CN104427756A - 多层混压印刷电路板 - Google Patents

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Abstract

一种多层混压印刷电路板，包括多层绝缘介质层及多层信号层，该介质层与该信号层相互交替层叠。该信号层包括用于传输高速信号的信号层及用于传输低速信号的信号层，与传输高速信号的信号层相邻层叠的介质层采用第一类板材，其他介质层采用第二类板材，其中，第一类板材的高频特性较第二类板材好、传输信号造成的介质损耗较第二类板材小。本发明的多层混压印刷电路板通过将高频低损耗板材与普通板材混压，既可以保证该印刷电路板具有较好的高频性能，还可以降低多层混压印刷电路板的制造成本。

Description

多层混压印刷电路板
技术领域
本发明涉及印刷电路板的结构，尤其涉及一种多层混压印刷电路板。
背景技术
现有技术中一般射频上用的一类印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)采用普通板材，如普通的FR4板材，这类板材的优点是成本比较低，缺点是高频特性比较差，只能满足3GHz以下的低速信号的设计要求。
随着高频数字电路的发展，数字产品的性能要求越来越高，数字总线间的速度越来越快，信号完整性的问题也越来越突出，其中由于PCB板材的介质损耗所引起的信号质量问题也越来越明显。如图1所示，PCB的各层介质层的板材用高频率低损耗的PCB材料，如NPLDII板材，来进行高频数字电路的设计，几乎是最常用，而且是最直接有效改善高频数字信号质量的方法。然而，高频率低损耗板材的价格相对都比较高，通常是普通的FR4板材的几倍甚至十几倍，大量使用高频率低损耗板材的设计，会导致产品成本的大幅度增加。因此，合理地利用高频率低损耗板材的设计势在必行。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种高频特性较好、介质损耗较小且制造成本较低的，能应用于高频电子的通信设备的多层混压印刷电路板。
一种多层混压印刷电路板，包括多层绝缘介质层及多层信号层，该介质层与该信号层相互交替层叠，该信号层包括用于传输高速信号的信号层及用于传输低速信号的信号层。与传输高速信号的信号层相邻层叠的介质层采用第一类板材，其他介质层采用第二类板材，其中，第一类板材的高频特性较第二类板材好、传输信号造成的介质损耗较第二类板材小。
本发明的多层混压电路板通过将高频低损耗板材与普通板材混压，既可以保证该印刷电路板具有较好的高频性能，还可以降低多层混压印刷电路板的制造成本。
附图说明
图1为现有技术中的一种多层电路板的叠层参数示意图。
图2为本发明中的一种多层混压电路板的部分结构截面示意图。
图3为图2中的一种多层混压电路板的叠层参数示意图。
主要元件符号说明
印刷电路板 100
介质层 20
信号层 30
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
图2是本发明的一种多层混压印刷电路板100的部分结构截面示意图。该印刷电路板100包括有多层绝缘介质层20及多层信号（Signal）层30，其中，该绝缘的介质层20与信号层30相互交替层叠。该信号层30包括用于传输高速信号的信号层和用于传输低速信号的信号层，使得该印刷电路板100可应用于高频电子的通信设备，例如服务器、交换机中。该信号层30可为铜箔等材质。
由于介质损耗会对高速信号产生较明显的影响，而对低速信号的影响不大，在本实施方式中，与传输高速信号的信号层相邻层叠的介质层20采用第一类板材，其他介质层20采用第二类板材，其中，第一类板材的高频特性较第二类板材好、传输信号造成的介质损耗较第二类板材小。
在本实施方式中，该第一类板材采用NPLDII板材、PTFE板材、Rogres板材中的一种，其介电常数Er相对较小，介质损耗Df也较小，例如，NPLDII板材的介电常数Er为3.8，介质损耗Df约为0.01。该第二类板材采用普通的FR4板材、玻璃纤维、环氧玻璃布敷铜板中的一种，其价格相对较低，但其介电常数Er相对较大，介质损耗Df也较大，例如，普通的FR4板材的介电常数Er为4.2，介质损耗Df约为0.025~0.035。
图3为本发明的多层混压印刷电路板100的叠层参数示意图。在本实施方式中，以14层混压印刷电路板及第一类板材采用NPLDII板材、第二类板材采用普通的FR4板材为例进行说明本发明。
在本实施方式中，传输高速信号的信号层30设于该印刷电路板100的外层位置，传输低速信号的信号层30设于该印刷电路板100的内层位置。
具体地，在layout布线布局时，将走线较长且需要使用高频率低损耗的板材来处理的高速信号，例如SFI信号、QPI信号和PCI-E3.0信号等，分别规划在顶层（Top）、第3层的信号层30（Signal 3）、第12层的信号层30（Signal 12）和底层（Bottom）。同时，顶层（Top）、第2层的地平面层（GND，plane 2）、第3层的信号层30 (Signal 3)和第4层的地/电源平面层（GND/PWR，plane 4）之间，及第11层的地/电源平面层（GND/PWR，plane 11）、第12层的信号层30（Signal 12）、第13层的地平面层（GND，plane 13）和底层(Bottom)之间的介质层20（prepreg，CORE）的材料均采用高频特性较好、损耗较小的第一类板材，从而可以满足大于10GHz的高速信号的处理要求。
将普通板材能处理的一些低速信号，例如USB信号、时钟信号、SPI信号、LPC信号和控制信号线等，分别规划在第6层的信号层30（Signal 6）和第9层的信号层30（Signal 9）。同时，第6层的信号层30（Signal 6）、第9层的信号层30（Signal 9）和其他层的地/电源平面层（GND/PWR，plane 4、5、7、8、10、11）层之间的介质层20（prepreg，CORE）的材料均采用普通的第二类板材，从而既可以满足低速信号的处理要求，又可以降低该多层混压印刷电路板100的制造成本。此外，由于普通板材，例如普通的FR4板材的介电常数Er相对较大，从而电源/地平面间的寄生电容增加，使电源质量提高。
本发明的多层混压电路板通过将高频低损耗板材与普通板材混压，并充分考虑印刷电路板叠层的对称性，经过合理的设计布局，既能充分发挥高频率低损耗板材的优势，减少高速信号的介质损耗，提升信号质量，又能满足低速信号的设计要求，有效地控制成本。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种多层混压印刷电路板，包括多层绝缘介质层及多层信号层，该介质层与该信号层相互交替层叠，该信号层包括用于传输高速信号的信号层及用于传输低速信号的信号层，其特征在于，与传输高速信号的信号层相邻层叠的介质层采用第一类板材，其他介质层采用第二类板材，其中，第一类板材的高频特性较第二类板材好、传输信号造成的介质损耗较第二类板材小。
2.如权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，第一类板材采用NPLDII板材、PTFE板材、Rogres板材中的一种。
3.如权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，第二类板材采用普通的FR4板材、玻璃纤维、环氧玻璃布敷铜板中的一种。
4.如权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，传输高速信号的信号层设于该印刷电路板的外层位置，传输低速信号的信号层设于该印刷电路板的内层位置。
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