[實用新型]一種應用于高速封裝系統中的電磁帶隙電源層結構

有效

• 申請號: 201920399145.1
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN210042367U
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 李爾平;左盼盼
• 申請（專利權）人: 海寧利伊電子科技有限公司
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林超

本實用新型公開了一種應用于高速封裝系統中的電磁帶隙電源層結構。包括電源層、介質基板層和接地層，電源層刻蝕有EBG結構，EBG結構包括四個EBG基本單元以田字形沿圓周旋轉對稱布置構成；每個基本單元中，正方形貼片周圍邊緣四角經各自的內枝結構連接正方形框狀貼片內邊緣，正方形框狀貼片其中外邊緣布置連接有外枝結構，正方形框狀貼片外邊緣布置連接連接枝結構，每個EBG基本單元通過連接枝結構與相鄰EBG基本單元連接，連接枝結構主要由呈鏡面對稱的2和5字形金屬片連接構成。本實用新型能滿足高頻范圍內寬帶的深度SSN抑制，電磁層結構設計新穎、結構簡單，可直接應用在電源地平面的設計上，不會額外增加印制電路板的尺寸。

技術領域

本實用新型涉及電磁波傳播與接收技術領域，具體是一種用于印制電路板(Printed Circuit Board，PCB)電源分配網絡(Power Distribution Network，PDN)上的具有高頻寬帶抑制特性的新型電磁帶隙(Electromagnetic Bandgap，EBG)電源層結構設計。

背景技術

隨著集成電路的發展，設計出能抑制電磁干擾的電源/地平面，對電路設計而言是非常有意義的。但是隨著高速數字電路、高速信號處理、以及射頻電路與數字電路集成化等因素，使得新的電源/地平面的設計應當具有非常寬的帶寬以及較強的禁帶內衰減。由于加載EBG結構的電源/地平面具有禁帶帶寬較寬、實現工藝簡單、禁帶深度較深、成本低廉等優勢被作為抑制電源/地平面上兩點間電磁干擾的有效手段。

EBG結構最開始是在光學的研究，由于特定的EBG結構可以抑制固定頻率的光波傳播，研究人員希望設計一種周期性結構阻止某一特定頻率電源噪聲(電磁波)的傳播，后來就由光學的研究延伸到對電源噪聲抑制的研究。電源層電磁帶隙(EBG)結構將電源平面分割成周期的單元結構，在抑制同步開關噪聲(Simultaneous Switching Noise，SSN)方面具有寬噪聲抑制和高抑制深度的優勢。

EBG結構大概可以分為嵌入式EBG結構和平面型EBG結構兩種類型，共面型EBG結構比Mushroom型EBG有很多優勢，主要體現在以下幾點：第一，共面型EBG成本較低，因為蘑菇型結構有內嵌層的存在使得其制造電源平面和地平面需要三層結構，而共面型結構并不需要；第二，共面型EBG制造難度小，只需在電源平面或地平面腐蝕圖案，而蘑菇型結構需要用到埋孔技術，工藝較難實現；第三，蘑菇型EBG抑制SSN下截止頻率高，帶寬較窄，而通過大量研究發現共面型結構有較寬的帶寬，并且下截止頻率可低至幾百兆赫茲。因此，這幾個優點使得共面型EBG結構的應用范圍更廣泛。

現有抑制SSN的各種平面EBG結構多種多樣，但還不能滿足高頻范圍內寬帶的深度SSN抑制。為此，筆者提出了一種覆蓋較寬頻率范圍的寬帶電源層新型EBG結構以抑制SSN，同時滿足電源完整性的要求。

實用新型內容

為了解決背景技術中存在的問題，本實用新型的目的是為了克服現有的電源層EBG結構抑制帶寬有限以及抑制深度不足，提供一種新型的印制電路板電源分配網絡上的深度抑制寬帶噪聲的平面電磁帶隙電源層結構，用于印制電路板電源分配網絡上，具有高頻寬帶抑制特性。

本實用新型解決所述技術問題的技術方案是：

本實用新型包括電源層、介質基板層和接地層，所述的電源層刻蝕有EBG結構，介質基板層的正面布置有刻蝕有EBG結構的電源層，背面布置有接地層，EBG結構是主要由外部及內部均帶有枝節的矩形金屬貼片組成。