[發(fā)明專利]一種多層印制線路板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210249779.1
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN103582278B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉樹海;白同云;徐峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京超思電子技術(shù)有限責任公司
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張?zhí)焓?/td>

本發(fā)明提供了一種多層印制線路板。該多層印制線路板包括：接地層、電源層以及至少一層信號層，所述多層印制線路板還包括缺陷接地結(jié)構(gòu)，且所述接地層具有回流線的連續(xù)性，以使得所述多層印制線路板的環(huán)路面積為零。本發(fā)明中，多層印制線路板在包含缺陷接地結(jié)構(gòu)的情況下，同時具有回流線的連續(xù)性，并滿足引線電感為零的要求，使得多層印制線路板中SSN電壓的大小能夠為零，從而改善了采用該多層印制線路板的電子系統(tǒng)的完整性和電磁干擾，提高了電子系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體技術(shù)，特別涉及一種多層印制線路板。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)展和多層PCB印制線路板設(shè)計復(fù)雜度的逐步提高，同時為了滿足系統(tǒng)高速度和低功耗的要求，高速時鐘信號的邊沿不斷變陡，信號電壓不斷變低。時鐘信號的變化使得系統(tǒng)工作過程中會產(chǎn)生大量的同步開關(guān)噪聲（SimultaneousSwitching Noise，SSN），即大量高速開關(guān)器件同時處于切換狀態(tài)時會產(chǎn)生的噪聲，同步開關(guān)噪聲會產(chǎn)生嚴重的信號完整性和電磁干擾問題，從而影響到系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

可以通過SSN電壓來衡量SSN的大小。SSN電壓的大小與引線電感的大小、器件處于開關(guān)狀態(tài)時產(chǎn)生的瞬間變化的電流、以及電源分配系統(tǒng)的輸入阻抗Z等因素有關(guān)。具體的，假設(shè)多層PCB印制線路板中信號線、電源線和地線等存在的引線電感為L，瞬態(tài)負載電流I_L與噪聲電流ΔI復(fù)合后產(chǎn)生的瞬態(tài)變化電流為di/dt，瞬態(tài)變化電流通過引線電感的感抗產(chǎn)生的尖峰電壓為V₁，那么V₁=-L*di/dt；假設(shè)電源分配系統(tǒng)的輸入阻抗Z，瞬態(tài)變化電流通過輸入阻抗Z引起尖峰電壓為V₂，那么V₂=Z*di/dt，并且SSN電壓為V₁與V₂之和。

為了抑制SSN電壓的大小，需要同時將V₁和V₂減小至零，即需要減小引線電感L以及系統(tǒng)輸入阻抗Z的大小。通過使PCB布線的環(huán)路面積為零，可以將L減到最小，通過增加去耦電容，可以將Z減到最小。但是，只有系統(tǒng)的工作頻率在一定的頻率范圍內(nèi)時，可以通過增加去耦電容來抑制SSN電壓，具體地，當系統(tǒng)的工作頻率低于600MHz時，通過增加去耦電容對SSN電壓有較好的抑制作用，當系統(tǒng)的工作頻率大于600MHz時，由于去耦電容的引線電感會與去耦電容發(fā)生諧振，在高于諧振頻率的范圍等效為電感，極大地增大了電源分配系統(tǒng)的輸入阻抗Z，嚴重破壞了去耦電容對SSN電壓的抑制作用。

為了保證去耦電容對SSN電壓的抑制作用，在系統(tǒng)中引入電磁帶隙（Electromagnetic Band-Gap，EBG），或缺陷接地結(jié)構(gòu)（Defected Ground Structure，DGS），來實現(xiàn)去耦電容對SSN電壓的抑制作用，即實現(xiàn)Z=0，其中，和EBG結(jié)構(gòu)相比，DGS結(jié)構(gòu)簡單，易于電磁場理論分析和等效電路建模分析，也更適于抑制SSN噪聲的實際應(yīng)用。但是，由于DGS是建立在接地層上，會破壞接地層的連續(xù)性，割斷PCB跡線的回流線，影響環(huán)路面積為零的要求，會使得引線電感L無法為零，因此瞬態(tài)變化電流通過引線電感的感抗產(chǎn)生的尖峰電壓為V₁依然存在，使得SSN電壓的大小無法為零，系統(tǒng)中依然存在信號的完整性和電磁干擾問題，影響了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種多層印制線路板，該多層印制線路板中SSN電壓的大小能夠為零，從而改善了采用該多層印制線路板的電子系統(tǒng)的完整性和電磁干擾，提高了電子系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種多層印制線路板，包括：接地層、電源層以及至少一層信號層，所述多層印制線路板還包括缺陷接地結(jié)構(gòu)，且所述接地層具有回流線的連續(xù)性，以使得所述多層印制線路板的環(huán)路面積為零。