一种基于电磁能隙结构的印制电路板制造技术

本发明专利技术公开了一种基于电磁能隙结构的印制电路板，包括接地层和由多个金属片平铺组成的电源层，其中，金属片的外围挖空，形成第一挖空结构；金属片的内部设有第二挖空结构；相邻的金属片的第一挖空结构之间通过第一金属线连接形成信道。本发明专利技术提供的应用于印制电路板的电磁能隙结构在现有的直线型信道共平面电磁能隙结构的基础上，增加了金属片内部的第二挖空结构，从而从噪声源(板上电源)处抑制了噪声的传播，并在第二挖空结构中填充第二金属线，使得电源层金属片内部的电感性更加平衡，使抑制噪声带宽持续增加，在现有技术的基础上进一步增强了抑制接地弹跳噪声的能力，优化了现有技术中直线型信道共平面电磁能隙结构的讯号完整性问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁能隙结构的印制电路板
本专利技术涉及印制电路板
，特别是涉及一种基于电磁能隙结构的印制电路板。
技术介绍
在现代科技产品向高速、微型化的发展过程中，尤其是在高效能服务器中芯片信号传输速率越来越快的情况下，信号受到干扰破坏以导致接收到的信号失真的问题越来越需要重视，影响信号完整性的因素可能有讯号对时序的问题、信号振铃、信号反射、近端和远程的串扰、开关的噪声、地弹和电源反弹、衰减、容性负载、电磁辐射、电池干扰等，而信号输入端与信号输出端之间的接地弹跳噪声(GroundBounceNoise，GBN)是主要的噪声来源之一。现有技术提出一种利用光子带隙(Photonicband-gap，PBG)结构使印制电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)的电源层(PowerPlane)与接地层(GroundPlane)形成平行板波导结构(又称为电磁能隙结构(ElectromagneticBand-Gap，EBG))的方案。图1为现有技术中的一种电磁能隙结构示意图；图2为图1所示的电磁能隙结构的等效电路示意图。电磁能隙结构的名称最初是以高阻抗表面(HighImpedancesurface，HIS)发展而来，最开始应用于天线领域，该结构能够有效地阻挡表面电流造成其电磁波衰减而不易传播。如图1所示，电磁能隙结构由一个金属片(Patch)及连通柱(Via)接地后构成，多个金属片(Patch)藉由并排组合而成的几何结构以周期性的方式排列组成印制电路板的电源层，即图1所示的电磁能隙金属片(EBGpatches)；金属片与接地层(GroundPlane)之间为填充着介电材料的基底(Substrate)。藉由图1所示的三层结构的变化使得电磁能隙结构在特定的频带会产生全方向性的截止频带来阻止电磁波的传播，其原理如图2所示，图2左侧是图1所示的三层结构的侧视图，图2右侧为图1所示三层结构的等效电路模型，其中，电容C部分是由两金属片(Patch)之间的空隙形成的，电感L部分则是由金属片(Patch)、连通柱(Via)以及接地层(GroundPlane)分别形成。该等效而成的LC并联电路的阻抗Zin由下述公式(1)计算得到：可以看到，当时，Zin→∞。则当图2所示的等效电路产生共振效应(Resonace)时，该三层结构相当于一条高阻抗的传播路径，噪声因此不易传播，该传播路径对电磁波的频带产生一截止频带，而截止频带上的中心频率也就是此等效电路的共振频率，该共振频率fres如下述公式(2)所示：在上述高阻抗表面结构抑制噪声传播的原理的基础上，将电磁能隙结构应用于印制电路板。图3为现有技术中的一种应用于印制电路板的电磁能隙结构的示意图；图4为图3所示电磁能隙结构的等效电路。共平面式电磁能隙(CoplanarEBG)结构是一种常见的应用于印制电路板的电磁能隙结构，它的构造是有在电源层(PowerPlane)上做规则的形状切割，一种常见的直线信道的共平面式电磁能隙结构如图3所示，其中，深色部分为金属片(Patch)的实体部分，浅色部分为挖空部分，将金属片(Patch)的外围进行挖空以形成金属片(Patch)之间的空隙，各金属片(Patch)之间通过直线型金属线连接，即直线型信道，同时将金属片(Patch)的直线型金属线的两侧进行深入挖空。图3中的直线信道的共平面式电磁能隙结构的等效电路如图4所示，其中，L1由金属片(Patch)、直线信道、连通柱(Via)以及接地层(GroundPlane)形成，C1由金属片(Patch)在直线信道两侧的挖空部分形成，C2由金属片(Patch)之间的空隙形成，主要通过电感L1和电容C1形成对噪声的高阻抗传播路径，达到抑制电源层产生的接地弹跳噪声传播的效果。综上可以看到，在印制电路板上的电磁能隙结构设计主要以抑制噪声带宽、中心频率、止带深度、讯号完整性(SI)这四大特点来作为效果优劣的判断基准，但是在仿真过程中发现，虽然现有的直线型信道共平面电磁能隙结构的前三项特性都有大幅改善，但保持讯号完整性的效果依然不佳。提供一种更好的抑制接地弹跳噪声以优化印制电路板电源层的讯号完整性性能，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于电磁能隙结构的印制电路板，相较于现有的直线型信道共平面电磁能隙结构能够更好地抑制抑制接地弹跳噪声的传播，优化了现有技术中直线型信道共平面电磁能隙结构的讯号完整性差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于电磁能隙结构的印制电路板，包括接地层和由多个金属片平铺组成的电源层；所述金属片的外围挖空，形成第一挖空结构；所述金属片的内部设有第二挖空结构；相邻的所述金属片的第一挖空结构之间通过第一金属线连接形成信道；所述第二挖空结构中设有用于连通所述金属片的未挖空部分的第二金属线。可选的，所述第二金属线具体构成X型结构。可选的，所述第二金属线具体构成多个X型结构。可选的，所述第一金属线具体为直线型结构。可选的，所述第一金属线具体为弯折型结构。可选的，所述第一金属线具体为多折结构。可选的，所述金属片具体为边长30mm的正方形结构，所述第一挖空结构的宽度具体为2mm，所述第一金属线具体为四折结构。可选的，所述第二挖空结构具体为边长10mm的正方形结构。本专利技术所提供的基于电磁能隙结构的印制电路板，包括接地层和由多个金属片平铺组成的电源层，其中，金属片的外围挖空，形成第一挖空结构；金属片的内部设有第二挖空结构；相邻的金属片的第一挖空结构之间通过第一金属线连接形成信道。本专利技术提供的应用于印制电路板的电磁能隙结构在现有的直线型信道共平面电磁能隙结构的基础上，增加了金属片内部的第二挖空结构，从而从噪声源(板上电源)处抑制了噪声的传播，并在第二挖空结构中填充第二金属线，使得电源层金属片内部的电感性更加平衡，使抑制噪声带宽持续增加，在现有技术的基础上进一步增强了抑制接地弹跳噪声的能力，优化了现有技术中直线型信道共平面电磁能隙结构的讯号完整性问题。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的一种电磁能隙结构示意图；图2为图1所示的电磁能隙结构的等效电路示意图；图3为现有技术中的一种应用于印制电路板的电磁能隙结构的示意图；图4为图3所示电磁能隙结构的等效电路；图5为本专利技术实施例提供的一种基于电磁能隙结构的印制电路板的电源层的仰视图；图6为图3所示的电磁能隙结构的仰视图；图7为本专利技术实施例提供的另一种基于电磁能隙结构的印制电路板的电源层的仰视图；图8为图7所示的电磁能隙结构的等效电路示意图；图9为图7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电磁能隙结构的印制电路板，其特征在于，包括接地层和由多个金属片平铺组成的电源层；/n所述金属片的外围挖空，形成第一挖空结构；所述金属片的内部设有第二挖空结构；相邻的所述金属片的第一挖空结构之间通过第一金属线连接形成信道；所述第二挖空结构中设有用于连通所述金属片的未挖空部分的第二金属线。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁能隙结构的印制电路板，其特征在于，包括接地层和由多个金属片平铺组成的电源层；
所述金属片的外围挖空，形成第一挖空结构；所述金属片的内部设有第二挖空结构；相邻的所述金属片的第一挖空结构之间通过第一金属线连接形成信道；所述第二挖空结构中设有用于连通所述金属片的未挖空部分的第二金属线。


2.根据权利要求1所述的印制电路板，其特征在于，所述第二金属线具体构成X型结构。


3.根据权利要求2所述的印制电路板，其特征在于，所述第二金属线具体构成多个X型结构。


4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敬文，
申请(专利权)人：广东浪潮大数据研究有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44