專利名稱：一種印刷電路板的布線方法及印刷電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于印刷電路板制作領(lǐng)域，尤其涉及一種印刷電路板的布線方法及印刷電路板。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品的信號(hào)速率越來(lái)越快，噪聲容限越來(lái)越低，信號(hào)完整性(Signal Integrity，SI)、電源完整性(Power Integrity，PI)、電磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，EMC)的問(wèn)題越來(lái)越突出。人們通常要求電子產(chǎn)品具有電磁兼容性，即指電子設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求一方面指設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值；另一方面指設(shè)備對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。所以電子產(chǎn)品需要通過(guò)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，才能進(jìn)入相應(yīng)市場(chǎng)，如中國(guó)強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證制度(China Compulsory Certification，3C)、歐盟(Confomite Europeene，CE)認(rèn)證、美國(guó)的美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FederalCommunications Commission，F(xiàn)CC)認(rèn)證等相關(guān)EMC認(rèn)證。
為了使電子產(chǎn)品能夠滿足電磁兼容性，常用的措施是為印刷電路板加屏蔽盒，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行屏蔽，從而達(dá)到滿足電磁兼容性能的要求。由于用戶通常希望電子終端產(chǎn)品外形美觀，價(jià)格便宜，且滿足相關(guān)電磁兼容性的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。因此，電子終端產(chǎn)品最好能在不采取任何屏蔽措施的情況下，在電路板級(jí)能滿足電磁兼容性能的要求。
通常電路板上一般存在差模輻射和共模輻射兩種輻射模式，差模輻射是影響電磁兼容性很重要的一個(gè)方面。如圖1所示，信號(hào)由驅(qū)動(dòng)端發(fā)送到接收端，到達(dá)接收端以后，信號(hào)需要返回到驅(qū)動(dòng)端中去，產(chǎn)生電流環(huán)。
信號(hào)差模輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式為|E|=2.6f2AdI]]>其中，|E|表示電磁波干擾的電場(chǎng)強(qiáng)度，f表示信號(hào)頻率，I表示信號(hào)大小，A表示信號(hào)流過(guò)的回路面積，d表示與輻射源的距離。從上式中可以看出，信號(hào)的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射電場(chǎng)強(qiáng)度與信號(hào)的回路面積成正比，因此通過(guò)減小信號(hào)回路面積能有效降低信號(hào)的輻射。
為了減小信號(hào)回路面積，現(xiàn)有的板級(jí)EMC設(shè)計(jì)布線時(shí)通常采用使電源地平面盡量完整，給信號(hào)提供理想的參考平面，縮短信號(hào)回流路徑，如圖2所示，當(dāng)?shù)鼐€層為信號(hào)走線層提供完整的參考平面的時(shí)候，信號(hào)方向與信號(hào)回流方向所組成的信號(hào)回路面積最小，從而差模輻射最小。圖3示出了這種情況下印刷電路板的布線示例。
在電源、地平面分割比較多或者2層板的情況下，信號(hào)線不可避免的會(huì)出現(xiàn)跨分割的情況。如圖4所示，在線跨分割的情況下，驅(qū)動(dòng)端與接收端信號(hào)線有一部分在平面的缺口處，所以信號(hào)線的參考平面不完整，信號(hào)回流路徑需要繞道而行，從而造成信號(hào)回路面積增大，輻射增強(qiáng)，EMC性能降低。
為了解決參考平面出現(xiàn)跨分割時(shí)不能為信號(hào)線提供完整參考平面的問(wèn)題，在現(xiàn)有技術(shù)中采用了在信號(hào)線旁進(jìn)行包地走線，利用信號(hào)線旁邊的地線對(duì)信號(hào)線進(jìn)行屏蔽，就近為信號(hào)線提供信號(hào)回流路徑，來(lái)達(dá)到滿足EMC要求的目的。如圖5所示，由于信號(hào)線與地線一起并排布線，所以當(dāng)信號(hào)回流經(jīng)過(guò)跨分割處時(shí)，信號(hào)回流就近選擇地線作為回流路徑，這樣比沒(méi)有采用信號(hào)線包地處理情況下的信號(hào)回流路徑要小，信號(hào)回路面積減小，因此輻射減小。但由于信號(hào)只能在地線上進(jìn)行回流，對(duì)于以電源回流的信號(hào)，最后在終點(diǎn)只能通過(guò)位移電流的方式，將地線上的回流信號(hào)轉(zhuǎn)移到電源上，由于采用了位移電流的方式，所以輻射發(fā)射仍然比較嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種印刷電路板的布線方法，旨在解決印刷電路板布線時(shí)由于信號(hào)回路面積較大，導(dǎo)致輻射加大，電磁兼容性能低的問(wèn)題。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種印刷電路板。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種印刷電路板的布線方法，所述方法包括在布線時(shí)，將電源走線、地線隨著信號(hào)線并排走線。
所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)?shù)鼐€構(gòu)成的地網(wǎng)絡(luò)或電源走線構(gòu)成的電源網(wǎng)絡(luò)分布于印刷電路板的不同層時(shí)，將不同層的地網(wǎng)絡(luò)或電源網(wǎng)絡(luò)分別網(wǎng)格化。
所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)信號(hào)線換層走線時(shí)，在所述換層處放置濾波電容，連接換層處的信號(hào)線。
所述方法進(jìn)一步包括在電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置濾波電容。
一種印刷電路板，包括電源走線、地線和信號(hào)線，所述電源走線、地線隨著信號(hào)線并排走線。
當(dāng)?shù)鼐€構(gòu)成的地網(wǎng)絡(luò)或電源走線構(gòu)成的電源網(wǎng)絡(luò)分布于印刷電路板的不同層時(shí)，每一層的地網(wǎng)絡(luò)或電源網(wǎng)絡(luò)分別網(wǎng)格化。
當(dāng)信號(hào)線換層走線時(shí)，所述換層處放置有濾波電容，連接換層處的信號(hào)線。
所述印刷電路板的電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置有濾波電容。
本發(fā)明采取電源走線、地線并排走，而且是伴著信號(hào)線走的方式，為信號(hào)回流就近提供電源和地回流路徑，減小了信號(hào)回路面積，提高了印刷電路板的電磁兼容性，并根據(jù)實(shí)際需要在此基礎(chǔ)上通過(guò)在信號(hào)換層處放置濾波電容的方式，或者電源、地線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化，或者在電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置濾波電容的方式進(jìn)一步提高了印刷電路板的電磁兼容效果。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中差模輻射的示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中完整參考平面信號(hào)走線的信號(hào)回路示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中完整參考平面走線的布線示例圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)中線跨分割時(shí)的信號(hào)回路示意圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)線與地線并排布線時(shí)的信號(hào)回流示意圖；圖6A、B是電源回流和地回流的原理示意圖；圖7是本發(fā)明中電源走線、地線與信號(hào)線并排布線的原理示意圖；圖8是本發(fā)明中電源走線、地線與信號(hào)線并排布線的布線示例圖；圖9是本發(fā)明中電源走線網(wǎng)格化的布線示例圖；圖10是本發(fā)明中在電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置濾波電容的布線示例圖；圖11是本發(fā)明中在信號(hào)換層處放置濾波電容的布線示例圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
在本發(fā)明中的印刷電流板布線時(shí)，采取電源走線、地線并排走，而且是伴著信號(hào)線走的方式，就近給信號(hào)提供回流路徑，有效減少了信號(hào)的回路面積，提高了印刷電路板的電容兼容性。
信號(hào)回流方式可分為電源回流和地回流兩種，以一個(gè)供電電壓為3.3V的低電壓晶體管-晶體管邏輯(Low Voltage Transister-Transister-Logic，LVTTL)電平信號(hào)為例，其輸入輸出如圖6A、6B所示，左端為輸出緩沖器，即驅(qū)動(dòng)端；右端為輸入緩沖器，即接收端。當(dāng)驅(qū)動(dòng)端輸出為高電平時(shí)，如圖6A所示，其理想的回流路徑應(yīng)為地線回流，當(dāng)驅(qū)動(dòng)端向接收端發(fā)送信號(hào)，到達(dá)接收端的信號(hào)通過(guò)地線回流到驅(qū)動(dòng)端。當(dāng)驅(qū)動(dòng)端輸出為低電平時(shí)，如圖6B所示，其理想的回流路徑應(yīng)為電源走線回流，當(dāng)驅(qū)動(dòng)端向接收端發(fā)送信號(hào)時(shí)，到達(dá)接收端的信號(hào)通過(guò)電源走線回流到驅(qū)動(dòng)端。
因此，在本發(fā)明中，當(dāng)信號(hào)回流無(wú)理想?yún)⒖计矫婊蛘邿o(wú)優(yōu)選參考平面時(shí)，為了為信號(hào)就近提供地回流和電源回流路徑，在信號(hào)線走線的同時(shí)，讓地線和電源走線與信號(hào)線并排布線，而不需要區(qū)分信號(hào)回流的方式是電源回流，還是地回流。當(dāng)信號(hào)回流時(shí)，由信號(hào)自動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)幕亓髀窂?，返回?qū)動(dòng)端，布線設(shè)計(jì)原理如圖7所示，芯片1、芯片3與電源之間電源走線和地線并排走線，芯片1、芯片2、芯片3三個(gè)芯片之間采用地線、電源走線與信號(hào)線并排布線，使信號(hào)無(wú)論在何種回流情況時(shí)，均有較小的回流路徑，降低了輻射，提高了EMC性能。圖8示出了這種情況下的布線示例，根據(jù)電路的實(shí)際情況，在實(shí)際布線中，每2至3根信號(hào)線兩邊就有一根電源走線、一根地線，為信號(hào)就近提供電源回流和地回流路徑。
作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)印刷電路板為多層板或兩層板時(shí)，通過(guò)過(guò)孔將分布于不同層的電源走線構(gòu)成的電源網(wǎng)絡(luò)或地線構(gòu)成的地網(wǎng)絡(luò)分別網(wǎng)格化。當(dāng)分布于不同層的電源網(wǎng)絡(luò)或地網(wǎng)絡(luò)充分連接后，能夠?yàn)樾盘?hào)回流提供盡可能短的回流路徑。對(duì)于可能出現(xiàn)的信號(hào)回流路徑大的問(wèn)題，信號(hào)回流可以有更多回流路徑的選擇余地，選擇其中最短的回流路徑，減小回流面積。如圖9所示的示例，在實(shí)際電路允許的情況下，通過(guò)將印刷電路板的頂層(元件面)電源網(wǎng)絡(luò)，與底層(焊接面)電源網(wǎng)絡(luò)過(guò)孔充分連接，得到合成后的電源網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化布線。同樣，在實(shí)際電路允許的情況下，通過(guò)將元件面地網(wǎng)絡(luò)與焊接面地網(wǎng)絡(luò)過(guò)孔充分連接，可以合成后的地網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化布線。
由于電源系統(tǒng)存在傳輸阻抗，為了降低傳輸阻抗，為信號(hào)回流提供盡可能短的回流路徑，作為本發(fā)明的另一實(shí)施例，可以在電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置一定數(shù)量的濾波電容，放置濾波電容的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際的電路情況，盡可能多的放置濾波電容，布線示例如圖10所示。
作為本發(fā)明的另一實(shí)施例，在印刷電路板是2層或多層板時(shí)，存在信號(hào)線需要換層的情況。當(dāng)信號(hào)線從上一層走線換到下一層走線的時(shí)候，信號(hào)線必然找不到理想的參考平面為其提供回流路徑。此時(shí)，在信號(hào)換層處放置濾波電容，連接換層處的信號(hào)線，為換層的信號(hào)線就近提供回流路徑，布線示例如圖11所示。
在具體布線時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)上述幾種方式進(jìn)行組合使用，進(jìn)一步降低輻射，提高印刷電流板的電磁兼容效果，具體可以采取電源走線、地線與信號(hào)線并行布線并在信號(hào)換層處放置濾波電容的方式，或者電源走線、地線與信號(hào)線并行布線且電源、地線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化，并在信號(hào)換層處放置濾波電容的方式，或者電源走線、地線與信號(hào)線并行布線且電源、地線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化，并在電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置濾波電容的方式，具體的布線示例不再贅述。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板的布線方法，其特征在于，所述方法包括在布線時(shí)，將電源走線、地線隨著信號(hào)線并排走線。
2.如權(quán)利要求1所述的印刷電路板的布線方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)?shù)鼐€構(gòu)成的地網(wǎng)絡(luò)或電源走線構(gòu)成的電源網(wǎng)絡(luò)分布于印刷電路板的不同層時(shí)，將不同層的地網(wǎng)絡(luò)或電源網(wǎng)絡(luò)分別網(wǎng)格化。
3.如權(quán)利要求1或2所述的印刷電路板的布線方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)信號(hào)線換層走線時(shí)，在所述換層處放置濾波電容，連接換層處的信號(hào)線。
4.如權(quán)利要求1或2所述的印刷電路板的布線方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括在電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置濾波電容。
5.一種印刷電路板，包括電源走線、地線和信號(hào)線，其特征在于，所述電源走線、地線隨著信號(hào)線并排走線。
6.如權(quán)利要求5所述的印刷電路板，其特征在于，當(dāng)?shù)鼐€構(gòu)成的地網(wǎng)絡(luò)或電源走線構(gòu)成的電源網(wǎng)絡(luò)分布于印刷電路板的不同層時(shí)，不同層的地網(wǎng)絡(luò)或電源網(wǎng)絡(luò)分別網(wǎng)格化。
7.如權(quán)利要求5或6所述的印刷電路板，其特征在于，當(dāng)信號(hào)線換層走線時(shí)，所述換層處放置有濾波電容，連接換層處的信號(hào)線。
8.如權(quán)利要求5或6所述的印刷電路板，其特征在于，所述印刷電路板的電源、地網(wǎng)絡(luò)布線之間放置有濾波電容。
全文摘要
本發(fā)明適用于印刷電路板制作領(lǐng)域，提供了一種印刷電路板的布線方法及印刷電路板，在布線時(shí)，將電源走線、地線隨著信號(hào)線并排走線。本發(fā)明采取電源走線、地線并排走，而且是伴著信號(hào)線走的方式，為信號(hào)回流就近提供電源和地回流路徑，減小了信號(hào)回路面積，提高了印刷電路板的電磁兼容性，并根據(jù)實(shí)際需要在此基礎(chǔ)上通過(guò)在信號(hào)換層處放置濾波電容的方式，或者電源、地線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化，或者在電源、地線網(wǎng)絡(luò)布線之間放置濾波電容的方式進(jìn)一步提高了印刷電路板的電磁兼容效果。
文檔編號(hào)H05K1/11GK1949953SQ200610063428
公開(kāi)日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月1日
發(fā)明者鄭姚興 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司