CN101146399A - 电路板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连接有器件的多层电路板，以提高电路板叠层的利用率，减少叠层层数，从而降低电路板生产难度和生产成本，提高电路板生产成功率；所述器件具备多行信号引脚，所述电路板具备多行通孔，所述器件的信号引脚接插在所述电路板的多行通孔内，以及在所述电路板的同一层内，接插所述信号引脚的相邻两行通孔之间，存在至少两根连接到所述接插在相邻两行通孔内的信号引脚的信号线，所述信号线传送非成对信号。

Description

电路板

技术领域

本发明涉及电气设备技术领域，尤其涉及一种电路板。

背景技术

随着网络设备系统集成度的提高，其规模逐步增大，使得其背板的密集程度日益增加。

图1为传统背板叠层分布的示意图，图中的SIG代表信号层，可以用于连接信号线，Power代表电源层，用于连接电源，GND代表接地层，用于接地或者作为电位参考层，所述信号层、电源层及接地层均可以称作走线层。由该图可知，为了连接电源，传统的背板具备一个单独的电源层，但是在实际应用中，由于电源的种类一般较少，分布相对集中，且电源层的阻抗不受控制，不能用于连接信号线，因此单独分配一个电源层，将导致浪费背板叠层，降低背板叠层的利用率，增加背板叠层层数，进而增加背板生产难度和生产成本，以及降低背板生产成功率等问题。

图2为传统背板信号线的布线示意图，接插件位于背板上面，图中的圆代表穿过背板的通孔，接插件的信号引脚排列与所述通孔的排列相对应，通过将接插件的信号引脚插入到所述通孔内，可以将接插件与背板进行固定。通过所述通孔及插在所述通孔内的信号引脚，可以从背板的任意走线层引出信号线，所述信号线连接在所述信号引脚上，用于传送非成对信号，例如非差分信号。数字1至7代表信号引脚行号，信号引脚构成的行与行的间隙为走线通道，线条A、B和C分别代表从三层不同的布线层引出的信号线。由该图可知，传统背板在同一走线通道内，每一信号层只是引出一条信号线，这使得信号层利用率极低，尤其是在信号线数目随着背板密集程度提高，而逐步增多时，传统背板必须增加叠层层数，才能连接足够的信号线，这又将导致增加背板生产难度和生产成本，以及降低背板生产成功率等问题。

图3为传统背板差分线的布线示意图，在该图中，只画出了背板上的接插件，由该图可知，传统背板在同一走线通道内，每一信号层只是引出了一对差分线，这使得信号层利用率极低，尤其是在差分线数目随着背板密集程度提高，而逐步增多时，传统背板必须增加叠层层数，才能连接足够的差分线，这又将导致增加背板生产难度和生产成本，以及降低背板生产成功率等问题。

发明内容

本发明提供一种电路板，以提高电路板叠层的利用率，减少叠层层数，从而降低电路板生产难度和生产成本，以及提高电路板生产成功率。

本发明提供了一种电路板，包括至少一个设置有信号线及电源线的信号层。

本发明还提供了一种连接有器件的多层电路板，所述器件具备多行信号引脚，所述电路板具备多行通孔，所述器件的信号引脚接插在所述电路板的多行通孔内，在所述电路板的同一层内，接插所述信号引脚的相邻两行通孔之间，存在至少两根连接到所述接插在相邻两行通孔内的信号引脚的信号线，所述信号线传送非成对信号。

本发明还提供了一种连接有器件的多层电路板，所述器件具备多行信号引脚，所述电路板具备多行通孔，所述器件的信号引脚接插在所述电路板的多行通孔内，在所述电路板的同一层内，接插所述信号引脚的相邻两行通孔之间，存在至少两对连接到所述接插在相邻两行通孔内的信号引脚的信号线对，所述每对信号线传送成对信号。

本发明实施例提出的电路板具备至少一个铺设电源线及信号线的信号层，以解决传统电路板电源层浪费叠层资源的问题，提高了电路板叠层的利用率，减少叠层层数，从而降低电路板生产难度和生产成本，以及提高电路板生产成功率；

本发明实施例提出的另一种电路板具备在同一走线通道内，至少铺设两根信号线的信号层，以解决传统电路板在铺设信号线时，在同一走线通道内，每一个信号层，只铺设一根用于传送非成对信号的信号线，导致浪费叠层资源的问题，提高了电路板叠层的利用率，减少叠层层数，从而降低电路板生产难度和生产成本，以及提高电路板生产成功率；

本发明实施例提出的另一种电路板具备在同一走线通道内，至少铺设两对成对信号线的信号层，以解决传统电路板在铺设信号线时，在同一走线通道内，每一个信号层，只铺设一对成对信号线，导致浪费叠层资源的问题，提高了电路板叠层的利用率，减少叠层层数，从而降低电路板生产难度和生产成本，以及提高电路板生产成功率。

附图说明

图1为传统背板叠层分布的示意图；

图2为传统背板信号线的布线示意图；

图3为传统背板差分线的布线示意图；

图4为本发明实施例提出的第一种背板的叠层分布示意图；

图5为本发明实施例提出的第二种背板的布线示意图；

图6为本发明实施例中走线通道的示意图；

图7为本发明实施例提出的第三种背板的布线示意图。

具体实施方式

针对背景技术中传统背板存在的问题，本发明实施例提出下述背板以提高背板叠层的利用率：

背板一，该背板的至少一个信号层内铺设信号线及电源线；

背板二，该背板具备在同一走线通道内，至少铺设两根信号线的信号层，所述信号线传送非成对信号。

背板三、该背板具备在同一走线通道内，至少铺设两对信号线对的信号层，所述信号线对传送成对信号。

下面结合说明书附图分别说明上述背板：

背板一、所述背板的至少一个信号层内铺设信号线及电源线。

图4为本发明实施例提出的第一种背板的叠层分布示意图，由该图可知，本实施例提出的这种背板，将传统背板中定义为电源层的叠层(本实施例中为L5层)定义为信号层，这样，该背板就比传统背板中多出一个信号层，能够引出更多的信号线，提高了叠层的利用率。

传统背板利用电源层连接电源，本实施例提出的背板利用信号层铺设电源线，所述信号层可以是该背板的任意一个信号层。

在利用信号层铺设电源线时，由于两个信号层相邻，因此可能需要考虑这两个信号层内信号的干扰问题，本实施例中，可以通过将L5和L6的间距设置为大于L5与参考层的两倍间距，以及大于L6与参考层的两倍间距，来避免所述可能产生的干扰问题。

所述两倍间距仅仅是经验公式，根据实际应用所述背板的环境、条件不同，L5和L6的间距可能需要调整。

背板二、该背板具备在同一走线通道内，至少铺设两根信号线的信号层。

所述信号线用于传送非成对信号，所述成对信号为相互配对，缺一不可的信号，例如差分信号。

图5为本发明实施例提出的第二种背板的布线示意图，图中线形相同的信号线代表它们处于同一信号层，信号线A与C处于一个信号层，信号线B和D处于另一个信号层。

由该图可知，走线通道1内的4根信号线(A、B、C和D)仅仅需要两个信号层，而如果在传统背板中，该4根信号线将需要4个信号层，因此本发明实施例提出的这种背板大大提高了信号层的利用率，进而提高背板叠层的利用率，降低背板叠层数目，从而减少背板的生产难度及生产成本。

在同一走线通道内，同一信号层内铺设的信号线的数目通常由信号线的线宽、信号线的线间距及走线通道内能够用于连接信号线的宽度来决定。

所述走线通道内能够用于连接信号线的宽度通常是指两行信号引脚的外焊盘的间距减去工艺上要求的安全间距。

下面给出一个具体的实施例，以说明如何判断在同一走线通道内，同一信号层能够铺设的信号线的数目：

图6为本发明实施例中走线通道的示意图，图中圆环分别为第一行和第二行的信号引脚，外围圆为信号引脚焊盘的外沿，其直径一般较小，走线通道的宽度为a，两个信号引脚外焊盘之间的间距为b，另外工艺上要求信号线与外焊盘的距离至少为c，因此由该图可知走线通道内能够用于连接信号线的宽度为b-2c。

在所述走线通道内能够用于连接信号线的宽度确定以后，所述信号线的数目还取决于信号线的宽度和信号线的线间距。

信号线的宽度可以在保证信号线的阻抗为预定阻抗的基础上，选择宽度最小的信号线，以在该走线通道内，同一信号层尽可能铺设多根信号线。

信号线的线间距可以在保证相邻信号线内的信号不发生串扰的基础上，确定最小的线间距，通常为1.5倍信号线的线宽，以在该走线通道内，同一信号层尽可能铺设多根信号线。

在确定了所述信号线的线间距、线宽以及所述走线通道内能够用于铺设信号线的宽度，即可得到在所述走线通道内，同一信号层能够铺设的信号线的数目。

仍然参照图6，假设信号线的最小线宽为w，线间距为1.5w，所述走线通道内能够用于铺设信号线的宽度为b-2c，所述信号线数目为N，则根据下式即可得到N值：

N*w+(N-1)1.5w≤b-2c

上述式中得到的N值可能不能大于二，即在同一走线通道内，仅仅能够铺设一根信号线，此时要想在同一走线通道内，从同一信号层铺设多根信号线，即使N值大于等于二，那么在c值确定的情况下，就需要增大b的值，b的值由走线通道宽度a和信号引脚的焊盘的大小来确定。由于焊盘一般较小，减小焊盘并不能明显增加b的值，因此可以选择走线通道宽度a较大的接插件，以增大b的值，进而使N能够大于等于2。

背板三、该背板具备在同一走线通道内，至少铺设两对对信号线对的信号层。

所述信号线对是成对信号线，用于传送成对信号。例如所述信号线对可以是差分线，用于传送差分信号。

图7为本发明实施例提出的第三种背板的布线示意图，图中矩形代表信号线，E和F分别代表第一对差分线与第二对差分线，圆形代表信号引脚。由该图可知，传统背板在同一走线通道内，同一信号层仅仅铺设一对差分线，而本发明实施例提出的背板在同一走线通道内，同一信号层至少铺设两对差分线，大大提高了信号层的利用率，进而提高背板叠层的利用率，降低背板叠层数目，从而减少背板的生产难度及生产成本。

确定在同一走线通道内，从同一信号层能够铺设的差分线的对数的方法与上述确定所述信号线数目的方法类似，只需用每一对差分线中的两根线的线宽与线间距之和替代上述实施例中信号线的宽度即可。

在计算所述背板二的同一走线通道内，同一信号层可以铺设的信号线数目时，在保证信号线的阻抗等于预定阻抗的基础上，可以通过选择宽度最小的信号线来计算信号线数目，此处则可以在保证每一对差分线的阻抗等于预定阻抗的基础上，选择每一对差分线中两根线的线宽与线间距，使得该线宽与线间距的和最小，以计算差分线对的数目。

上述分别从背板中叠层分布、信号线布线以及信号线对布线的角度来公开本发明实施例提出的背板，实际上在同一背板中，也可以同时具备上述三种背板的特征的任意组合特征。例如背板四，具备至少一个铺设信号线及电源线的信号层，以及具备在同一走线通道内，至少铺设两根信号线的信号层。

由于直插器件一般具备与接插件相似的走线通道，因此凡是连接直插器件的背板，也可以应用本发明实施例提出的背板的特征，以提高背板叠层的利用率。

所述接插件是一种具备多行信号引脚的器件，由于具备多行信号引脚，因此所述接插件具备走线通道，所以凡是通过插接的方式，连接具备多行信号引脚的器件的背板，都可以应用本发明实施例提出的背板的特征，以提高背板叠层的利用率。

所述背板是一种电路板，由于电路板一般都具备多层叠层，因此本发明实施例提出的背板的特征完全可以应用到其它电路板上，以提高电路板叠层的利用率。

综上所述，本发明实施例提出如下电路板：

电路板一、所述电路板具备至少一个铺设电源线及信号线的信号层。

电路板二、在所述电路板的同一层内，在接插所述信号引脚的相邻两行通孔之间，至少存在两根连接到所述接插在相邻两行通孔内的信号引脚的信号线，所述信号线传送非成对信号。

电路板三，在所述电路板同一层内，在接插所述信号引脚的相邻两行通孔之间，至少存在两对连接到所述接插在相邻两行通孔内的信号引脚的信号线对，所述信号线传送成对信号。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种电路板，其特征在于，包括至少一个设置有信号线及电源线的信号层。

2.如权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述电路板具备多行通孔，及连接有具备多行信号引脚的器件，所述器件的信号引脚接插在所述电路板的多行通孔内，以及

在所述电路板的同一层内，接插所述信号引脚的相邻两行通孔之间，存在至少两根连接到所述接插在相邻两行通孔内的信号引脚的信号线，所述信号线传送非成对信号。

3.如权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述电路板具备多行通孔，及连接有具备多行信号引脚的器件，所述器件的信号引脚接插在所述电路板的多行通孔内，以及

在所述电路板的同一层内，接插所述信号引脚的相邻两行通孔之间，存在至少两对连接到所述接插在相邻两行通孔内的信号引脚的信号线对，所述每对信号线传送成对信号。

4.一种连接有器件的多层电路板，所述器件具备多行信号引脚，所述电路板具备多行通孔，所述器件的信号引脚接插在所述电路板的多行通孔内，其特征在于，在所述电路板的同一层内，接插所述信号引脚的相邻两行通孔之间，存在至少两根连接到所述接插在相邻两行通孔内的信号引脚的信号线，所述信号线传送非成对信号。

5.如权利要求4所述的电路板，其特征在于，至少一个信号层内存在信号线及电源线。

6.如权利要求4或5所述的电路板，其特征在于，所述器件为接插件。

7.一种连接有器件的多层电路板，所述器件具备多行信号引脚，所述电路板具备多行通孔，所述器件的信号引脚接插在所述电路板的多行通孔内，其特征在于，在所述电路板的同一层内，接插所述信号引脚的相邻两行通孔之间，存在至少两对连接到所述接插在相邻两行通孔内的信号引脚的信号线对，所述每对信号线传送成对信号。

8.如权利要求7所述的电路板，其特征在于，至少一个信号层内存在信号线及电源线。

9.如权利要求7或8所述的电路板，其特征在于，所述器件为接插件。

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