CN109152200B - 一种线路板和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种线路板和电子设备。该线路板包括：信号层和网格状的接地层，所述信号层设置有至少两条信号线；其中，所述接地层包括由网格线围合形成的多个网格，至少两个所述网格构成一个重复单元，至少两条所述信号线与所述重复单元构成的回路面积相等，从而保证不同信号线之间的阻抗一致，提升了线路板上的信号的质量。

Description

一种线路板和电子设备
技术领域
本发明实施例涉及电路技术领域，特别是涉及一种线路板和电子设备。
背景技术
电子设备中采用印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)或柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)来实现电耦合电路中的各个组件。在现有技术中，为了减少铜量，接地层采用网格状图案。另外，对于PCB而言，接地层采用网格状图案可以保证PCB的平整度和不变形，以及控制铜平衡；对于FPC而言，接地层采用网格状图案可以提升FPC的柔韧性，方便FPC弯折和组装。然而，发明人在具体实施过程中，发现现有技术中信号线的走线阻抗存在不一致的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种线路板和电子设备，主要目的在于解决信号线的走线阻抗存在不一致的问题，提升信号线的阻抗一致性。
为了解决上述问题，本发明实施例主要提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种线路板，该线路板包括：信号层和网格状的接地层，所述信号层设置有至少两条信号线；
其中，所述接地层包括由网格线围合形成的多个网格，至少两个所述网格构成一个重复单元，至少两条所述信号线与所述重复单元构成的回路面积相等。
可选地，所述网格的边包括相对设置的第一边和第二边；
所述重复单元包括第一网格和第二网格，所述第一网格与所述第二网格的网孔形状和大小相同；所述第一网格的第一边与所述第二网格的第二边部分共用，且共用部分的长度为所述第一边的一半。
可选地，所述重复单元还包括第三网格和第四网格，所述第三网格和所述第四网格的网孔形状和大小相同；
所述第四网格的第二边与所述第三网格的第一边部分共用，且共用部分的长度为所述第三网格的第一边的一半；
所述第二网格的第一边与所述第三网格的第二边部分或全部共用；
所述第三网格和所述第一网格的形状或大小不同。
可选地，所述网格还包括相对设置的第三边和第四边；
所述信号线的走线方向与所述网格的第三边平行。
可选地，所述网格的网孔形状为菱形、长方形或正方形中的至少一种。
可选地，所述网格还包括相对设置的第三边和第四边；
所述重复单元中的网格的第三边和与其相邻的所述重复单元中对应的网格的第四边共用。
可选地，所述信号线为差分信号线或单端信号线。
可选地，所述信号线为高频信号线。
可选地，所述信号线为音频信号线、显示屏信号线、摄像头信号线或CPU信号线中的至少一种。
第二方面，本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括本发明任意实施例提供的线路板。
借由上述技术方案，本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点：
本发明实施例提供的线路板设置至少两条信号线与重复单元构成的回路面积相等，从而保证不同信号线之间的阻抗一致，提升了线路板上的信号的质量。
上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明实施例的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为现有的一种线路板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种线路板的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种重复单元的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种重复单元的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的又一种重复单元的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的另一种线路板的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1为现有的一种线路板的结构示意图。参见图1，该线路板包括接地层和信号层，该接地层的网格状图案的多个网格为多条网格线相互交叉形成，该信号层包括两条信号线，分别为信号线110和信号线120，且信号线110的阻抗比信号线120的阻抗大。发明人研究发现，信号线与接地层的回路会选择阻抗最小的路径构成参考地回路，而阻抗最小的路径也是路径长度最小的路径。信号线110与接地层100构成参考地回路111；信号线120与接地层100构成参考地回路121。信号线110与接地层的参考地回路111的回路面积大于信号线120和接地层的参考地回路121的回路面积。回路面积不同表现在走线的特性上即为信号线110的阻抗比信号线120的阻抗大，即线路板存在信号线的阻抗不一致的问题。信号线阻抗不一致会导致信号线上的信号强度差异，从而导致信号反射，降低信号质量。
本发明提供了一种线路板。图2为本发明实施例提供的一种线路板的结构示意图。参见图2，该线路板包括：信号层和网格状的接地层，信号层设置有至少两条信号线，图2中示例性地示出了两条信号线，分别为信号线410和信号线420。其中，接地层包括由网格线围合形成的多个网格，至少两个网格构成一个重复单元210，图2中示例性地示出了重复单元210包括两个网格。且至少两条信号线与重复单元210构成的回路面积相等，示例性地，信号线410与重复单元210构成参考地回路310，该信号线410与参考地回路310构成区域311，区域311的面积即为信号线410与重复单元210构成的回路面积。同理，信号线420与重复单元210构成参考地回路320，该信号线420与参考地回路320构成区域321，区域321的面积即为信号线420与重复单元210构成的回路面积。由图2中可以看出，信号线410的参考地回路310与信号线420的参考地回路320的回路路径不同，但是信号线410的回路面积与信号线420的回路面积相同。且参考地回路310位于重复单元210的一个网格内的部分与信号线410构成的区域为区域311A，其位于重复单元210的另一个网格内的部分与信号线410构成的区域为区域311B，区域311的面积为区域311A的面积与区域311B的面积相加。该参考地回路320位于重复单元210的一个网格内的部分与信号线420构成的区域为区域321A，其位于重复单元210的另一个网格内的部分与信号线420构成的区域为区域321B，区域321的面积为区域321A的面积与区域321B的面积相加。
本发明实施例设置至少两条信号线与重复单元210构成的回路面积相等，即信号线410与参考地回路310构成区域311和信号线420与参考地回路320构成区域321的面积相等，因此，信号线410和信号线420与接地层构成的参考地回路的回路面积相等，从而保证不同信号线之间的阻抗一致，提升了线路板上的信号的质量。
需要说明的是，本发明实施例提供重复单元210的结构形式有多种，下面就其中几种设置方式进行具体的解释说明。
图3是本发明实施例提供的一种重复单元的结构示意图。参见图3，可选地，重复单元210包括第一网格211和第二网格212，网格的边包括相对设置的第一边和第二边，即第一网格211包括相对设置的第一边211A和第二边211B，第二网格212包括相对设置的第一边212A和第二边212B。第一网格211与第二网格212的网孔形状和大小相同。第一网格211的第一边211A与第二网格212的第二边212B部分共用，且共用部分d的长度为第一边的一半。由于第一网格211与第二网格212的网孔形状和大小相同，因此，第一边为第一网格211的第一边211A或第二网格212的第一边212A。重复单元这样设置，相当于将第二网格212相对于第一网格211向左错位了半个边长，从而使得信号线430与参考地回路构成的回路面积是网孔面积的二分之一，且无论信号线430位于第一边靠近中心的位置还是靠近边缘的位置，其回路面积均为网孔面积的二分之一，从而确保了不同信号线之间的阻抗一致。
需要说明的是，图2和图3中示例性地示出了网格的网孔形状为正方形，并非对本发明的限定，网格的网孔形状可以为正方形、长方形或菱形等任意一种平行四边形。
图4是本发明实施例提供的另一种重复单元的结构示意图。参见图4，可选地，重复单元210包括第一网格211和第二网格212，网格的边包括平行设置的第一边和第二边，即第一网格211包括平行设置的第一边211A和第二边211B，第二网格212包括平行设置的第一边212A和第二边212B。第一网格211与第二网格212的网孔形状和大小相同。第一网格211的第一边211A与第二网格212的第二边212B部分共用，且共用部分d的长度为第一边的一半。由于第一网格211与第二网格212的网孔形状和大小相同，因此，第一边为第一网格211的第一边211A或第二网格212的第一边212A。重复单元这样设置，相当于将第二网格212相对于第一网格211向左错位了半个边长，信号线440与第一网格211和第二网格212构成的回路面积是第一网格211或第二网格212的面积的二分之一，且无论信号线440位于第一边靠近中心的位置还是靠近边缘的位置，其回路面积均不变，从而保证不同信号线之间的阻抗一致。
继续参见图4，可选地，网格还包括相对设置的第三边和第四边，即第一网格211包括相对设置的第三边211C和第四边211D，第二网格212包括相对设置的第三边212C和第四边212D。信号线440的走线方向与网格的第三边平行，即信号线440的走线方向与第一网格211的第三边211C平行，或者信号线440的走线方向与第二网格212的第三边212C平行，从而确保且信号线440与第一网格211和第二网格212构成的回路面积是第一网格211或第二网格212的面积的二分之一，信号线450沿第一网格211的第一边211A向左或向右移动，其回路面积均不变，从而保证不同信号线之间的阻抗一致。
图5是本发明实施例提供的又一种重复单元的结构示意图。参见图5，可选地，重复单元210还包括第三网格213和第四网格214，第三网格213和第四网格214的网孔形状和大小相同。第四网格214的第二边214B与第三网格213的第一边213A部分共用，且共用部分的长度d1为第三网格213的第一边213A的一半。第二网格212的第一边212A与第三网格213的第二边213B部分或全部共用，图5中示例性地示出了第二网格212的第一边212A与第三网格213的第二边213B部分共用的情形，共用部分的长度d2小于第二网格212的第一边212A的长度。第三网格213和第一网格211的形状或大小不同。重复单元这样设置，可以使得信号线450与第一网格211和第二网格212构成的回路面积是第一网格211或第二网格212的面积的二分之一，且信号线450与第三网格213和第四网格214构成的回路面积是第三网格213或第四网格214的面积的二分之一，从而保证不同信号线之间的阻抗一致。具体地，设置第一网格211和第二网格212为正方形，第三网格213和第四网格214为平行四边形，可以将信号线450的走线形状设置为折线形，使得信号线450在非直线状态下也可以实现阻抗一致。
需要说明的是，图5中示例性地示出了第一网格211和第二网格212为正方形，第三网格213和第四网格214为平行四边形，并非对本发明的限定，在实际应用中，可以根据需要设置第一网格211、第二网格212、第三网格213和第四网格214的形状。
图6是本发明实施例提供的另一种线路板的结构示意图。参见图6，可选地，网格还包括相对设置的第三边和第四边，即图6中左边重复单元中的第一网格211包括相对设置的第三边211C和第四边211D，第二网格212包括相对设置的第三边212C和第四边212D，图6中右边重复单元中的第一网格215包括相对设置的第三边215C和第四边215D，第二网格216包括相对设置的第三边216C和第四边216D。重复单元中的网格的第三边和与其相邻的重复单元中对应的网格的第四边共用，即图6中右边重复单元中的第一网格215的第三边215C与左边重复单元中的第一网格211的第四边211D共用，图6中右边重复单元中的第二网格212的第三边216C与左边重复单元中的第二网格212的第四边212D共用。以此类推，可以实现接地层的网格状图案。
在上述各实施例的基础上，可选地，信号线为差分信号线或单端信号线。其中，单端信号线以接地层为参考地，单端信号线与接地层形成的回路面积决定了单端信号线的阻抗大小，回路面积相同即阻抗大小相同，单端信号线具有阻抗一致性。与单端信号线不同，在阻抗相同的情况下，两条差分信号线与接地层的回路部分相互抵消，当外界存在噪声干扰时，该噪声干扰几乎是同时被耦合到两条差分信号线上，而接收端接收到的信号是两差分信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消，因此，差分信号线具有抗干扰能力强、能有效抑制电磁兼容问题的优点。然而，当差分信号线与接地层的阻抗不同时，两条差分信号线上的误差将会被放大，因而，阻抗不一致对差分信号线影响更大，本发明实施例使差分信号线的回路面积相等，提升了差分信号线的阻抗一致性，提升了差分信号的质量。
在上述各实施例的基础上，可选地，信号线为高频信号线。例如，信号线为音频信号线、显示屏信号线、摄像头信号线或CPU信号线中的至少一种，本发明实施例提升了音频信号、显示屏信号、摄像头信号或CPU信号等高频信号的质量。
本发明实施例还提供了一种电子设备。图7为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。参见图7，该电子设备包括：如本发明任意实施例所提供的线路板。该电子设备例如可以是智能音响、智能手表、智能耳机、智能手机或平板电脑等，该线路板可以为电子设备中的PCB或FPC。
本发明实施例设置电子设备中的线路板的至少两条信号线与重复单元构成的回路面积相等，从而保证了不同信号线之间的阻抗一致，提升了线路板上的信号的质量，从而提升了电子设备的品质。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种线路板，其特征在于，包括：信号层和网格状的接地层，所述信号层设置有至少两条信号线；
其中，所述接地层包括由网格线围合形成的多个网格，至少两个所述网格构成一个重复单元，至少两条所述信号线与所述重复单元构成的回路面积相等；
所述网格的边包括相对设置的第一边和第二边；
所述重复单元包括第一网格和第二网格，所述第一网格与所述第二网格的网孔形状和大小相同；所述第一网格的第一边与所述第二网格的第二边部分共用，且共用部分的长度为所述第一边的一半；
所述回路面积为所述第一网格的网孔面积的二分之一。
2.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述网格还包括相对设置的第三边和第四边；
所述信号线的走线方向与所述网格的第三边平行。
3.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述网格的网孔形状为菱形或者长方形中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述网格还包括相对设置的第三边和第四边；
所述重复单元中的网格的第三边和与其相邻的所述重复单元中对应的网格的第四边共用。
5.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述信号线为差分信号线或单端信号线。
6.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述信号线为高频信号线。
7.根据权利要求6所述的线路板，其特征在于，所述信号线为音频信号线、显示屏信号线、摄像头信号线或CPU信号线中的至少一种。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一项所述的线路板。
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