CN104080263A - 堆叠式电磁能隙结构 - Google Patents

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唐绍佑
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种堆叠式电磁能隙结构，包括一第一接地层、一第一电源层、一第二电源层、一连接在第一电源层及第二电源层之间贯孔，形成第一电磁能隙结构。该堆叠式电磁能隙结构还包括一第二接地层、一第三电源层；及若干接地贯孔贯穿通过第二电源层，连接在第一接地层及第二接地层之间，形成第二电磁能隙结构，其中，第一电磁能隙结构及第二电磁能隙结构的尺寸不同，具有的等效电容值与电感值不同，从而提供不同频段的禁止带，接地贯孔相对于第一接地层及第二接地层具有保护环的效应，从而扩增了禁止带。该堆叠式电磁能隙结构利用垂直堆叠及接地贯孔的本身特性来扩增禁止带，能使电路更有效的免于噪声的干扰。

Description

堆叠式电磁能隙结构
技术领域
本发明涉及一种电磁能隙结构，尤其涉及一种堆叠式电磁能隙结构。
背景技术
同步切换噪声(Simultaneous Switching Noise，简称SSN)是在设计高速电路时必须面对且需要谨慎考虑的重要问题。在电源完整性的领域当中，已经有许多可以有效抑制SSN的结构被发明出来，电磁能隙结构(Electromagnetic Bandgap Structure，简称EBG)便是其中的典型范例。电磁能隙结构的基本原理是利用印刷电路板(PCB)中间特别设计的金属板(EBG Pad)与贯孔(Via)所形成的等效电容与电感串联电路在其共振频率下会产生短路的特性来抑制SSN。当同步切换噪声传播到电源层时，若通过电磁能隙结构的噪声其频率位于电磁能隙结构的共振频率附近，则此噪声便会经由电磁能隙结构所形成的短路回路回到接地层，不会继续往前传播进而影响其它电路。
如图1所示，为现有的一种电磁能隙结构，包括一接地层10、一金属板20、一电源层30及一贯孔40。放置在接地层10与电源层30中间的金属板20与贯孔40会形成等效电容与电感串联电路，在共振频率时的短路特性可以有效地将电源层30上的噪声导入接地层10中，有助于提升电路整体的电源完整性。但是，由于只能在共振频率时才具有短路特性，因此，该电磁能隙结构无法提供多个不同频段的禁止带。
发明内容
本发明提供一种堆叠式电磁能隙结构。
一种堆叠式电磁能隙结构，包括一第一接地层、一第一电源层、一第二电源层、一连接在第一电源层及第二电源层之间贯孔，形成第一电磁能隙结构。该堆叠式电磁能隙结构还包括一第二接地层、一第三电源层；及若干接地贯孔贯穿通过第二电源层，连接在第一接地层及第二接地层之间，形成第二电磁能隙结构，其中，第一电磁能隙结构及第二电磁能隙结构的尺寸不同，具有的等效电容值与电感值不同，从而提供不同频段的禁止带，接地贯孔相对于第一接地层及第二接地层具有保护环的效应，从而扩增了禁止带。
相较于现有技术，本发明堆叠式电磁能隙结构利用垂直堆叠及接地贯孔的本身特性来扩增禁止带，能使电路更有效的免于噪声的干扰。
附图说明
图1是现有的一种电磁能隙结构的剖面结构示意图。
图2是本发明优选实施方式下的堆叠式电磁能隙结构的剖面结构示意图。
图3是图2所示的堆叠式电磁能隙结构与第一电磁能隙结构及第二电磁能隙结构的欲抑制噪声的频率分布的比对示意图。
主要元件符号说明
接地层 10
金属板 20
电源层 30
贯孔 40
第一接地层 100
第一电源层 200
第二电源层 300
贯孔 400
第二接地层 500
第三电源层 600
接地贯孔 700
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图2，是本发明优选实施方式下的堆叠式电磁能隙结构的结构示意图。该堆叠式电磁能隙结构包括一第一接地层100、一第一电源层200、一第二电源层300、一贯孔400、一第二接地层500、一第三电源层600及若干接地贯孔700。贯孔400连接在第一电源层200及第二电源层300之间。该若干接地贯孔700贯穿通过第二电源层300连接在第一接地层100及第二接地层500之间。
其中，第一接地层100、第一电源层200、第二电源层300、及贯孔400形成一第一电磁能隙结构。第一接地层100、第二接地层500、一第三电源层600及若干接地贯孔700形成第二电磁能隙结构。第一电磁能隙结构及第二电磁能隙结构的尺寸不同，其具有的等效电容值与电感值不同，因此可以提供不同频段的禁止带。除此之外，接地贯孔700通过第二电源层300连接在第一接地层100及第二接地层500之间，相对于第一接地层100及第二接地层500具有保护环的效应，因而具有扩增禁止带的效果。
图3是图2所示的堆叠式电磁能隙结构与分别单独采用电磁能隙结构所产生的欲抑制噪声的频率分布的比对示意图。其中，横轴表示频率，纵轴表示噪音耦合参数S21。具体的，虚线S1表示第一电磁能隙结构所所产生的欲抑制噪声的频率分布。虚线S2表示第二电磁能隙结构所产生的欲抑制噪声的频率分布。实线S3表示本发明堆叠式电磁能隙结构所所产生的欲抑制噪声的频率分布。
具体的，第一电磁能隙结构具有较大的等效电容与电感，从而使虚线S1具有较低频的禁止带。第二电磁能隙结构具有较小的等效电容与电感，从而使虚线S2具有较高频的禁止带。本发明堆叠式电磁能隙结构是将第一电磁能隙结构及第二电磁能隙结构的结合。从图中可以看出S3的禁止带横跨的频段最宽，能更有效降低电路板中的噪声。
在本发明其他实施方式下，堆叠式电磁能隙结构的尺寸规格可根据实际电路与欲抑制噪声的频率分布做调整。

Claims (2)

1.一种堆叠式电磁能隙结构，包括一第一接地层、一第一电源层、一第二电源层、一连接在第一电源层及第二电源层之间贯孔，形成第一电磁能隙结构，其特征在于，该堆叠式电磁能隙结构还包括：
一第二接地层、一第三电源层；及若干接地贯孔贯穿通过第二电源层，连接在第一接地层及第二接地层之间，形成第二电磁能隙结构，其中，第一电磁能隙结构及第二电磁能隙结构的尺寸不同，具有的等效电容值与电感值不同，从而提供不同频段的禁止带，接地贯孔相对于第一接地层及第二接地层具有保护环的效应，从而扩增了禁止带。
2.如权利要求1所述的堆叠式电磁能隙结构，其特征在于，该堆叠式电磁能隙结构的尺寸规格能根据实际电路与欲抑制噪声的频率分布做调整。
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