防止电磁干扰的电路板布局结构及方法

xiaoxiao2020-9-10  5

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专利名称:防止电磁干扰的电路板布局结构及方法
技术领域
本发明涉及一种防止电磁干扰的电路板布局结构及方法,特别涉及一种 具有高频信号及防止电磁干扰的电路板布局结构及布局方法。
背景技术
任何高频电子产品均会产生噪声(Noise),电子噪声干扰可分为传导干 扰和幅射干扰两方面来谈, 一般而言,传导干扰会通过电源线去干扰影响其 他电子或电器产品正常运作,而幅射干扰则是通过空气去干扰影响其他设备, 对于电器用品的使用, 一般国家的电气安全规定中都制定有防止电磁干扰的 规范。
随着高科技领域的进步,电磁干扰(electromagnetic inference, EMI)的 问题也日益增多。当半导体元件速度愈快、密度愈高时,噪声也愈大。对印 刷电路板(PCB)设计工程师而言,EMI的问题也日趋重要,而借助适当的 印刷电路板布局技术与配合系统化的设计方法,将可预先避免EMI问题的干 扰。
而目前试图减少或将电磁波降到最低的方法都是靠隔离保护,这包括将 电缆线包覆一层隔离网以传导接地,或是在电子产品的机壳内会产生电磁波 的元件周围放置金属导电物。而这些电磁波的防制步骤会增加电子装置的制 造成本,并让电子产品更为复杂。

发明内容
有鉴于此,本发明提供一种防止电磁干扰的电路板布局结构及方法,利 用多个导电网格布设在电路板的信号层上,以包覆信号层上的信号线路。导 电网格的布局会破坏信号线路所产生的干扰源磁场,进而让电路板上大面积 磁场分布的长度降低,从而使得噪声辐射程度减弱,达到EMI的防制效果。
本发明提供的防止电磁干扰的电路板布局结构包括多层印刷电路板、多个导电网格及多个导电穿孔。其中,多层印刷电路板具有多个信号层与接地 层,每一信号层上都布设有多条信号线路。多个导电网格布设于每一信号层 上,并且包覆每一信号层上的信号线路。多个导电穿孔设置于多层印刷电路 板的各层间,电性连接于该接地层及每一信号层上的导电网格。借此,根据 导电网格尺寸的设计,可达到阻隔特定电磁波频率的目的。
上述防止电磁干扰的电路板布局结构中,该导电网格可为单位网格。 上述防止电磁干扰的电路板布局结构中,该单位网格的尺寸可根据公式
C=fXX中X的大小来设计,其中C代表光速,f代表所要阻隔的电磁波频率,
x代表所要阻隔的电磁波频率的波长。
上述防止电磁干扰的电路板布局结构中,该单位网格的长度可为所要阻 隔的电磁波频率的波长x縮小整数倍的长度。
上述防止电磁干扰的电路板布局结构中,多个导电穿孔可以2倍于单位 网格的长度,间隔设置在该多层印刷电路板的周围,以构成封闭接地网路。
本发明提供的防止电磁干扰的电路板布局方法可实施于多层印刷电路 板,该多层印刷电路板具有多个信号层与接地层,其中该方法步骤为,首先, 在多层印刷电路板的每一信号层形成多个导电网格,并且,多个导电网格包 覆每一信号层上的信号线路,其中导电网格为单位网格,单位网格的尺寸是 根据所要阻隔的电磁波频率而设计的。然后,在多层印刷电路板的各层间形 成多个导电穿孔,多个导电穿孔电性连接于该接地层与每一信号层上的导电 网格,以构成封闭接地网路。如此,根据多个导电网格尺寸的设计,可达到 阻隔特定电磁波频率的目的。
上述防止电磁干扰的电路板布局方法中,在形成多个导电网格的步骤之
前,还可包括以下步骤选择所要阻隔的电磁波频率,并且依据公式C:fX入 计算,以得到要阻隔的电磁波频率的波长。
上述防止电磁干扰的电路板布局方法中,在得到要阻隔的电磁波频率的
波长步骤之后,还可包括以下步骤将要阻隔的电磁波频率波长除以整数n
倍,以得到该单位网格的尺寸。
上述防止电磁干扰的电路板布局方法中,C代表光速,f代表所要阻隔的
电磁波频率,x代表所要阻隔的电磁波频率的波长。
上述防止电磁干扰的电路板布局方法中,多个导电穿孔可以2倍于单位网格的长度,间隔设置在该多层印刷电路板的周围以构成封闭接地网路。
综上所述,本发明的防止电磁干扰的电路板布局结构及方法,通过导电 网格的布局方式,来达到阻隔特定电磁波频率的目的。如此,本发明的布局 结构及方法可降低干扰源磁场分布的长度,以减弱噪声辐射程度,进而减低
信号彼此相互干扰程度。同时,本发明可使导电穿孔减低程度约略30 50%, 使得电路板的强度不因导电穿孔数而减低。另外,本发明使用导电网格布局 方式,因而可以减低电镀成本约25~30%。
以上的概述与接下来的详细说明均为示范性质,用于一步说明本发明的 范围。关于本发明的其他目的与优点,将以后续的说明与附图进行阐述。


图1为本发明的电路板布局结构分层示意图2为本发明电路板表层布局示意图3为本发明导电网格示意图;及
图4为本发明电路板布局方法流程方块示意图。
其中,附图标记说明如下
1多层印刷电路板
10第一信号层
102导电网格 103信号线路 104导电穿孔 12接地层 14第二信号层
具体实施例方式
请参考图1,此图为本发明的电路板布局结构分层示意图。其中,本发 明的电路板布局结构包括多层印刷电路板1、多个导电网格102及多个导电 穿孔104。多层印刷电路板1具有第一信号层10、第二信号层14及接地层 12。在第一信号层10与第二信号层14上都布设有多条信号线路103与多个 导电网格102,其中多个导电网格102用以包覆前述多条信号线路103。同时,
6多个导电穿孔104电性连接于接地层12,且电性连接于第一信号层10与第 二信号层14上的多个导电网格102。
配合图1,请参考图2,此图为本发明电路板表层布局示意图。其中,第 一信号层10上布设有多个信号线路103,多个信号线路103在高频操作时会 产生电磁噪声,这些电磁噪声会通过电源线与空气,以传导和幅射方式干扰 第一信号层10上其他电子元件。因此,第一信号层10上布设有多个导电网 格102,多个导电网格102包覆多个信号线路103,用以阻隔前述电磁噪声的 干扰。
再配合图1,参考图2,第一信号层10还布设有多个导电穿孔104,多 个导电穿孔104电性连接第一信号层10上的导电网格102,其中多个导电穿 孔104以2倍于单位导电网格102的长度,间隔设置在该多层印刷电路板1 的周围。同时,多个导电穿孔104还电性连接多层印刷电路板1的第二信号 层14上的导电网格(图中未示)与接地层12。如此,多层印刷电路板1中 第一信号层10与第二信号层14的导电网格102均通过多个导电穿孔104电 性连接到接地层12,因而构成封闭接地网路。
再配合图1,参考图2,当多个信号线路103在高频操作下产生电磁噪声 时,根据电磁原理,通过导电穿孔104电性连接到接地层12的多个导电网格 102会将电磁噪声引导到接地层12并予以释放,进而破坏电磁噪声的磁力线 分布,降低磁场分布的长度,以减弱电磁噪声辐射程度。
因此,在多层印刷电路板1的第一信号层10与第二信号层14中布设有 大面积的多个导电网格102,并且,大面积的多个导电网格102将第一信号 层10与第二信号 层14中的信号线路103完全包覆住,以阻隔信号线路103 所产生的电磁噪声,进而达到防止电磁干扰的功效。
参考图3,此图为本发明导电网格示意图。其中,导电网格102为单位 网格,即网格的长L与宽W具有相同长度。同时,单位网格的尺寸大小根 据公式(1)而得。
C=fXL (1)
在公式(1)中,C代表光速,f代表所要阻隔的电磁波频率,X代表所 要阻隔的电磁波频率的波长。根据公式(1),由于光速c为固定值,因此,
要阻隔的电磁波频率f与要阻隔的电磁波频率的波长X成反比。如此,在导电网格102的尺寸设计中,需先选择所要阻隔的电磁波频率 f,再依据公式(1)进行计算,进而得到要阻隔的电磁波频率的波长X,而
单位导电网格102的长度即为所要阻隔的电磁波频率波长人縮小整数n倍的 长度。如图3所示,在导电网格102的尺寸中,其长L与宽W的长度由公 式(2)与公式(3)计算取得,其中n为任意整数。
L=Vn... (2)
W=A/n... (3)
配合图l,请参考图4,此图为本发明电路板布局方法流程方块示意图。 本发明的电路板布局方法实施于具有第一信号层10、第二信号层14及接地 层12的多层印刷电路板1,该方法步骤为步骤SIOO,首先需先选择所要 阻隔的电磁波频率f,再依据公式C二fX人计算,进而得到要阻隔的电磁波频 率的波长X,其中C代表光速。然后是步骤S102,将要阻隔的电磁波频率波 长人除以整数n倍,以得到单位导电网格102的长L与宽W的长度。接着 是步骤S104,在多层印刷电路板1的第一信号层10与第二信号层14上形成 多个导电网格102,其中多个导电网格102包覆第一信号层10与第二信号层 14上的信号线路。然后是步骤S106,在多层印刷电路板1形成多个导电穿 孔104,多个导电穿孔104穿设于第一信号层10、第二信号层14与接地层之 间,电性连接于该接地层12及第一信号层10与第二信号层14上的导电网格 102,从而构成封闭接地网路。
综上所述,本发明的防止电磁干扰的电路板布局结构及方法,通过导电 网格的布局方式,来达到阻隔特定电磁波频率的目的。如此,本发明的布局 结构及方法可降低干扰源磁场分布的长度,以减弱噪声辐射程度,进而减低 信号彼此相互干扰程度。同时,本发明可使导电穿孔104减低程度约略 30 50%,使得电路板的强度不因导电穿孔104数而减低。另夕卜,本发明使用 导电网格102布局方式,因而可以减低电镀成本约25~30%。
按,以上所述仅为本发明最佳的具体实施例,但本发明的特征并不局限 于此,任何本领域技术人员在本发明的领域内可轻易构思出的变化或修改均 可涵盖在以下本案的专利范围。
权利要求
1. 一种防止电磁干扰的电路板布局结构,其特征在于包括多层印刷电路板,具有多个信号层与接地层,每一信号层上都布设有多条信号线路;多个导电网格,布设于每一信号层上,并且包覆每一信号层上的信号线路;及多个导电穿孔,电性连接于该接地层及每一信号层上的导电网格。
2. 如权利要求l所述的防止电磁干扰的电路板布局结构,其特征在于, 该导电网格为单位网格。
3. 如权利要求2所述的防止电磁干扰的电路板布局结构,其特征在于, 该单位网格的尺寸是根据公式C=fXX中入的大小而设计的,其中C代表光 速,f代表所要阻隔的电磁波频率,X代表所要阻隔的电磁波频率的波长。
4. 如权利要求3所述的防止电磁干扰的电路板布局结构,其特征在于, 该单位网格的长度为所要阻隔的电磁波频率的波长X縮小整数倍的长度。
5. 如权利要求l所述的防止电磁干扰的电路板布局结构,其特征在于, 多个导电穿孔以2倍于单位网格的长度,间隔设置在该多层印刷电路板的周 围,以构成封闭接地网路。
6. —种防止电磁干扰的电路板布局方法,其特征在于该方法实施于多层 印刷电路板,该多层印刷电路板具有多个信号层与接地层,其中该方法包括 以下步骤在该多层印刷电路板的每一信号层形成多个导电网格,其中所述多个导 电网格包覆每一信号层上的信号线路;及在该多层印刷电路板的各层间形成多个导电穿孔,所述多个导电穿孔电 性连接于该接地层与每一信号层上的所述导电网格。
7. 如权利要求6所述的防止电磁干扰的电路板布局方法,其特征在于, 该导电网格为单位网格,该单位网格的尺寸是根据所要阻隔的电磁波频率而 设计的。
8. 如权利要求7所述的防止电磁干扰的电路板布局方法,其特征在于, 在形成多个导电网格的步骤之前,还包括以下步骤选择所要阻隔的电磁波频率,并且依据公式C:fXX计算,以得到要阻隔的电磁波频率的波长。
9. 如权利要求8所述的防止电磁干扰的电路板布局方法,其特征在于,在得到要阻隔的电磁波频率的波长步骤之后,还包括以下步骤将要阻隔的电磁波频率波长除以整数n倍,以得到该单位网格的尺寸。
10. 如权利要求8所述的防止电磁干扰的电路板布局方法,其特征在于, C代表光速,f代表所要阻隔的电磁波频率,X代表所要阻隔的电磁波频率的 波长。
11. 如权利要求7所述的防止电磁干扰的电路板布局方法,其特征在于, 多个导电穿孔以2倍于单位网格的长度,间隔设置在该多层印刷电路板的周 围以构成封闭接地网路。
全文摘要
一种防止电磁干扰的电路板布局结构及方法,其中电路板布局结构包括多层印刷电路板、多个导电网格及多个导电穿孔。多层印刷电路板具有多个信号层与接地层,每一信号层上都布设有多条信号线路。多个导电网格布设于每一信号层上,并且包覆每一信号层上的信号线路。多个导电穿孔设置于多层印刷电路板的各层间,电性连接于接地层及每一信号层上的导电网格。借此,根据导电网格尺寸的设计,可达到阻隔特定电磁波频率的目的。本发明可降低干扰源磁场分布的长度,以减弱噪声辐射程度,进而减低信号彼此相互干扰程度,并使得导电穿孔减少约30~50%,以避免降低电路板的强度。另外,本发明使用导电网格布局方式,因而可减低电镀成本约25~30%。
文档编号H05K9/00GK101472454SQ20071030592
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者叶洧豪, 洪颖福 申请人:环隆电气股份有限公司

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