一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝置，第一信號層、第二信號層與第三信號層之間分別設置有通孔，該通孔中設置有屏蔽信號的屏蔽件，該屏蔽件還具有支撐作用；一同軸電纜式過孔貫穿設置在第一信號層、第二信號層之間與第三信號層之間，并將第一信號層、所述的第二信號層和第三信號層電連接；本發明很好的解決了電路板層與層之間阻抗的失配問題，可以選擇不同的填充介質，從而得到不同的阻抗，通過為各個信號層之間設置通孔，可以進一步防止各層之間的信號干擾，不僅可以增強電路板的散熱，而且還可以實現各層信號之間屏蔽的作用。
【專利說明】-種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝置
【技術領域】
[0001] 本發明公開了一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝置，屬于印刷電 路板【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 目前，隨著通訊速度的發展，信號完整性對于信號傳輸的順利進行至關重要。因 此，信號的完整性已經成為印刷電路板（PCB)設計必須注意的問題之一。元器件與印刷電 路板的參數以及各個元器件在印刷電路板上的布局等因素，都會影響到信號的完整性，這 會導致系統工作不穩定，甚至完全不工作，因此，如何在印刷電路板的設計過程中充分考慮 到信號完整性的因素，并采取相應的措施，以及成為當今印刷電路板設計的一個熱門話題。
[0003] 對于印刷電路板來說，保證信號完整性最重要的是阻抗的匹配與一致連續性，阻 抗不連續會導致傳輸線反射，其中，過孔是導致傳輸線不連續的重要因素。但是，過孔因為 阻抗不連續而造成的反射很小，過孔產生的問題更為集中，目前過孔的方式，一般從印刷電 路板的一表面過渡到印刷電路板的另一表面，如此的布局的缺點在于，容易引起印刷電路 板層與層之間阻抗的失配，進而導致信號傳輸不完整，影響傳輸品質，造成對整個系統產生 不良影響，于此同時，印刷電路板，尤其是大于兩層的電路板，各層電路板之間的信號層的 信號容易產生干擾，造成信號傳輸的不問題，而且電路板層數越多，要求散熱性能越好，因 此，這對印刷電路板來說，設計十分苛刻。
【發明內容】
[0004] 針對上述問題，本發明提供了一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝 置，其包括第一信號層、第二信號層、第三信號層、通孔和同軸電纜式過孔；其中，所述的第 一信號層形成在一印刷電路板的一表面，所述的第三信號層形成在該印刷電路板的另一表 面，所述的第二信號層設置在印刷電路板的中間，所述的第一信號層、所述的第二信號層與 所述的第三信號層之間分別設置有通孔，該通孔中設置有屏蔽信號的屏蔽件，該屏蔽件還 具有支撐作用；所述的同軸電纜式過孔貫穿設置在所述的第一信號層、所述的第二信號層 之間與所述的第三信號層之間，并將所述的第一信號層、所述的第二信號層和第三信號層 電連接；所述的同軸電纜式過孔包括空心過孔、圓柱導體和填充介質，所述的空心過孔貫穿 在該印刷電路板并具有金屬內壁薄膜，所述的圓柱導體設置在所述的空心過孔的中心處， 且所述的空心過孔的直徑大于所述的圓柱導體的直徑，所述的填充介質填充在所述的空心 過孔的金屬內壁薄膜與所述的圓柱導體之間，所述的填充介質上軸向設置有貫穿的小細 孔，孔的直徑小于2_，通過設置小細孔，可以進一步改善阻抗匹配的問題，而且還具有一定 的散熱功能。
[0005] 對于該三層的電路板，為了防止各層電路板之間的信號層的信號容易產生干擾， 發明采用設置通孔和屏蔽件的方法，可以很好的解決造成信號傳輸的不穩定的問題，而且 通孔還具有很好的散熱性能。
[0006] 作為優選，為了取得最佳的屏蔽效果，本發明中所述的屏蔽件為工字型結構，且其 為由網狀金屬層和一層基材層組成的，其中，基材層設置成由網狀金屬層包圍纏繞，所述的 網狀金屬層為鋁箔層，所述的基材層由玻璃、聚脂或聚碳酸酯制成，通過將屏蔽件設置為工 字型結構，可以使該屏蔽件不僅具有較好的屏蔽性能，而且還具有一定的支撐作用，防止在 焊接電路板時，導致因電路板剛度、強度不夠造成電路板的損壞。
[0007] 同時，為了進一步改善屏蔽效果，所述的第一信號層與所述的第二信號層之間的 通孔跟所述的第二信號層與所述的第三信號層之間的通孔交錯排列，這種結構配置方式， 可以實現最大化的將各個印刷電路板層與層之間的信號進行屏蔽，防止層與層之間信號的 互相干擾作用。
[0008] 為了使所述的空心過孔的金屬內壁薄膜具有良好的導電性能，所述的空心過孔的 金屬內壁薄膜的材料為銅。
[0009] 進一步，作為優選，所述的圓柱導體的材料為錫或銅。
[0010] 進一步，所述的金屬內壁薄膜的厚度為0. 5-1. 2mm。
[0011] 進一步，結合阻抗的匹配，所述的填充介質的介電常數為4. 5-4. 9之間。
[0012] 其中，所述的填充介質選擇為氰酸脂、聚酰亞胺或芳香胺。
[0013] 本發明的有益效果：本發明具有以下優點：
[0014] 1、本發明很好的解決了過孔會導致印刷電路板層與層之間阻抗的失配問題，有效 改善了信號傳輸的完整性，增強了傳輸品質，可以使整個系統以最佳的方式工作；
[0015] 2、本使用新型結構簡單，可以選擇不同的填充介質，從而得到不同的阻抗，有效解 決了印刷電路板各層之間阻抗匹配的技術問題，方法十分方便。
[0016] 3、本發明通過為各個信號層之間設置通孔，可以進一步防止各層之間的信號干 擾，不僅可以增強電路板的散熱，而且還可以實現各層信號之間屏蔽的作用。
[0017] 4、本發明通過專門設計的屏蔽件，從結構與性能上有效解決了電路板各層之間信 號干擾的情形，而且還在一定程度上增加了電路板的剛度與強度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發明的一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝置的結構示 意圖；
[0019] 圖中：1、第一信號層，2、第二信號層，3、第三信號層，4、同軸電纜式過孔，41、金屬 內壁薄膜，42、圓柱導體，43、填充介質，5、通孔，6、屏蔽件，61、基材層，62、網狀金屬層。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0021] 如圖1所示，本發明提供了一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝 置，其包括第一信號層1、第二信號層2、第三信號層3、通孔5和同軸電纜式過孔4 ;其中，第 一信號層1形成在一印刷電路板的一表面，第三信號3層形成在該印刷電路板的另一表面， 第二信號層2設置在印刷電路板的中間，第一信號層1、第二信號層2與第三信號層3之間 分別設置有通孔5,該通孔中設置有屏蔽信號的屏蔽件6,該屏蔽件6還具有支撐作用；同軸 電纜式過孔4貫穿設置在第一信號層1、第二信號層2之間與第三信號層3之間，并將第一 信號層1、第二信號層2和第三信號層3電連接；同軸電纜式過孔4包括空心過孔、圓柱導體 42和填充介質43,空心過孔貫穿在該印刷電路板并具有金屬內壁薄膜41，圓柱導體42設置 在空心過孔的中心處，且空心過孔的直徑大于圓柱導體42的直徑，填充介質43填充在空心 過孔的金屬內壁薄膜41與圓柱導體42之間，填充介質43上軸向設置有貫穿的小細孔（圖 中未示出），孔的直徑小于2_，通過設置小細孔，可以進一步改善阻抗匹配的問題，而且還 具有一定的散熱功能。
[0022] 對于該三層的電路板，為了防止各層電路板之間的信號層的信號容易產生干擾， 本發明采用設置通孔5和屏蔽件6的方法，可以很好的解決造成信號傳輸的不穩定的問題， 而且通孔5還具有很好的散熱性能。
[0023] 在本實施例中，為了取得最佳的屏蔽效果，本發明中所述的屏蔽件6為工字型結 構，且其為由一層網狀金屬層61和一層基材層62組成的結構，其中，基材層62設置成由網 狀金屬層61包圍纏繞，網狀金屬層61為鋁箔層，基材層62由玻璃、聚脂或聚碳酸酯制成， 通過將屏蔽件6設置為工字型結構，可以使該屏蔽件6不僅具有較好的屏蔽性能，而且還 具有一定的支撐作用，防止在焊接電路板時，導致因電路板剛度、強度不夠造成電路板的損 壞。
[0024] 同時，為了進一步改善屏蔽效果，第一信號層1與第二信號層2之間的通孔跟第二 信號層2與第三信號層3之間的通孔交錯排列，這種結構配置方式，可以實現最大化的將各 個印刷電路板層與層之間的信號進行屏蔽，防止層與層之間信號的互相干擾作用。
[0025] 為了使空心過孔的金屬內壁薄膜41具有良好的導電性能，空心過孔的金屬內壁 薄膜41的材料為銅。
[0026] 在本實施例中，圓柱導體42的材料為選擇為銅，當然也可以選擇為錫。
[0027] 同時，金屬內壁薄膜41的厚度為0.5-1. 2mm。
[0028] 另外，結合阻抗的匹配，填充介質43的介電常數為4. 5-4. 9之間。
[0029] 其中，填充介質43可以選擇任意選擇介電常數為4. 5-4. 9之間的材料，在本實施 中選擇為氰酸脂，此外，也可以選擇為聚酰亞胺或芳香胺。
[0030] 在對印刷電路板進行阻抗匹配時，在印刷電路板的第一信號層1、第二信號層2、 第三信號層3的各個層之間形成貫穿的通孔5,在通孔5內設置既起屏蔽作用又起到支撐作 用的屏蔽件6,本發明中所述的屏蔽件6為工字型結構，不僅可以實現很好的屏蔽效果，還 具有一定的支撐作用，在一定程度上增強了電路板的強度和剛度，而在各個信號層之間設 置空心過孔，在空心的過孔內壁形成金屬壁41，使第一信號層1與第二信號層2進行電連 接，在具有金屬壁的空心過孔的中心，設置一具有直徑為d的圓柱導體42,然后將填充介質 43填充到金屬內壁薄膜41與圓柱導體42之間，這樣，空心過孔的金屬內壁薄膜41、圓柱導 體42與填充介質43之間形成同軸電纜式過孔4,根據同軸電纜的特征阻抗原理可知，傳輸 線特性阻抗只與圓柱導體42直徑、金屬內壁薄膜41直徑與填充介質43的介電常數有關， 因此，只要控制圓柱導體42直徑、金屬內壁薄膜41直徑與填充介質43的介電常數，即可以 達到準確的控制阻抗，進而實現印刷電路板的各層之間阻抗的匹配。
【權利要求】
1. 一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝置，其包括第一信號層、第二信 號層、第三信號層、通孔和同軸電纜式過孔；其中，所述的第一信號層形成在一印刷電路板 的一表面，所述的第三信號層形成在該印刷電路板的另一表面，所述的第二信號層設置在 印刷電路板的中間，所述的第一信號層、所述的第二信號層與所述的第三信號層之間分別 設置有所述的通孔，該通孔中設置有屏蔽信號的屏蔽件；所述的同軸電纜式過孔貫穿設置 在所述的第一信號層、所述的第二信號層之間與所述的第三信號層之間，并將所述的第一 信號層、所述的第二信號層和第三信號層電連接；所述的同軸電纜式過孔包括空心過孔、圓 柱導體和填充介質，所述的空心過孔貫穿在該印刷電路板并具有金屬內壁薄膜，所述的圓 柱導體設置在所述的空心過孔的中心處，且所述的空心過孔的直徑大于所述的圓柱導體的 直徑，所述的填充介質填充在所述的空心過孔的金屬內壁薄膜與所述的圓柱導體之間，所 述的填充介質上軸向設置有貫穿的小細孔，孔的直徑小于2_。
2. 根據權利要求1所述的一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝置，其特 征在于，所述的屏蔽件為工字型結構，且其為由網狀金屬層和一層基材層組成的，其中，基 材層設置成由網狀金屬層包圍纏繞，所述的網狀金屬層為鋁箔層，所述的基材層由玻璃、聚 脂或聚碳酸酯制成。
3. 根據權利要求1所述的一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝置，其特 征在于，所述的第一信號層與所述的第二信號層之間的通孔跟所述的第二信號層與所述的 第三信號層之間的通孔交錯排列。
4. 根據權利要求1所述的一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝置，其特 征在于，所述的空心過孔的金屬內壁薄膜的材料為銅。
5. 根據權利要求1所述的一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝置，其特 征在于，所述的圓柱導體的材料為錫或銅。
6. 根據權利要求1所述的一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝置，其特 征在于，所述的金屬內壁薄膜的厚度為0. 5-1. 2mm。
7. 根據權利要求1所述的一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽裝置，其特 征在于，所述的填充介質的介電常數為4. 5-4. 9之間。
8. 根據權利要求1-7任一項所述的一種用于印刷電路板過孔的阻抗匹配和信號屏蔽 裝置，其特征在于，所述的填充介質選擇為氰酸脂、聚酰亞胺或芳香胺。
【文檔編號】H05K1/11GK104093266SQ201410360756
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】王波 申請人:王波