CN105263255A - 一种抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板，涉及电路板生产技术领域。所述电路板包括信号线路层和电源线路层，电路板还设有第一面铜层和第二面铜层，信号线路层和电源线路层位于第一面铜层和第二面铜层之间；所述电路板表面的边沿设有多个贯穿电路板的金属化地接导通孔，各个地接导通孔与第一面铜层和第二面铜层电导通；所述相邻的两个层之间设有绝缘层。本发明的电路板可将电路板周边的地接导通孔接入电子设备的接地装置，静电放电时，电流通过导通孔迅速的进入接地装置，避免静电电流击中电路；与此同时，整个电路板形成一个类似法拉第笼的屏蔽罩，可增强电路板的电磁兼容性。

Description

一种抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板
技术领域
本发明涉及电路板生产技术领域，尤其涉及一种抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板。
背景技术
“静电放电”简称ESD(Electro-StaticDischarge)。近年来随着科学技术的飞速发展,微电子技术的广泛应用及电磁环境日益复杂,人们对静电放电的防护及ESD设计也愈来愈重视。
静电放电(ESD)的危害极大,特别是对集成电路和半导体器件。物质之间相互作用，如摩擦、接触、感应、传导，而引起的物质获得或失去电子，失去电平衡而带电荷。电荷的积累就使得物质表面带上静电，当电荷积累到足够的强度时，电荷将可能泄放，造成其周围的物质被击穿，从而得到新的电平衡。这种静电电荷的快速中和称为静电放电。由于其速率很快，而且在放电时的电阻一般很小，往往会造成瞬时大电流，可能超过20安培。通常情况下，静电从外面打到电路板上(比如人手触摸板边，雷击等)，这种放电如果经过集成电路，电流往往会对电路造成损害。
电磁兼容性(EMC，即ElectromagneticCompatibility)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁骚扰(ElectromagneticDisturbance)不能超过一定的限值；另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁骚扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性(ElectromagneticSusceptibility，即EMS)。电磁兼容的三要素为：干扰源、耦合通道、敏感源。为了保证产品实现电磁兼容，主要采取的方法有：控制干扰源的发射，抑制干扰信号的传播，增强产品的抗干扰能力。
电磁干扰(ElectromagneticInterference)，简称EMI，有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰；辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。
现有ESD与EMC的解决办法中，通常以增加外围电路、优化器件选型等角度解决，这些方法均需要增加电路板的生产成本。
发明内容
针对上述问题，本发明从PCB电路板的设计角度出发对改善ESD和EMC进行研究，提供一种可抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板，具体方案如下：
一种抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板，包括信号线路层和电源线路层；所述电路板设有第一面铜层和第二面铜层，所述的信号线路层和电源线路层位于第一面铜层和第二面铜层之间；所述电路板表面的边沿设有多个贯穿电路板的金属化地接导通孔，所述的各个地接导通孔与第一面铜层和第二面铜层电导通；所述相邻的层之间设有绝缘层。
优选的，所述的地接导通孔的孔径大于8-20mil，相邻的地接导通孔的孔中心间距为50-200mil。
优选的，所述的地接导通孔距离最近的电路板板边的距离不小于20mil。
进一步的，所述电源线路层设有围绕电源线路的电源层铜皮，所述电源层铜皮连接电源线路层的地接导通孔；所述电源线路与电源层铜皮、地接导通孔之间的间距大于10mil以上。
优选的，所述电源层铜皮的宽度大于10mil以上。
优选的，所述电源线路层设有地接导通孔的孔环，所述孔环的单边宽度大于5mil。
进一步的，所述信号线路层设有围绕信号线路的信号层铜皮，所述信号层铜皮连接地接导通孔。
优选的，所述信号线路层设有地接导通孔的孔环，所述孔环的单边宽度大于5mil。
进一步的，还包括设置元件的表面线路层，表面线路层位于第一面铜层的上方，表面线路层与第一面铜层之间设有绝缘层；所述表面线路层设有围绕表面线路的表面层铜皮，表面层铜皮连接地接导通孔。
进一步的，还包括可焊接元件的底面线路层，底面线路层位于第二面铜层的下方，底面线路层与第二面铜层之间设有绝缘层；所述底面线路层设有围绕底面线路的底面层铜皮，底面层铜皮连接地接导通孔。
本发明通过在电路板周边设置相互导通的金属化地接导通孔，可将地接导通孔接入电子设备的接地装置。静电放电时，电流通过地接导通孔迅速的进入接地装置，避免了大电流击中电路，从而大大减小静电放电对电路的影响。
与此同时，各个地接导通孔通过第一面铜层、第二面铜层和围绕各层线路的铜皮相互电导通，相当于在整个电路板内形成一个类似法拉第笼的屏蔽罩，法拉第笼的“静电屏蔽”作用可对产品的EMC起到以下作用：
1)控制干扰源的发射。电路板内的信号如果向外辐射，会被法拉第笼吸收，从而有效的控制干扰源的发射。
2)抑制干扰信号的传播。法拉第笼的存在会抑制干扰信号的传播；另外，本发明中电源线路层内缩，部分电源辐射会被邻近的面铜层吸收；加上电路板周边导通孔的存在，进一步抑制了电源辐射的对外传播。
3)增强产品的抗干扰能力。外来辐射欲干扰到电子设备，由于法拉第笼的存在，辐射会被阻挡在电子设备之外。
附图说明
图1为本发明实施例电路板地接导通孔位置的剖视图；
图2为电路板表面线路层的俯视示意图；
图3为第一面铜层的俯视示意图；
图4为电路板信号线路层的俯视示意图；
图5为电路板电源线路层的俯视示意图。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明。
实施例
如图1所示的6层线路层的电路板，其线路层包括表面线路层1、第一面铜层2、信号线路层3、电源线路层4、第二面铜层5、底面线路层6，相邻的两层之间设有绝缘层8，绝缘层8优选为PP。电路板表面的周边设有多个贯穿各层的地接导通孔7，地接导通孔7为金属化孔，孔径为10mil，内壁孔铜厚度为0.8mil，孔中心距离相应电路板板边的距离为35mil，相邻的地接导通孔7的孔中心间距为60mil。
如图2所示，表面线路层1设有围绕表面线路11的表面层铜皮13，表面层铜皮13的宽度为30mil。地接导通孔7穿过表面层铜皮13，位于表面层铜皮13宽度方向上的中心位置，表面层铜皮13连接地接导通孔7。表面线路层1设有地接导通孔7的表面层孔环12，表面层孔环12的单边宽度为6mil。表面线路层1设有连接表面线路11的元件。
如图3所示，第一面铜层2为面铜21，面铜21与地接导通孔7的孔铜连接，各个地接导通孔7通过面铜21相互电导通。第一面铜层2设有地接导通孔7的第一面铜层孔环22，第一面铜层孔环22的单边宽度为6mil。
第二面铜层5和第一面铜层2的结构相同，即第二面铜层5为面铜，第二面铜层5与地接导通孔7内的孔铜连接，各个地接导通孔7通过第二面铜层5相互电导通。第二面铜层5设有地接导通孔7的第二面铜层孔环，第二面铜层孔环的单边宽度为6mil。
如图4所示，信号线路层3设有围绕信号线路31的信号层铜皮33，信号层铜皮33的宽度为30mil。地接导通孔7穿过信号层铜皮33，位于信号层铜皮33宽度方向上的中心位置，信号层铜皮33连接地接导通孔7内的孔铜。信号线路层3设有地接导通孔7的信号层孔环32，信号层孔环32的单边宽度为6mil。
如图5所示，电源线路层4设有围绕电源线路41的电源层铜皮43，电源层铜皮43的宽度为30mil。地接导通孔7穿过电源层铜皮43，位于电源层铜皮43宽度方向上中心位置，电源层铜皮43连接地接导通孔7。电源线路层4设有地接导通孔7的电源层孔环42，电源层孔环42的单边宽度为6mil。电源线路41与距离最近的电源层铜皮43之间的间距大于10mil。
底面线路层6为焊接层，设有围绕底面线路的底面层铜皮。底面层铜皮连接地接导通孔，宽度为30mil。地接导通孔7穿过底面层铜皮，位于底面层铜皮宽度方向上的中心位置，底面线路层6设有地接导通孔7的底面层孔环，底面层孔环的单边宽度为6mil。
该电路板周边设置相互导通的金属化地接导通孔7，可将地接导通孔7接入电子设备的接地装置。静电放电时，电流通过金属化地接导通孔7迅速的进入接地装置，避免了大电流击中电路，从而大大减小静电放电对电路的影响。
各个地接导通孔7相互电导通，相当于整个电路板形成了一个类似法拉第笼的屏蔽罩，电路板内的信号如果向外辐射，会被法拉第笼吸收，从而有效的控制干扰源向外辐射；而且，法拉第笼的存在会抑制干扰信号的传播；另外，本发明中电源线路层内缩，部分电源辐射会被邻近的面铜层吸收；加上电路板周边地接导通孔7的存在，进一步抑制了电源辐射的对外传播。而外来辐射欲干扰到电子设备，由于法拉第笼的存在，辐射会被阻挡在电子设备之外。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (10)

1.一种抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板，包括信号线路层和电源线路层，其特征在于：所述电路板设有第一面铜层和第二面铜层，所述的信号线路层和电源线路层位于第一面铜层和第二面铜层之间；所述电路板表面的边沿设有多个贯穿电路板的金属化地接导通孔，所述的各个地接导通孔与第一面铜层和第二面铜层电导通；所述相邻的两个层之间设有绝缘层。
2.根据权利要求1所述的抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板，其特征在于：所述的地接导通孔的孔径大于8-20mil，相邻的地接导通孔的孔中心间距为50-200mil。
3.根据权利要求2所述的抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板，其特征在于：所述的地接导通孔距离最近的电路板板边的距离不小于20mil。
4.根据权利要求1所述的抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板，其特征在于：所述电源线路层设有围绕电源线路的电源层铜皮，所述电源层铜皮连接地接导通孔；所述电源线路与电源层铜皮、地接导通孔之间的间距大于10mil以上。
5.根据权利要求4所述的抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板，其特征在于：所述电源层铜皮的宽度大于10mil以上。
6.根据权利要求5所述的抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板，其特征在于：所述电源线路层设有地接导通孔的孔环，所述孔环的单边宽度大于5mil。
7.根据权利要求1所述的抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板，其特征在于：所述信号线路层设有围绕信号线路的信号层铜皮，所述信号层铜皮连接地接导通孔。
8.根据权利要求7所述的抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板，其特征在于：所述信号线路层设有地接导通孔的孔环，所述孔环的单边宽度大于5mil。
9.根据权利要求1所述的抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板，其特征在于：还包括设置元件的表面线路层，表面线路层位于第一面铜层的上方，表面线路层与第一面铜层之间设有绝缘层；所述表面线路层设有围绕表面线路的表面层铜皮，表面层铜皮连接地接导通孔。
10.根据权利要求9所述的抗静电放电且具有电磁兼容性的电路板，其特征在于：还包括可焊接元件的底面线路层，底面线路层位于第二面铜层的下方，底面线路层与第二面铜层之间设有绝缘层；所述底面线路层设有围绕底面线路的底面层铜皮，底面层铜皮连接地接导通孔。
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