CN101610636A - 电磁带隙结构及印刷电路板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁带隙结构以及具有该电磁带隙结构的印刷电路板。根据本发明的具体实施方式，该电磁带隙结构可包括：介电层；多个导电板；穿引通孔，其被构造成穿过介电层，并具有通过经由与导电板的平面不同的平面而将导电板彼此电连接的部分；以及过孔。这里，介电层、导电板以及穿引通孔可以置于任何两个导电层之间，而过孔可以被构造成穿过在导电板中形成的间隙孔并使两个导电层彼此电连接。

Description

电磁带隙结构及印刷电路板

相关专利申请的交叉参考

本申请要求于2008年1月21日和2008年6月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2008-0006380号和第10-2008-0057444号的优先权，将其全部披露内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种电磁带隙结构，更具体地说，涉及一种电磁带隙结构以及具有该电磁带隙结构的印刷电路板，该电磁带隙结构阻止在预定频带范围内变化的信号的传输。

背景技术

新型电子装置和通信装置日益变得更小、更薄且更轻，这反映了当今对于提高移动性(灵活性)的重视。

这些电子和通信装置具有各种复杂的电子电路(即，模拟电路和数字电路)以执行它们的功能和操作。通常，通过将这些电子电路安装在印刷电路板(PCB)中来实现它们的功能。PCB上的电子电路通常具有彼此不同的工作频率。

安装有各种电子电路的印刷电路板经常具有噪声(即，混合信号)问题，此问题是由于由一个电子电路的工作频率及其相应谐波分量所产生的电磁(EM)波传输至另一个电子电路并对另一个电子电路进行干扰而引起的。所传输的噪声可粗略地分为辐射噪声和传导噪声。

通过在电子电路上覆盖保护罩(保护盖，protective cap)可容易地防止辐射噪声。然而，防止传导噪声(参照图1的参考标号150)却不那么容易，因为传导噪声是通过基板内的信号传输路径而传输的。

将参照图1更详细地描述噪声问题。图1示出了包括具有不同工作频率的两个电子电路的印刷电路板的剖视图。虽然图1示出了4层印刷电路板100，但显而易见的是，该印刷电路板也可改变为具有2层、6层或8层的结构。

如图1所示，印刷电路板100包括：金属层110-1、110-2、110-3和110-4(在下文中，统称为110)，以及介于金属层110之间的介电层120-1、120-2和120-3(在下文中，统称为120)。印刷电路板100的顶部金属层110-1安装有两个具有不同工作频率的电子电路130和140(在下文中，分别称为第一电子电路130和第二电子电路140)。在移动通信装置(例如，诸如移动电话)中，具有不同工作频率的两个电子电路130和140可以分别是用作微处理器的数字电路以及用于接收和传输RF信号的RF电路(即，模拟电路)。

这里，如果假定由参考标号110-2表示的金属层是接地层而由参考标号110-3表示的金属层是电源层，则第一电子电路130和第二电子电路140的每个接地引脚(接地插脚，ground pin)电连接至由参考标号110-2表示的金属层，而每个电源引脚(电源插脚，powerpin)电连接至由参考标号110-3表示的金属层。在印刷电路板100中，每个接地层还通过通孔(via)彼此电连接。类似地，每个电源层还通过通孔(参照图1的参考标号160)彼此电连接。

如果第一电子电路130和第二电子电路140具有不同的工作频率，则由第一电子电路130的工作频率及其谐波分量所引起的传导噪声150被传输至第二电子电路140。这对第二电子电路140的准确运行/工作具有不利的影响。

由于电子装置的复杂性的增加以及数字电路的工作频率更高，越来越难以解决这种传导噪声问题。特别地，由于电子装置使用更高的频带，因此用于解决传导噪声问题的典型的旁路电容器方法或去耦电容器方法不再适用。

此外，当需要将多个有源器件和无源器件安装在具有各种类型的电子电路(其形成在相同的基板上)的复杂线路板中或在诸如系统封装(SiP)的狭窄区域内中时，或者当工作频率需要高频带(如在网络板(network board)中)时，前面提及的解决方案是不适合的。

发明内容

本发明提供了一种电磁带隙结构以及具有该电磁带隙结构的印刷电路板，该电磁带隙结构可以阻挡特定频带的噪声。

本发明还提供了一种电磁带隙结构以及具有该电磁带隙结构的印刷电路板，该电磁带隙结构可以阻挡由电源层与接地层之间的耦接而引起的噪声。

本发明提供了一种电磁带隙结构以及具有该电磁带隙结构的印刷电路板，在网络板中使用高频带的工作频率的情况下，该电磁带隙结构可以阻挡高频的耦合噪声。

此外，本发明提供了一种电磁带隙结构以及具有该电磁带隙结构的印刷电路板，由于电磁带隙结构在印刷电路板中具有预定的结构形式，因此可以解决耦合噪声问题。

本发明的一个方面提供了一种电磁带隙结构，该电磁带隙结构包括：介电层；多个导电板；穿引通孔(stitching via)，其被构造成穿过介电层，并具有通过经由与导电板的平面不同的平面而使导电板彼此电连接的部分；以及过孔(through via)。这里，介电层、导电板以及穿引通孔可以置于任何两个导电层之间，而过孔可以被构造成穿过在导电板中形成的间隙孔(隔离孔，clearance hole)并使两个导电层彼此电连接。

这里，穿引通孔可以包括：第一通孔，其穿过介电层并且一个端部连接至两个相邻导电板中的任意一个；第二通孔，其穿过介电层并且一个端部连接至两个相邻导电板中的另一个；以及连接图案，其一个端部连接至第一通孔的另一个端部，而其另一个端部连接至第二通孔的另一个端部。

电磁带隙结构可以进一步包括在两个导电层之间的另外的导电层。这里，介电层可以置于导电板与另外的导电层之间。此时，另外的导电层可以形成有间隙孔，而连接图案可容纳在形成于另外的导电层中的间隙孔中。

过孔可以穿过导电板的中心部(center part)。两个导电层均可以用作接地层和电源层之一，并且导电板可以电连接至另一个上。可替换地，两个导电层均可以用作接地层，并且导电板电连接至信号层。

导电板可以置于相同的平面上。

本发明的另一个方面提供了一种印刷电路板，该印刷电路板包括：电磁带隙结构，该电磁带隙结构被布置在印刷电路板的噪声源点与噪声阻挡终点(noise blocking destination point)之间的噪声传输路径的区域中。这里，电磁带隙结构可以包括介电层；多个导电板；穿引通孔，其被构造成穿过介电层，并具有通过经由与导电板的平面不同的平面而使导电板彼此电连接的部分；以及过孔。此时，介电层、导电板以及穿引通孔可以置于任何两个导电层之间，而过孔可以被构造成穿过在导电板中形成的间隙孔并使两个导电层彼此电连接。

这里，穿引通孔可以包括：第一通孔，其穿过介电层并且一个端部连接至两个相邻导电板中的任意一个；第二通孔，其穿过介电层并且一个端部连接至两个相邻导电板中的另一个；以及连接图案，其一个端部连接至第一通孔的另一个端部而其另一个端部连接至第二通孔的另一个端部。

印刷电路板可以进一步包括在两个导电层之间的另外的导电层。这里，介电层可以置于导电板与另外的导电层之间。此时，另外的导电层可以形成有间隙孔，而连接图案可容纳在形成于另外的导电层中的间隙孔中。

过孔可以穿过导电板的中心部。

两个导电层均可以用作接地层和电源层中的一个，并且导电板可以电连接至另一个上。可替换地，两个导电层均可以用作接地层，并且导电板电连接至信号层。

导电板可以置于相同的平面上。

如果将两个具有不同工作频率的电子电路设置在印刷电路板中，则噪声源点与噪声阻挡终点可以分别对应于其中将设置有两个电子电路的一个位置和另一个位置。

附图说明

参照以下描述、所附权利要求和附图，本发明的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好理解，在附图中：

图1示出了包括两个具有不同工作频率的电子电路的印刷电路板的剖视图；

图2A示出了作为本发明的比较对象的包括穿引通孔的电磁带隙结构的一个实例的3-D透视图；

图2B示出了作为本发明的比较对象的包括穿引通孔的电磁带隙结构的另一个实例的3-D透视图；

图2C示出了图2A所示的电磁带隙结构的等效电路；

图3A示出了包括矩形金属板的图2的电磁带隙结构的构造(布局)的平面图；

图3B示出了包括三角形金属板的图2的电磁带隙结构的构造的平面图；

图3C示出了图2的电磁带隙结构的带形构造的平面图；

图3D和图3E示出了根据金属板尺寸的图2的电磁带隙结构的构造的平面图；

图4示出了根据本发明一种具体实施方式的包括穿引通孔和过孔的电磁带隙结构的3-D透视图；

图5A示出了沿图4的3-D透视图的X-X’线的截面图；

图5B示出了没有第三金属层的图4的电磁带隙结构的透视图；

图6A和图6B示出了根据本发明一种具体实施方式的用于检查电磁带隙结构的噪声阻挡可能性的实例模型；

图7示出了当应用图6A和图6B的实例模型时模拟的各自的频率特性曲线图；以及

图8示出了图2的电磁带隙结构的频率特性的曲线图。

由于可以存在本发明的多种变型和具体实施方式，因此，将参照附图示出并描述某些具体实施方式。然而，这决不是要将本发明限制于某些具体实施方式，而是应该理解为包括被本发明的精神和范围所覆盖的所有变换、等同物和替代物。在整个附图中，相似的元件给出相似的参考标号。在本发明的整个描述中，当确定了对于某项技术的描述是脱离本发明的发明点时，将省去相关的详细描述。

在描述各种元件中，可以使用诸如“第一”和“第二”的术语，但是以上元件不应该受限于以上术语。以上术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，在不背离本发明权利要求的范围的情况下，第一元件可以命名为第二元件，并且反之亦然。术语“和/或”应该包括多个所列出的术语的组合或多个所列出的术语中的任何一个。

当一个元件被描述为“连接”或“通向(access)”至另一个元件时，应该理解为直接连接或通向至另一元件，但也可能具有处于它们之间的另一个元件。另一方面，如果一个元件被描述为“直接连接”或“直接通向”至另一个元件，则应该理解为在它们之间不存在其他元件。

本说明书中所使用的术语仅旨在描述某些具体实施方式，而决不应该限制本发明。除非另有清楚地使用，否则以单数的表达包括复数的含义。在本说明书中，诸如“包括”或“由...组成”的表达旨在指明特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合，而不应该被理解为排除一个或多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的任何存在或可能性。

除非另有限定，否则此处所使用的包括技术术语和科学术语的所有术语具有与本发明所属领域技术人员的通常理解的那样的相同含义。在通用字典中所限定的任何术语都应该理解为具有在相关技术背景中相同的含义，并且，除非另有明确地限定，否则不应该理解为具有理想主义或过分形式主义的含义。

在下文中，为了容易理解本发明，在参照附图描述电磁带隙结构以及具有该电磁带隙结构的印刷电路板之前，将参照图2A至图3E描述具有穿引通孔的电磁带隙结构，其作为本发明的比较对象直接应用于根据本发明的某些具体实施方式中。

尽管在对本发明的电磁带隙结构的整个描述中使用了金属层和金属板，但是本领域的普通技术人员显然应该理解，可以用任何其他导电层和导电板来代替金属层和金属板。

并且，虽然通过与下面关于图4的描述的比较可以容易地理解，根据本发明具体实施方式的电磁带隙结构300可以是向图2A中所示的具有穿引通孔的电磁带隙结构200添加过孔(参照图4至图5B中的参考标号330)的电磁带隙结构。

这里，过孔可以通过穿过形成于金属板(参照图2A和图4至图5B中的参考标号230)中的间隙孔(参照图4至图5B中的参考标号340)而使两个不同的金属层(例如，第一金属层310和第三金属层320，在图4的情况下每一个金属层将用作接地层)彼此电连接。

图2A示出了作为应用于本发明的比较对象的包括穿引通孔的电磁带隙结构的一个实例的3-D透视图。

图2A的电磁带隙结构200包括金属层(在下文中，与图4相应，称作“第一金属层210”)、堆叠在第一金属层210上的介电层(在下文中，与图4相应，称作“第一介电层220”)、堆叠在第一介电层220上的多个金属板230-1和230-2(在下文中，为了描述方便，称作“第一金属板”和“第二金属板”)以及穿引通孔240。

换言之，电磁带隙结构200通常可以具有包括其中放置有第一金属层210的第一层和其中放置有多个金属板230-1和230-2的第二层的双层平面结构形式。

这里，图2A仅示出了构成电磁带隙结构的元件(即，构成包括穿引通孔的双层电磁带隙的一部分)，以便于说明(同样地，图2B和图3也是这种情况)。因此，其中放置有图2A中所示的第一金属层210的第一层和其中放置有图2A中所示的多个金属板230-1和230-2的第二层可以是多层印刷电路板中的任意两层。

换言之，显而易见的是，在第一金属层210下方、在金属板230-1和230-2的上方和/或在第一金属层210与金属板230-1和230-2之间可以具有至少一个附加的金属层。

例如，图2A中所示的电磁带隙结构200可以置于多层印刷电路板中分别用作电源层和接地层的任意两个金属层之间，以便阻止传导噪声(同样地，这也可以应用于图2B和图4至图5B中所示的根据本发明的其他具体实施方式的电磁带隙结构)。

由于传导噪声问题并不限于电源层与接地层之间的空间，因此图2A中所示的电磁带隙结构可以置于多层印刷电路板中的彼此置于不同层上的任意两个接地层或电源层之间。

因此，第一金属层210可以是用于在印刷电路板中传输电信号的任何金属层。例如，第一金属层210可以是用作电源层或接地层的任何金属层或者是用作构成信号线(信号线路，signal line)的信号层的任何金属层。

第一金属层210可以放置在与其中放置有多个金属板的平面不同的平面上并且与多个金属板230-1和230-2电隔离。换言之，第一金属层210可以形成就印刷电路板中的电子信号而言不同于多个金属板230-1和230-2的层。

例如，如果第一金属层210是电源层，则金属板可以电连接至接地层。如果第一金属层210是接地层，则金属板可以电连接至电源层。可替换地，如果第一金属层210是信号层，则金属板可以电连接至接地层。如果第一金属层210是接地层，则金属板可以电连接至信号层。

多个金属板230-1和230-2可以置于金属层210上方的平面上。任何两个金属板可以通过穿引通孔而彼此电连接。同样地，使任何两个金属板彼此电连接的每一个穿引通孔可以将全部金属板电连接为一个电路。

这里，图2A示出了金属板和其相邻的金属板可以通过各个穿引通孔而彼此电连接，从而全部金属板可以彼此电连接的形式(即，图3A的形式)。然而，只要所有金属板可以通过彼此电连接而形成为闭合环路，则就可以使用通过穿引通孔使金属板彼此电连接的任何方法。

并且，为了说明方便，即使图2A仅示出了具有相同尺寸的方形形状的两个金属板，但各种其他变型也是可行的。这将参照图3A至图3E简要地描述。

例如，金属板可以具有不仅包括如图3A中所示的矩形和如图3B中所示的三角形，而且包括六边形和八边形的各种多边形形状。当然，金属板可以不限于诸如环形或椭圆形的特定形状。每一金属板也可以具有相同的尺寸(例如面积和厚度)，如图3A、图3B以及图3C中所示。如果金属板具有不同的尺寸，则金属板可以根据具有不同尺寸的多个组中的每一个加以区分和设置，如图3D或图3E中所示。

在图3D的情况下，具有相对较大尺寸的金属板B和具有相对较小尺寸的金属板C可以交替布置，并且每一个金属板可以通过穿引通孔分别电连接至其相邻的金属板。

在图3E的情况下，可以布置具有相对较大尺寸的金属板D和具有相对较小尺寸的金属板E1、E2、E3和E4。小金属板E1、E2、E3和E4可以以2×2的形式来分组。由四个小金属板E1、E2、E3和E4组成的每个组可占据与大金属板D相类似的面积。小金属板E1、E2、E3和E4可以通过4个穿引通孔电连接至其相邻的金属板。而且，由于在大金属板D的周围有8个小金属板，因此大金属板D可以通过8个穿引通孔电连接至其相邻的小金属板。

由于图3A至图3E示出了从上表面观察时的布置在印刷电路板中的各个电磁带隙结构，因此每一个金属板可以对应于电磁带隙结构的每个单元(cell)。

特别地，图3A、图3B、图3D和图3E示出了电磁带隙结构重复地布置在印刷电路板的内表面的整个部分上的情况。图3C示出了电磁带隙结构布置在印刷电路板的内表面的一个部分上的情况。

简而言之，虽然电磁带隙结构的单元可以紧密地布置在印刷电路板的内表面的整个部分上(如图3A所示)，但这些单元当然也可以布置在某些路径上(如图3C所示)。

例如，如图3C所示，如果假定点11指的是噪声源点而点12指的是噪声阻挡终点，则单元可以重复地布置在沿噪声源点11与噪声阻挡终点12之间的噪声传输路径的至少一条线路中。可替换地，如图3C所示，如果假定点21指的是噪声源点而点22指的是噪声阻挡终点，则单元可以布置在至少一条线路中，以具有交叉并阻挡噪声源点21与噪声阻挡终点22之间的噪声传输路径的形状(即，通过阻挡屏蔽(blocking shield)而屏蔽的形状)。

这里，如果假定任何两个具有不同工作频率的电子电路(指的是上面描述的第一电子电路130和第二电子电路140)设置在印刷电路板中，则噪声源点和噪声阻挡终点可以分别对应于其中将设置有两个电子电路的一个位置和另一个位置。

穿引通孔可以使多个金属板中的任何两个彼此电连接。本说明书中的所有附图均示出了穿引通孔使两个相邻的金属板彼此电连接。然而，通过穿引通孔连接的任何两个金属板可以不必彼此相邻。

此外，尽管示出的是一个金属板通过一个穿引通孔连接至另一个金属板，但电磁带隙结构显然不必对连接任意两个金属板的穿引通孔的数目具有任何限制。

然而，所有下面的描述都集中在两个相邻的金属板通过一个穿引通孔而彼此连接的情况。

穿引通孔240可以形成为包括第一通孔241、第二通孔242、以及连接图案243，以便电连接两个相邻的金属板。

这里，第一通孔241可以形成为起始于连接至第一金属板230-1的一个端部241a并穿过第一介电层220，而第二通孔242可以形成为起始于连接至第二金属板230-2的一个端部242a并穿过第一介电层220。连接图案243可以置于与金属层210相同的平面上，并且其一个端部连接至第一通孔241的另一个端部241b，而其另一个端部连接至第二通孔242的另一个端部242b。

此时，显而易见的是，可以在每个通孔的一个端部和另一个端部上形成具有比该通孔更大尺寸的通孔焊盘(via land)，以便减小用于形成通孔的钻孔工艺的位置误差。因此，将省略相关的详细描述。

并且，间隙孔250可以在穿引通孔240的连接图案243的边缘处形成，以便防止金属板230-1和230-2电连接至第一金属层210。换言之，连接图案243可以容纳在间隙孔250中。

此处应该理解的是，为了使金属板彼此电连接，必须只在穿引通孔240的第一通孔241和第二通孔242的内壁上形成镀层，或者用导电材料(例如，导电胶)填充穿引通孔240的内部，并且连接图案243是诸如金属的导电材料。

结果，在图2A的电磁带隙结构中，两个相邻的金属板230-1和230-2可以不在相同的平面上连接。相反，两个相邻的金属板230-1和230-2可以通过穿引通孔240通过另一个平面(即，与金属层210相同的平面)而彼此连接。因此，图2A中的具有穿引通孔240的电磁带隙结构200可以更加容易地获得电感成分(inductance component)，在相同条件下，该电感成分比在相同平面上使相邻金属板彼此连接的电感成分具有更长的长度。

此外，由于本发明的相邻金属板通过穿引通孔240彼此连接，因此不必形成用于使置于两个层上的金属板电连接的附加的图案。这可以使金属板之间的间隔距离更窄。因此，可以增加在相邻金属板之间形成的电容成分(capacitance component)。

下面描述了这样的原理，根据该原理，图2A所示的结构可以用作阻挡某些频带的信号的电磁带隙结构。

第一介电层220可以置于第一金属层210与金属板230-1和230-2之间。这可以使电容成分形成于金属层210与金属板230-1和230-2之间以及两个相邻的金属板之间。并且，这里可以是通过位于两个通过穿引通孔240而彼此连接的金属板之间的第一通孔241→连接图案243→第二通孔242连接的电感成分。

此时，电容成分的值可以根据多种因素而变化，例如金属层210与金属板230-1和230-2之间以及两个相邻的金属板之间的间隔距离，形成介电层220的介电材料的介电常数以及金属板的尺寸、形状和面积。而且，电感成分的值可以根据诸如第一通孔241，第二通孔242和/或连接图案243的形状、长度、深度、宽度和面积的各种因素而变化。

因此，适当调节和设计上述各种因素，使得可以允许图2A的结构用作用于去除或阻挡对象频带的某些噪声或某些信号的电磁带隙结构(即，带阻滤波器)。这通过图2C的等效电路可以容易地理解。

将图2C的等效电路与图2A的电磁带隙结构比较，电感成分L1可以对应于第一通孔241，而电感成分L2可以对应于第二通孔242。电感成分L3可以对应于连接图案243。C1可以是由金属板230-1和230-2以及待置于金属板230-1和230-2上方的另一介电层和另一金属层形成的电容成分。C2和C3可以是由置于与连接图案243的平面相同的第一金属层210以及待置于连接图案243的平面下面的另一介电层和另一金属层形成的电容成分。

图2A中所示的电磁带隙结构可以用作带阻滤波器，其根据上述等效电路阻断特定频带的信号。

换言之，如在图2C的等效电路中所见，低频带信号x(参照图2C)和高频带信号y(参照图2C)可穿过电磁带隙结构，而在低频带与高频带之间变化的特定频带信号z1、z2和z3(参照图2C)被电磁带隙结构阻断。

因此，如果图2A的结构(同样可以适用于图4的结构)被重复地布置在印刷电路板内表面的整个部分(参照图3A、图3B、图3D和图3E)或一部分(参照图3C)上作为噪声传输路径，则可以用作可防止特定频带的信号传输的电磁带隙结构。

相同或相似的构思可以应用于图2B的电磁带隙结构。

与图2A的电磁带隙结构相比，图2B的电磁带隙结构没有与第一金属层210相对应的第一金属层。

具有穿引通孔的电磁带隙结构可以不必包括置于其中具有穿引通孔以及金属板的区域下方的金属层。这可能是因为穿引通孔240的连接图案243不必总是形成在其中具有金属层的空间上。

换言之，如果在与将形成连接图案243的区域相对应的相同平面上具有金属层，则连接图案243可以以容纳在间隙孔250(该间隙孔形成在该相同平面上的第一金属层210中)中的形式而制造，如图2A中所示。然而，如图2B中所示，在将形成连接图案243的区域中可以不设置附加的金属层。当然，在图2B中，金属板下方可以有第一介电层220。

并且，包括穿引通孔的双层电磁带隙结构不必总是形成为具有堆叠的结构形式，其中金属板230-1和230-2堆叠在第一介电层220中而第一介电层220堆叠在第一金属层210中。换言之，包括穿引通孔的双层电磁带隙结构可以形成为具有另一种结构形状，该另一种结构形状包括其中放置有金属板的下层、其中放置有金属层的上层，置于下层与上层之间的介电层，以及穿过介电层的穿引通孔(即，其中上层和下层的位置与图2A相反的结构形式)。当然，可以预期的是，图2A中所示的电磁带隙结构与图2B中的电磁带隙结构具有相同或相似的噪声阻挡效果。虽然，所有前述的附图都示出了所有金属板均堆叠在相同的平面中，但是所有金属板不必总是堆叠在相同的平面中。在至少一个金属板被堆叠在与其中堆叠有其他金属板的平面不同的平面中的情况下，电磁带隙结构将具有两层或多层。然而，当本发明的电磁带隙结构应用于多层印刷电路板时，增加的层数不会对设计造成不利影响。

在下文中，将描述根据本发明的具体实施方式的电磁带隙结构以及包括该电磁带隙结构的印刷电路板。然而，任何已经在图2至图3B中描述的内容将不再进行多余描述，并且将基于本发明的每一具体实施方式的特征来简要地描述电磁带隙结构以及包括该电磁带隙结构的印刷电路板。

首先，可以理解，除了进一步包括过孔之外，在相关附图中示出的根据本发明具体实施方式的电磁带隙结构具有与图2A至图2C中相同的结构形状。因此，本领域的普通技术人员可以清楚地理解，图2A至图3E中示出的上述电磁带隙结构的一般细节及其噪声阻挡原理可以同样或类似地应用于根据本发明具体实施方式的下述电磁带隙结构中。

图4示出了根据本发明一种具体实施方式的包括穿引通孔和过孔的电磁带隙结构的3-D透视图。图5A示出了沿图4的3-D透视图的X-X’线的截面图，而图5B示出了没有第三金属层的图4的电磁带隙结构的透视图。

如图4至图5B所示，电磁带隙结构300可以包括第二金属层310、堆叠在第二金属层310中的第二介电层315、堆叠在第二介电层315中的第一金属层210、堆叠在第一金属层210中的第一介电层220、堆叠在第一介电层220中的多个金属板230-1和230-2(在下文中，称作230)、使任何两个金属板彼此电连接的穿引通孔240、堆叠在金属板230中的第三介电层325、堆叠在第三介电层325中的第三金属层320以及过孔330。

换言之，诸如图2A中具有穿引通孔的电磁带隙结构200的结构可以置于根据本发明具体实施方式的电磁带隙结构300的另外两个金属层(例如，图4和图5A中的第二金属层310和第三金属层320)之间。而且，根据本发明具体实施方式的电磁带隙结构300可以是向图2A所示的具有穿引通孔的电磁带隙结构200中添加过孔的结构。

此时，关于电信号，第一金属层210、第二金属层310以及第三金属层320可以形成相同层。结果，第一金属层210、第二金属层310以及第三金属层320可以彼此电连接为一个电路。

如图4至图5B所示，第一金属层210、第二金属层310以及第三金属层320可以通过过孔330而彼此电连接。特别地，过孔330可以具有连接至第二金属层310的一个端部330a和穿过第一金属层210并连接至第三金属层320的另一个端部330b。

然而，如上所述，由于多个金属板230可以形成就电信号而言不同于第一金属层210的层，因此多个金属板230可以形成就电信号而言不同于第二金属层310和第三金属层320的层。换言之，如果上述金属层用作电源层，则金属板可以连接至接地层。反之，如果金属层用作接地层，则金属板可以连接至电源层。

可替换地，如果上述金属层用作信号层，则金属板可以连接至接地层。反之，如果上述金属层用作接地层，则金属板可以连接至信号层。例如，如果第一金属层210、第二金属层310以及第三金属层320均用作接地层，则过孔330可以用作用于使接地层彼此电连接为一个电路的接地通孔(ground via)。

因此，有必要使过孔330与金属板230电断开。这是因为如果假定过孔330电连接至金属板230，则金属板230可以电连接至金属层210、310以及320。

因此，间隙孔340(在下文中，为了易于与在第一金属层210中形成的第一间隙孔250区分开，称作“第二间隙孔”)可以形成在金属板230的预定区域(例如，图4至图5B中的中央部分或另一区域)中。

过孔330可以与金属板230电断开并通过穿过第二间隙孔340而电连接至金属层210、310以及320。

第二间隙孔340可能必须形成为具有能够容纳通孔焊盘(参照图5A的参考标号331)的区域，该区域形成为减小用于形成过孔330的钻孔工艺的位置误差。

同样地，本发明的具体实施方式提出了，当将如图2A中所示的电磁带隙结构200布置在多层印刷电路板中时，通过过孔330使其他金属层310和320彼此电连接的方法，其中过孔330穿过在金属板230中形成的第二间隙孔340。

虽然该方法可以通过使用制造印刷电路板的典型工艺而简单地实现，但是与根据本发明的电磁带隙结构200相比，进一步包括过孔330可以具有更显著的噪声阻挡效果，尤其是在高频带时。

通过图7和图8的频率特性曲线图的比较可以清楚地看出这种效果。图6A和图6B示出了根据本发明一种具体实施方式的用于检查电磁带隙结构的噪声阻挡可能性的实例模型，而图7示出了当应用图6A和图6B的实例模型时模拟的各自的频率特性曲线图。

可以形成如图6A和图6B中所示的模拟模型并通过使用散射参数对其进行分析以便检查电磁带隙结构是否用作特定频带的阻带(stop band)。图6A和图6B为分别示出了金属层230的上部和下部的模拟模型。图8示出了图2的电磁带隙结构的频率特性的曲线图。

如图7所示，可以理解，在阻挡率-50dB基础上，本发明的具有穿引通孔和过孔两者的电磁带隙结构具有在约5.2到14.6GHz之间的带隙频带。然而，在阻挡率-50dB基础上，只具有穿引通孔的比较对象电磁带隙结构200仅具有在约2.8到7.5GHz之间的带隙频带。

这种结果证明，与只具有穿引通孔的电磁带隙结构200相比，具有穿引通孔和过孔的电磁带隙结构300可以具有更宽的噪声阻挡范围和更显著的高频带噪声阻挡效果。

下面是该结果的原因。除了穿引通孔240外，电磁带隙结构300可以进一步具有通过过孔330的自感成分。此外，可以通过使过孔330在与电信号的传输方向垂直的方向上形成而产生互感成分。与电磁带隙结构200相比，这可以使带隙频率更恰当地移动(即，移动至高频带)。

这表明通过将电磁带隙结构300应用于使用高频带的工作频率的电子装置，电磁带隙结构300可以很好地用来阻挡高频的耦合噪声。

例如，如果将电磁带隙结构300应用于通常使用在约3至10GHz之间的工作频带的网络板，则可以更容易地解决网络板中高频带的耦合噪声问题。

例如，可以通过将本发明的电磁带隙结构300布置在多层印刷电路板的噪声源点与噪声阻挡终点之间的噪声传输路径的区域中来阻挡或减少特定频带的噪声。

例如，如果将两个或多个具有不同工作频率的数字电路设置在印刷电路板的不同区域中，则由于任何一个数字电路变成另一个数字电路的噪声源，因此电磁带隙结构300可以布置在每一个数字电路之间，以便防止由任何一个数字电路引起的耦合噪声传输至另一个数字电路并对另一个数字电路的正常工作产生影响。

虽然图7的模拟结果表明本发明的带隙频带在约5.2到14.6GHz之间变化，但带隙频带也可以根据诸如过孔330的形状、长度、面积和宽度的设计值的变化而变化。

当然，如上所述，显而易见的是，带隙频带及其阻断率(阻挡率)可以根据由诸如金属板的间隔距离、形成每一个介电层的介电材料的介电常数、每一个介电层的厚度以及金属板的尺寸、形状和面积的因素引起的电容值的变化以及由诸如穿引通孔的形状、长度、厚度、宽度和面积的因素引起的电感值的变化而变化。

虽然在关于图4至图7的描述中，使用了具有第一金属层210、金属板230、第二金属层310以及第三金属层320的总共4层的印刷电路板，但显而易见的是，本发明可以应用于具有6层、8层或更多层的多层印刷电路板。并且，虽然图4至图7示出了第二金属层310接近于第一金属层210下方的区域，而第三金属层320接近于在金属板230上方的区域的情况，但本发明并不限于图4至图7的情况。

换言之，通过过孔330连接的另外金属层是形成与第一金属层210相同的电信号层的任意金属层即可，而不管它们的位置如何。通过过孔330连接的另外金属层的数目不必总是两个，并且三个或更多个相同的电信号层可以通过过孔330而彼此电连接。

尽管已经描述了本发明的一些具体实施方式，但是本发明所属技术领域的普通技术人员应该能够理解，在不背离应该仅由所附权利要求限定的本发明的精神和范围及其等同物的情况下，可以做出许多改变。

Claims (17)

1.一种电磁带隙结构，包括：

介电层；

多个导电板；

穿引通孔，被构造成穿过所述介电层，并具有通过经由与所述导电板的平面不同的平面而使所述导电板彼此电连接的部分；以及

过孔，

其中，所述介电层、所述导电板以及所述穿引通孔置于任何两个导电层之间，而所述过孔被构造成穿过在所述导电板中形成的间隙孔并使所述两个导电层彼此电连接。

2.根据权利要求1所述的电磁带隙结构，其中，所述穿引通孔包括：

第一通孔，其穿过所述介电层并且其一个端部连接至两个相邻导电板中的任意一个；

第二通孔，其穿过所述介电层并且其一个端部连接至所述两个相邻导电板中的另一个；以及

连接图案，所述连接图案的一个端部连接至所述第一通孔的另一个端部，而所述连接图案的另一个端部连接至所述第二通孔的另一个端部。

3.根据权利要求2所述的电磁带隙结构，进一步包括在所述两个导电层之间的另外的导电层，其中，所述介电层置于所述导电板与所述另外的导电层之间。

4.根据权利要求3所述的电磁带隙结构，其中，所述另外的导电层形成有间隙孔，并且

所述连接图案容纳在形成于所述另外的导电层中的所述间隙孔中。

5.根据权利要求1所述的电磁带隙结构，其中，所述过孔穿过所述导电板的中心部。

6.根据权利要求1所述的电磁带隙结构，其中，所述两个导电层均用作接地层和电源层之一，并且所述导电板电连接至另一个。

7.根据权利要求1所述的电磁带隙结构，其中，所述两个导电层均用作接地层，并且所述导电板电连接至信号层。

8.根据权利要求1所述的电磁带隙结构，其中，所述导电板置于相同的平面上。

9.一种印刷电路板，包括：

电磁带隙结构，其被布置在所述印刷电路板的噪声源点与噪声阻挡终点之间的噪声传输路径的区域中，

其中，所述电磁带隙结构包括：

介电层；

多个导电板；

穿引通孔，其被构造成穿过所述介电层，并具有通过经由与所述导电板的平面不同的平面而将所述导电板彼此电连接的部分；以及

过孔，

其中，所述介电层、所述导电板以及所述穿引通孔置于任何两个导电层之间，并且所述过孔被构造成穿过在所述导电板中形成的间隙孔并使所述两个导电层彼此电连接。

10.根据权利要求9所述的印刷电路板，其中，所述穿引通孔包括：

第一通孔，其穿过所述介电层并且其一个端部连接至两个相邻导电板中的任意一个；

第二通孔，其穿过所述介电层并且其一个端部连接至所述两个相邻导电板中的另一个；以及

连接图案，所述连接图案的一个端部连接至所述第一通孔的另一个端部，而所述连接图案的另一个端部连接至所述第二通孔的另一个端部。

11.根据权利要求10所述的印刷电路板，进一步包括在所述两个导电层之间的另外的导电层，其中，所述介电层置于所述导电板与所述另外的导电层之间。

12.根据权利要求11所述的印刷电路板，其中，所述另外的导电层形成有间隙孔，并且

所述连接图案容纳在形成于所述另外的导电层中的所述间隙孔中。

13.根据权利要求9所述的印刷电路板，其中，所述过孔穿过所述导电板的中心部。

14.根据权利要求9所述的印刷电路板，其中，所述两个导电层均用作接地层和电源层之一，并且所述导电板电连接至另一个。

15.根据权利要求9所述的印刷电路板，其中，所述两个导电层均用作接地层，并且所述导电板电连接至信号层。

16.根据权利要求9所述的印刷电路板，其中，所述导电板置于相同的平面上。

17.根据权利要求9所述的印刷电路板，其中，如果将两个具有不同工作频率的电子电路设置在所述印刷电路板中，则所述噪声源点与所述噪声阻挡终点分别对应于其中将设置有所述两个电子电路的一个位置和另一个位置。

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