單板結構的制作方法

專利名稱：單板結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種單板結構，尤其是一種能夠有效抑制電磁干擾的單板結構。

背景技術：
如圖1所示，一個較大的通信系統中，機箱用于通信模塊放置、固定及互通互聯，機箱包括背板和單板，背板作為機箱的組成部分，用于模塊的互通互聯及模塊供電，單板插在背板上，并通過機箱上的金屬導軌與機箱連接，用于信號之間通信。單板一般包括印制電路板(Print CircuitBoard，以下簡稱PCB)、金屬檔板和金屬螺絲，PCB和金屬檔板通過金屬螺絲固定連接，如圖2所示，PCB一般由表層信號層S1、內層信號層S2、地層G和介質層M(絕緣層)組成；各層之間通過過孔H1或者螺絲孔連接，過孔H1用于各層信號的電氣切換，其內壁附有銅，因此具有導通性，需要相互連接的層用銅皮或者銅線與過孔H1連接，實現層的互聯，而不需要互聯的層，其銅皮或者銅線要與過孔H1保持一段距離，從圖2可以看出，PCB的兩個地層就由過孔H1連接起來，而表層信號層和內層信號層的銅皮由于與過孔H1有一段距離，因此是互相隔離的。如圖3a所示，螺絲孔用于在PCB上安裝金屬螺絲D，將PCB與金屬檔板連接；如圖3b所示，在PCB表面有一個比螺帽稍大的焊盤P，螺絲孔的焊盤是機械固定的，不需要焊接，擰緊螺絲D后，螺絲D和焊盤P緊密連接；如圖3c所示，螺絲孔H2用于使螺桿穿過，焊盤P上的若干個過孔H1，用于將焊盤和各層的相同的信號用銅皮連接起來。圖4a示出了一個電阻及其焊盤對與PCB關系的側視圖，每個電阻、電容或者磁珠需要用兩個子焊盤(圖4a、圖4b中為方形焊盤)組成的焊盤對焊接在PCB上，電阻焊盤對位于PCB表面，用于焊接電子元件引腳的銅皮，這個銅皮與電路的銅線L連接，當電子元件焊接在銅皮上后，就實現了焊盤對兩端的銅線的相互連接；圖4b是電阻焊盤對的俯視圖。
隨著通信領域電路設計越來越復雜，電路包含的頻率也越來越多，這使得電路產生許多噪聲電流和噪聲電壓(噪聲電流/電壓，是由于電子器件內部晶體管的開和關引起的電流/電壓的波動)，如果不抑制這些噪聲，就會對外部空間造成電磁干擾(electromagnetic interference，以下簡稱EMI)。抑制EMI的一種較好的方法是對電路進行良好的接地處理，為電子器件開和關帶來的噪聲找到合適的泄放通路。單板的PCB的地層信號層一般會劃分為保護地區域第一PGND和工作地區域GND，兩者均覆蓋有銅皮，電路中的電子器件的地引腳會跟工作地區域GND連接，單板的表層信號層一般會包含有覆蓋有銅皮的保護地區域第二PGND，第二PGND通過金屬螺絲與第一PGND連接，實現第一PGND通過第二PGND(位于PCB表面)銅皮和機箱的金屬導軌連接，進而跟大地連接。因此只要實現GND與第一PGND的連通，便可實現GND→第一PGND→第二PGND→金屬導軌→大地這一噪聲泄放路徑，所以，地層信號層的保護地區域第一PGND和工作地區域GND之間的連接方式決定了泄放通路的優劣，如圖5所示，為現有第一PGND和GND連接方式，其中，PGND、GND分別用不同的填充方式表示，第一PGND和GND是通過銅線直接短接，由于實際應用環境多種多樣，PCB電路又非常復雜，因此，只有在成品制作出來并通過測試才能決定，第一PGND和GND的連接方式。但是，現有這種直接短接方式在PCB制作出來后很難改變，一旦發現這種連接方式不合適，只能重新設計和制作，這樣既浪費時間，又耗費成本；而且，這種連接方式只是單點連接(第一PGND和GND只有一個連接點)，所有的噪聲泄放通路都只能通過這一條路徑，這樣就會造成有些信號泄放路徑遠(圖5中的電路模塊b的泄放路徑就較遠)，不能很好地抑制EMI。

實用新型內容本實用新型是提供一種單板結構，用以解決現有PGND和GND連接方式單一導致的時間及成本浪費問題和單點連接造成的噪聲泄放路徑不一致導致的EMI抑制性能差的問題，實現PGND和GND連接方式可設計，進而提高設計靈活性，節約時間及成本，并且更利于抑制EMI。
本實用新型通過實施例提供了如下的技術方案 一種單板結構，包括印制電路板、金屬檔板和金屬螺絲，所述印制電路板包括地層信號層和表層信號層，所述地層信號層包括敷設有銅皮的工作地區域，在所述工作地區域內設置有第一地層螺絲孔；所述第一地層螺絲孔與所述工作地區域的銅皮保持有間距；在所述表層信號層與所述第一地層螺絲孔對應的位置設置有第一表層螺絲孔及設置在所述第一表層螺絲孔周圍的螺絲孔焊盤；在所述表層信號層上還設置有第一焊盤對，所述第一焊盤對中的一個子焊盤通過第一過孔連接所述工作地區域的銅皮，另一個子焊盤連接所述第一表層螺絲孔周圍的螺絲孔焊盤；所述金屬螺絲，穿過所述第一表層螺絲孔和第一地層螺絲孔與所述金屬檔板連接。
一種單板結構，包括印制電路板，所述印制電路板包括表層信號層和地層信號層，所述地層信號層包括敷設有銅皮的工作地區域和保護地區域，在所述表層信號層上還設置有第二焊盤對，所述第二焊盤對中的兩個子焊盤分別通過過孔與所述工作地區域和保護地區域的銅皮相連接。
本實用新型在PCB內通過焊盤預留多個焊接點，使PGND和GND的連接方式可以根據實際需要進行選擇，避免現有技術PGND和GND連接方式單一的問題，同時預留焊接點可以避免現有技術PGND和GND連接方式改變時需要重新制板的問題，降低成本。

圖1為現有通信系統中的機箱、背板及單板示意圖； 圖2為現有PCB分層示意圖； 圖3a為現有用金屬螺絲連接的PCB及金屬檔板側視圖； 圖3b為現有金屬螺絲與PCB關系的俯視圖； 圖3c為現有螺絲孔示意圖； 圖4a為現有一個電阻及其焊盤對與PCB關系的側視圖； 圖4b為現有電阻焊盤對的俯視圖； 圖5為現有地層信號層的保護地區域和工作地區域連接方式； 圖6為本實用新型單板結構實施例一的地層信號層的示意圖； 圖7為本實用新型單板結構實施例二的地層信號層的示意圖； 圖8為本實用新型單板結構實施例三的地層信號層的示意圖； 圖9為本實用新型單板結構實施例三的表層信號層的示意圖； 圖10為本實用新型單板結構實施例三的側視圖。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例進一步說明本實用新型的技術方案。
圖6為本實用新型單板結構實施例一的地層信號層的示意圖。如圖6所示，該單板結構包括金屬檔板3和地層信號層，地層信號層包括敷設有銅皮的工作地區域(GND)12、螺絲孔13和映射在地層信號層上的焊盤對14(由于焊盤對只能位于PCB的表層，因此實際上焊盤對是位于表層信號層上的，但是為了分析說明噪聲泄放，將其映射到地層信號層上，以下地層信號層上的焊盤對均為映射的)；螺絲孔13的數目根據需要而定，并且根據使PCB受力均勻的原則均衡分布，螺絲孔13周圍的螺絲孔焊盤上設置有過孔，這樣當金屬螺絲穿過螺絲孔與機箱連接時，金屬螺絲、螺絲孔焊盤、螺絲孔焊盤上的過孔均可以視為保護地；每個螺絲孔13對應一對焊盤對14，每對焊盤對14包括左右兩個子焊盤，左側子焊盤通過銅線與螺絲孔焊盤上的過孔連接；右側子焊盤通過過孔與工作地區域12的銅皮連接。當需要噪聲泄放時，金屬螺絲穿過螺絲孔13與金屬檔板連接，單板插入機箱時，金屬檔板與機箱緊密連接，機箱與大地有著良好的連通性，因此，形成了一條工作地區域GND→金屬螺絲→金屬檔板→機箱→大地的噪聲泄放路徑。
本實施例，通過在工作地區域GND設置螺絲孔及焊盤對，為噪聲泄放預留了焊接點，實際應用中，螺絲孔的位置可以靠近一些敏感電路模塊，這樣可以使一些敏感電路模塊就近泄放噪聲，有利于抑制EMI。
圖7為本實用新型單板結構實施例二的地層信號層的示意圖，與實施例一不同的是，如圖7所示，本實施例中的地層信號層除了要利用到工作地區域(GND)12外，還需要利用保護地區域(PGND)11，保護地區域11和工作地區域12都敷設有銅皮，并且，保護地區域11和工作地區域12之間還均勻設置有焊盤對15，每對焊盤對15包括上下兩個子焊盤，上面的子焊盤通過過孔與保護地區域11的銅皮連接，下面的子焊盤通過過孔與工作地區域12的銅皮連接，并且，通過過孔地層信號層的保護地區域將與表層信號層的保護地區域連通，單板插入機箱時，表層信號層的保護地區域通過銅皮與機箱連接，這樣，就預留了一條GND→PGND→金屬機箱→大地的噪聲泄放通路。
本實施例，通過在地層信號層的保護地區域和工作地區域設置焊盤對，為噪聲泄放預留了焊接點，而不是在PCB制作時直接短接保護地和工作地，這樣可以根據實際需要在焊盤上焊接電阻、電容、磁珠(能夠限制信號頻率的電子器件，只有在信號頻率在預定范圍時，信號才能通過器件)等器件，為噪聲泄放提供直流通路(任何頻率的信號都能通過)、高頻通路(頻率達到較高范圍的信號才能通過)、帶通通路(頻率在預定范圍的信號才能通過)等，因此本實施例的設計應用靈活、使用方便，避免了噪聲泄放通路改變時需要重新設計和重新制板，造成的時間浪費和成本浪費情況；本實施例還可以根據需要在焊盤對上焊接或者不焊接器件，實現靈活選擇多點接地(PGND和GND有多個連接點)和單點接地(PGND和GND只有一個連接點)方式。
圖8為本實用新型單板結構實施例三的地層信號層的示意圖。如圖8所示，本實施例結合了實施例一和實施例二的連接方式，利用了地層信號層的保護地區域11和工作地區域12，工作地區域12設置有螺絲孔13及焊盤對14，在工作地區域12和保護地區域11之間設置焊盤對15。這種方式使設計更加靈活，保護地區域和工作地區域的連接方式更加多樣。同時，本實施例的保護地區域11還設置有螺絲孔16，螺絲孔16既可以實現通過金屬螺絲將PCB和金屬檔板固定連接，又可以實現地層信號層的保護地區域與表層信號層的保護地區域的連通。
圖9為本實用新型單板結構實施例三的表層信號層的示意圖，如圖9所示，表層信號層包括保護地區域21，設置于保護地區域的螺絲孔26，與圖8的位于地層信號層上的螺絲孔16在位置上是對應的，螺釘穿過螺絲孔26及螺絲孔16，與金屬檔板連接；螺絲孔23與圖8的螺絲孔13在位置上對應，螺釘穿過螺絲孔23及螺絲孔13，與金屬檔板連接；為噪聲泄放預留路徑的焊盤對24、焊盤對25，在位置上對應于其映射在地層信號層上的焊盤對14、焊盤對15。
圖10為本實用新型單板結構實施例三的側視圖。如圖10所示，該單板結構包括金屬螺釘1、印制電路板(PCB)2和金屬檔板3，印制電路板2和金屬檔板3通過金屬螺釘1固定連接。當單板插入機箱時，金屬螺釘1通過金屬檔板3與機箱連接，進而實現金屬螺釘1與大地的連接。
實施例三，通過工作地區域的螺絲孔的分布，為工作地區域與大地的連接預留焊接點，并根據敏感電路模塊的位置分布螺絲孔，可以實現為敏感的電路模塊提供近的噪聲泄放通路，有利于抑制EMI；同時，通過在保護地區域和工作地區域預留焊接點，可以根據實際應用靈活選擇工作地區域和保護地區域的連接方式，靈活選擇噪聲泄放通路類型，靈活選擇多點連接或單點連接方式，避免了需要改變工作地區域和保護地區域的連接方式時，重新設計和重新制板的風險，實現時間節約和成本節約。
本實用新型單板結構的實施例一和實施例二的側視圖及表層信號層的示意圖，可以采用與實施例三相同的原理示出，這些依舊包含在本實用新型之內。
最后應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求1、一種單板結構，包括印制電路板、金屬檔板和金屬螺絲，所述印制電路板包括地層信號層和表層信號層，所述地層信號層包括敷設有銅皮的工作地區域，其特征在于
在所述工作地區域內設置有第一地層螺絲孔；所述第一地層螺絲孔與所述工作地區域的銅皮保持有間距；
在所述表層信號層與所述第一地層螺絲孔對應的位置設置有第一表層螺絲孔及設置在所述第一表層螺絲孔周圍的螺絲孔焊盤；在所述表層信號層上還設置有第一焊盤對，所述第一焊盤對中的一個子焊盤通過第一過孔連接所述工作地區域的銅皮，另一個子焊盤連接所述第一表層螺絲孔周圍的螺絲孔焊盤；
所述金屬螺絲，穿過所述第一表層螺絲孔和第一地層螺絲孔與所述金屬檔板連接。
2、根據權利要求1所述的單板結構，其特征在于
所述螺絲孔焊盤上設置有第二過孔，所述第一過孔設置在所述表層信號層和地層信號層上，所述第一焊盤對中的一個子焊盤通過銅線及第一過孔與所述工作地區域的銅皮相連，另一個子焊盤通過銅線與所述第二過孔相連。
3、根據權利要求1所述的單板結構，其特征在于所述第一地層螺絲孔及其對應的第一表層螺絲孔為一個或多個。
4、根據權利要求1-3所述的任一單板結構，其特征在于所述地層信號層還包括保護地區域，在所述地層信號層的保護地區域內設置有第二地層螺絲孔；所述表層信號層的保護地區域對應于所述第二地層螺絲孔的位置設置有第二表層螺絲孔；所述印制電路板由穿過所述第二地層螺絲孔和第二表層螺絲孔的金屬螺絲與金屬檔板固定連接。
5、根據權利要求1所述的單板結構，其特征在于所述地層信號層還包括敷設有銅皮的保護地區域，所述表層信號層還設置有第二焊盤對，所述第二焊盤對中的兩個子焊盤分別通過過孔與所述工作地區域和保護地區域的銅皮相連接。
6、一種單板結構，包括印制電路板，所述印制電路板包括表層信號層和地層信號層，所述地層信號層包括敷設有銅皮的工作地區域和保護地區域，其特征在于
在所述表層信號層上還設置有第二焊盤對，所述第二焊盤對中的兩個子焊盤分別通過過孔與所述工作地區域和保護地區域的銅皮相連接。
7、根據權利要求6所述的單板結構，其特征在于
所述第二焊盤對為一對或多對。
8、根據權利要求7所述的單板結構，其特征在于
所述多對第二焊盤對沿所述工作地區域邊緣均勻分布。
9、根據權利要求6-8所述的任一單板結構，其特征在于所述單板結構還包括金屬擋板和金屬螺絲；在所述地層信號層的保護地區域內還設置有第二地層螺絲孔；所述表層信號層保護地區域對應于所述第二地層螺絲孔的位置設置有第二表層螺絲孔；所述印制電路板由穿過所述第二表層螺絲孔和第二地層螺絲孔的金屬螺絲與所述金屬檔板固定連接。
10、根據權利要求6所述的單板結構，其特征在于所述工作地區域內還設置有第一地層螺絲孔；所述第一地層螺絲孔與所述工作地區域的銅皮保持有間距；所述表層信號層與所述第一地層螺絲孔對應的位置設置有第一表層螺絲孔及設置在所述第一表層螺絲孔周圍的螺絲孔焊盤；在所述表層信號層上還設置有第一焊盤對，所述第一焊盤對中的一個子焊盤通過過孔連接所述工作地區域的銅皮，另一個子焊盤連接所述第一表層螺絲孔周圍的螺絲孔焊盤；所述單板結構還包括金屬螺絲，穿過所述第一表層螺絲孔和第一地層螺絲孔與所述金屬檔板連接。
專利摘要本實用新型涉及一種單板結構。該單板結構的地層信號層的工作地區域設置有螺絲孔，表層信號層設置有第一焊盤對，第一焊盤對映射到地層信號層時位于地層信號層的工作地區域，或者/和表層信號層設置有第二焊盤對，第二焊盤對映射到地層信號層時位于地層信號層的工作地區域和保護地區域之間。通過本實用新型，為保護地區域和工作地區域的連接預留了焊接點，實現設計的靈活性，節約時間及成本。
文檔編號H05K1/11GK201142814SQ200720190819
公開日2008年10月29日 申請日期2007年12月14日 優先權日2007年12月14日
發明者彭澤林 申請人:福建星網銳捷網絡有限公司