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【专利解密】深耕PCB信号连接领域 深南电路公开连接件干扰屏蔽方案

   2022-12-17 网易 140 0
核心提示:深南电路公开的印制电路板信号连接件方案,该方案能够屏蔽外界信号对第一连接件的干扰,利于第一连接件的信号传输,减少不同信号

深南电路公开的印制电路板信号连接件方案,该方案能够屏蔽外界信号对第一连接件的干扰,利于第一连接件的信号传输,减少不同信号间的串扰,从而提高信号传输的稳定性和完整性。

集微网消息,PCB又被称为印制电路板或印刷线路板,是应用广泛的重要电子部件,是电子元器件的支撑体,同样也是电子元器件电气连接的载体。

经过大量的测试表明,线路板连接件的阻抗波动会使得信号反射严重,制约信号传输带宽的提升,进而影响整个信号传输的质量。传统线路板连接件的结构一般是连接件实现连通,连接件周围铺铜皮和多个接地孔做为参考,保证信号返回路径连续。

这种常规结构的连接件设计简单、PCB加工容易,但是很难阻抗优化,一般阻抗波动较大,匹配性较差,传输的信号带宽也不高,严重时会引起信号接收端信号误码率上升导致信号还原错误。

为了减少不同信号间的串扰以及提高信号传输的稳定性和完整性,深南电路在2022年4月15日申请了一项名为“印制电路板”的发明专利(申请号:202210399334.5),申请人为深南电路股份有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料,让我们一起来看看这项技术方案吧。


如上图,为该专利中公开的印制电路板的结构示意图,该印制电路板100包括第一连接件107、第一导电层101、第二导电层102以及屏蔽套筒106。在第一导电层和第二导电层的基础上还包括多层导电层,各导电层可以和绝缘层依次层叠且贴合设置,从而形成印制电路板。

第一连接件导通第一导电层以及第二导电层,第一导电层与第二导电层分别设置在印制电路板的相对两侧表面。第一连接件还包括有空心连接柱,从而在电连接第一导电层以及第二导电层的同时,利用空心结构匹配插接连接器,以实现印制电路板与插接连接器之间的导通。

屏蔽套筒和第一连接件套设连接,且与第一连接件间隔同轴设置。其中,屏蔽套筒包括金属屏蔽套筒或其他材质的屏蔽套筒,从而屏蔽外界信号对第一连接件的干扰,有利于第一连接件的信号传输,以减少不同信号间的串扰,提高信号传输的完整性,从而降低第一连接件的阻抗波动。进而有利于第一连接件阻抗匹配优化,增加其阻抗的匹配性以及减小阻抗的波动,最终减少信号反射和提高信号的传输带宽,有利于印制电路板层间信号互连。屏蔽套筒与第一连接件之间可以填充绝缘层进行支撑,以提高印制电路板的结构稳定性。


如上图,为该印制电路板的俯视结构示意图,在第一导电层上设置有第一线路109,该线路包括:第一环绕件1093、第一中间连接件1092以及第一走线件1091。第一环绕件环绕第一连接件设置,并与第一连接件电连接;第一中间连接件的一端连接第一环绕件,另一端连接第一走线件,从而依次实现第一走线件、第一中间连接件、第一环绕件以及第一连接件之间的电连接。


如上图,为该印制电路板的正视截面结构示意图,该印制电路板也可以应用于直流信号传输的应用场景,直接通过第一连接件107实现信号传输。由于印制电路板常用积层印制电路板工艺进行制备,但在此制备工艺下,屏蔽套筒难以实现第一导电层与第二导电层的连接。

因此,该方案中通过屏蔽套筒连接并导通分别与第一导电层以及第二导电层相邻的第三导电层的第四导电层,从而在积层印制电路板工艺的制备条件下,最大程度上提高屏蔽套筒对第一连接件的屏蔽面积。从而保证屏蔽套筒的信号屏蔽效果,进而降低第一连接件的阻抗波动,利于第一连接件阻抗匹配优化,并适应于积层印制电路板工艺的制备。

而当多层中间导电层中存在接地层时,屏蔽套筒可以与接地层连接;当中间导电层不为接地层时,屏蔽套筒不与其连接,以保证屏蔽效果。


如上图,为该印制电路板的阻抗对比示意图,从图中可以看出相同情况下 ,匹配阻抗50ohm对比例结构(上曲线)阻抗为60.26ohm,实施例结构(下曲线)阻抗为50.11ohm,可以看出,该方案的结构阻抗匹配性非常高。

以上就是深南电路公开的印制电路板信号连接件方案,该方案能够屏蔽外界信号对第一连接件的干扰,利于第一连接件的信号传输,减少不同信号间的串扰,从而提高信号传输的稳定性和完整性。

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