现有方案中，对于信号尤其对于高速信号来说，对与信号相邻层的GND平面层不做处理，或仅在各个引脚（PIN）下方即仅在引脚对应的焊盘正下方做挖空处理，因而需要增加相应的元件或选用性能更好的信号处理芯片来改善信号质量。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种PCB板结构及信号测试设备，其主要解决通过PCBlayout（PCB设计）来改善因贴片连接器的焊盘与传输线不一致导致的阻抗突变引起的信号质量问题。为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种PCB板结构，PCB板结构包括依次叠层设置的第一元件层、第一介质层和第一GND平面层，第一元件层设置有焊盘区域，焊盘区域具有多个用于与外部进行电连接的焊盘，每个焊盘连接有对应的信号线；第一GND平面层包括挖空区域，其中，挖空区域包括焊盘区域在第一GND平面层的正投影区域。作为本技术的进一步改进，第一GND平面层的非挖空区域覆满铜箔。作为本技术的进一步改进，PCB板结构还包括第二介质层和第二GND平面层，第一GND平面层、第二介质层和第二GND平面层依次叠层设置，非挖空区域靠近挖空区域的区域设置有一个或多个接地过孔，接地过孔与第二GND平面层连接。作为本技术的进一步改进，非挖空区域靠近挖空区域的区域四角设置有接地过孔。作为本技术的进一步改进，挖空区域的边界点与焊盘区域在第一GND平面层的正投影区域的最近距离的范围值为：10mil~15mil。作为本技术的进一步改进，PCB板结构还包括第二元件层，焊盘区域用于焊接贴片连接器，第二元件层设置有与一个或多个射频连接器对应的布线区域，布线区域用于射频连接器的引脚焊接，第一元件层和第二元件层设置有对应的连接线，以实现贴片连接器与所述射频连接器之间的电连接。作为本技术的进一步改进，贴片连接器与每个射频连接器之间的连接线路径经过防ESD器件的引脚焊盘和耦合电容的引脚焊盘。作为本技术的进一步改进，信号线的信号速率大于等于10Gbps。作为本技术的进一步改进，信号线为高速差分信号线，互为一对的两根高速差分信号线之间设置有一根接地线，或者每两对高速差分信号线之间设置有一根接地线。为实现上述目的，按照本技术的另一个方面，提供了一种信号测试设备，信号测试设备包括上述的PCB板结构。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：本技术的一种PCB板结构及信号测试设备，通过焊盘区域在第一GND平面层的正投影区域进行全部挖空处理的方式，相比于仅在焊盘区域的单个引脚焊盘（与器件的一个引脚对应）在第一GND平面层的正投影区域进行相应的挖空处理的方式来说，可以使得信号尤其是高速信号在通过PCB传输线上的阻抗更连续，即阻抗的突变大幅度减少，从而对信号尤其是10Gbps以上的高速信号改善有较大的作用，使得通过该PCB结构的信号质量在不增加其它元件或替换较好芯片的条件下就可以控制在允许范围内。本技术的一种PCB板结构及信号测试设备，其在第一GND平面层的非挖空区域靠近挖空区域的区域设置有一个或多个接地过孔，接地过孔与所述第二GND平面层连接，通过该过孔设置，可使得信号尤其是高速信号的回路路径变短，从而使进一步降低PCB传输线上的阻抗，从而进一步改善信号的质量。本技术的一种PCB板结构及信号测试设备，其通过第一元件层和第二元件层设置有对应的连接线，以实现贴片连接器与射频连接器之间的电连接，可以将贴片连接器引入的信号引出，作为一个示例，该射频连接器可以连接示波器，从而实现信号的测试。本技术的一种PCB板结构及信号测试设备，其通过贴片连接器和射频连接器之间串联防ESD器件和耦合电容的方式，可以进一步改善信号的质量。附图说明图1为本技术实施例的一种PCB板结构的示意图；图2为本技术实施例的差分信号线的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本技术进一步详细说明。图1为本技术实施例的一种PCB板结构的示意图。如图1所示，该PCB板结构包括依次叠层设置的第一元件层、第一介质层和第一GND平面层，第一元件层设置有焊盘区域，焊盘区域具有多个用于与外部进行电连接的焊盘，每个焊盘连接有对应的信号线；这里的焊盘区域指的PCB板表层用于集中放置各信号线的引脚焊盘的一块区域，PCB板在焊盘区域通过与外部（如FPC引脚、连接器）进行压接、绑定或者焊接等方式进行电连接，从而实现电信号的传输；第一GND平面层包括挖空区域，其中，挖空区域包括焊盘区域在第一GND平面层的正投影区域。由于PCB上传输线的阻抗将由其感应和电容性电感、电阻和电导系数确定。影响PCB走线的阻抗的因素主要有:铜线的宽度、铜线的厚度、介质的介电常数、介质的厚度、焊盘的厚度、地线的路径、走线周边的走线等。依据PCB上传输线特性阻抗的计算式：其中，Z0为PCB上传输线特性阻抗，H为绝缘层厚度，W为传输线宽度，T为传输线厚度。由此可知，PCB上传输线特性阻抗与传输线宽度成反比，随着传输线宽度的增加，PCB上传输线特性阻抗会明显下降；同时，PCB上传输线特性阻抗与绝缘层厚度成正比，因此可以用增加绝缘层厚度来抵消部分因线宽突然增加而引起的传输线特性阻抗下降。基于上述传输线特性阻抗的计算式进行信号仿真，发现通过焊盘区域在第一GND平面层的正投影区域进行全部挖空处理的方式，相比于仅在焊盘区域的引脚在第一GND平面层的正投影区域进行相应的挖空处理的方式来说，可以使得信号尤其是高速信号在通过PCB传输线上的阻抗更连续，即阻抗的突变大幅度减少，从而对信号尤其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PCB板结构，其特征在于，所述PCB板结构包括依次叠层设置的第一元件层、第一介质层和第一GND平面层，/n所述第一元件层设置有焊盘区域，所述焊盘区域具有多个用于与外部进行电连接的焊盘，每个焊盘连接有信号线；/n所述第一GND平面层包括挖空区域，其中，所述挖空区域包括焊盘区域在第一GND平面层的正投影区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种PCB板结构，其特征在于，所述PCB板结构包括依次叠层设置的第一元件层、第一介质层和第一GND平面层，
所述第一元件层设置有焊盘区域，所述焊盘区域具有多个用于与外部进行电连接的焊盘，每个焊盘连接有信号线；
所述第一GND平面层包括挖空区域，其中，所述挖空区域包括焊盘区域在第一GND平面层的正投影区域。


2.根据权利要求1所述的一种PCB板结构，其中，所述第一GND平面层的非挖空区域覆满铜箔。


3.根据权利要求2所述的一种PCB板结构，其中，所述PCB板结构还包括第二介质层和第二GND平面层，所述第一GND平面层、第二介质层和第二GND平面层依次叠层设置，所述非挖空区域靠近所述挖空区域的区域设置有一个或多个接地过孔，所述接地过孔与所述第二GND平面层连接。


4.根据权利要求3所述的一种PCB板结构，其中，所述非挖空区域靠近所述挖空区域的区域四角设置有所述接地过孔。


5.根据权利要求1所述的一种PCB板结构，其中，所述挖空区域的边界点与所述焊盘区域在第一GND平面层的正投影区域的最近距...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐韵琳，
申请(专利权)人：武汉精立电子技术有限公司，武汉精测电子集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42