CN109379839A - 一种电路板线路结构、电路板组件和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电路板线路结构、电路板组件和电子设备，其中，电路板线路结构应用于设置有器件的电路板，所述电路板为层数大于或等于2的多层电路板；所述电路板线路具有经过所述器件正投影区域的线路段；所述线路段包括偶数层走线，所述线路段的各层走线分别设置于所述电路板的不同层，所述线路段的各层走线通过连接段顺次连接，所述线路段的相邻两层走线的电流方向相反。本发明中，通过在器件下方设置偶数层走线，以使各层走线因电流变化而产生的磁场能够相互抵消，从而能够降低器件周围的磁场干扰。这样，无需被动选择磁场干扰小的区域设置器件，电路板走线也无需避开器件。可见，本发明实施例能够使电路板布局更加灵活。

Description

一种电路板线路结构、电路板组件和电子设备

技术领域

本发明涉及电路板技术领域，尤其涉及一种电路板线路结构、电路板组件和电子设备。

背景技术

随着电子设备功能的不断扩大，电子设备中设置的器件越来越多。电子设备中的器件在工作时存在电流的变化，这导致电子设备中存在磁场的变化，从而产生磁场干扰。磁场的变化将对器件的工作性能产生一定的影响，尤其是对磁场较为敏感的器件。目前，一般将该类器件设置于远离磁场的区域。为了减小磁场干扰对器件工作性能的影响，在对电路板进行线路布局时，也需要避开器件。

可见，现有电子设备的电路板布局存在较大的限制性，且随着电路板空间日趋紧张，其布局问题越来越严峻。

发明内容

本发明实施例提供一种电路板线路结构、电路板组件和电子设备，以解决现有电子设备的电路板布局存在较大限制性的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种电路板线路结构，应用于设置有器件的电路板，所述电路板为层数大于或等于2的多层电路板；

所述电路板线路具有经过所述器件正投影区域的线路段；

所述线路段包括偶数层走线，所述线路段的各层走线分别设置于所述电路板的不同层，所述线路段的各层走线通过连接段顺次连接，所述线路段的相邻两层走线的电流方向相反。

第二方面，本发明实施例提供了一种电路板组件，包括电路板和设置于所述电路板的磁敏感器件及电路板线路，所述电路板线路采用第一方面中的结构。

第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括第二方面中的电路板组件。

本发明实施例中，通过在器件下方设置偶数层走线，以使各层走线因电流变化而产生的磁场能够相互抵消，从而能够降低器件周围的磁场干扰。这样，无需被动选择磁场干扰小的区域设置器件，电路板走线也无需避开器件。可见，本发明实施例能够使电路板布局更加灵活。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电路板组件的结构示意图之一；

图2是本发明实施例提供的电路板组件的结构示意图之二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

电子设备中，例如手机、平板电脑、车载导航仪等等，通过在电路板上设置各种电子元器件(简称“器件”)实现不同的功能，器件在工作过程中，其电流大小一般会发生或多或少的变化，且随着电子设备工作场景的改变(例如充电场景、通话场景、视频场景等)，电流大小的变化也不尽相同。根据电磁感应原理，变化的电流产生变化的电场，变化的电场产生变化的磁场。因此，器件会产生对器件，尤其是磁敏感器件的磁场干扰，且该磁场干扰随时可能发生变化。随着电子设备功能的不断扩大，大负载的场景也越来越多，电流变化也更加频繁，从而导致器件更容易受到磁场干扰。

目前，规避磁场干扰的方法主要包括以下几种：其一，将器件设置于远离磁场干扰的区域，但随着电路板布板面积越来越紧张，布板空间限制越来越多，寻找一个远离磁场干扰的位置也越来越难。其二，在对电路板走线进行布局时，避开器件的周围和底部区域，这在一定程度上限制了电路板走线的灵活性。其三，将器件设置于射频天线的净空区，这使得射频天线的有效净空区减小，从而使得射频天线的灵敏度降低。可见，上述方法均无法有效解决电子设备中因设置器件而导致的上述问题。

鉴于此，本发明实施例提供一种电路板线路结构，以解决上述问题。

如图1至图2所示，本发明实施例提供一种电路板线路结构，应用于设置有器件1的电路板2，电路板2为层数大于或等于2的多层电路板；电路板线路3具有经过器件1正投影区域的线路段31；线路段31包括偶数层走线，线路段31的各层走线分别设置于电路板2的不同层，线路段31的各层走线通过连接段313顺次连接，线路段31的相邻两层走线的电流方向相反。

上述电路板线路3为一设置于电路板2的其他器件(图中未示出)的线路。

上述器件1可以为通过磁场实现其功能的器件(可称之为“磁敏感器件”)，例如磁传感器。目前比较常用的磁敏感器件包括指南针、霍尔元件等等。

上述电路板线路3除了具有经过器件1正投影区域的线路段31之外，还包括电流输入端32和电流输出端33。器件1在电路板2上的正投影区域为一个密封的区域，经过器件1正投影区域的线路段31包括如图1中第一层走线311穿过该正投影区域，在正投影区域外和连接段313连接，并通过连接段313连接第二层走线312，第二层走线312也穿过该正投影区域，并形成电流输出端33。经过器件1正投影区域的线路段31还包括，第一层走线311从正投影区域外向正投影区域中延伸，并在正投影区域内通过连接段313连接至第二层走线312，第二层走线312穿出该正投影区域，并形成电流输出端33。经过器件1正投影区域的线路段31还包括，第一层走线311从正投影区域内向正投影区域外延伸，并在正投影区域外通过连接段313连接至第二层走线312，第二层走线312向该正投影区域内延伸，并形成电流输出端33。

上述线路段31的走线层数最少为2层，其最大的走线层数可依据电路板2的层数进行合理设置，例如，电路板2的层数为4层，则线路段31的走线层数最多为4层，以此类推。线路段31的相邻两层走线之间的连接段313可通过过孔镀铜实现。

图1至图2中示出了线路段31的走线层数为2层的具体实施方式，图1至图2中，线路段31包括第一层走线311和第二层走线312，第一层走线311和第二层走线312分别位于电路板2的不同层，第一层走线311和第二层走线312大致平行设置(可以平行设置，也可以非平行设置)；线路段31还包括连接相邻两层走线的连接段313，该连接段313可以是电路板2上的过孔所在的部位。

当器件工作时，第一层走线311与第二层走线312会形成大小相等、方向基本相反的电流路径。根据安培定则，两电流路径在器件所在的区域会产生方向基本相反，大小几乎相等的磁场(由于第一层走线311与第二层走线312之间存在层距，使得两电流路径在器件1所在区域的磁场大小不可能完全相等)，从而两电流路径产生的磁场几乎可以完全抵消，这样，最大限度地减小了电路板线路3对器件的磁场干扰。

需要说明的是，线路段31的走线层数可以为两层，也可以为四层、六层等偶数层。其中，线路段31的走线层数优选为两层，其原因在于，由于只存在两层走线之间的间距带来的磁场差异，使得磁场抵消效果最佳；并且，走线层数越少，占用电路板2的层数也越少，能够简化电路板2内部的线路设置。此外，线路段31的走线层数也需要根据器件的各项参数进行合理地设置。

通过上述设置，无需被动选择磁场干扰小的区域设置器件，器件在电路板上的设置位置更加灵活；电路板走线也无需避开器件，电路板线路的布局也更加灵活；电路板上可布局的器件的数量也可适当增加，从而可提高电路板的布局密度；并且，无需占用射频天线的净空区来设置器件，确保了射频天线的工作性能，提高了射频天线的灵敏度。

可选的，线路段31的各层走线平行。这样，当器件工作时，相邻两层走线会形成大小相等、方向完全相反的电流路径。根据安培定则，两电流路径在器件所在的区域会产生方向完全相反，大小几乎相等的磁场，从而能够最大程度地抵消相邻两层走线产生的磁场。

可选的，线路段31的各层走线分别设置于电路板2的连续层。

如前所述，由于第一层走线311与第二层走线312之间存在层距，使得两电流路径在器件1所在区域的磁场大小不可能完全相等。并且，第一层走线311与第二层走线312之间的距离越小，两电流路径在器件1所在区域的磁场大小越接近。鉴于此，可以将线路段31的各层走线分别设置于电路板2的连续层，能够使各层走线之间的距离达到最小值，从而使两电流路径产生的磁场最大程度地抵消。图1至图2中示出了将第一层走线311与第二层走线312分别设置于电路板2的第二层和第三层的实施方式。

可选的，电路板2的层数大于2，且电路板2的层数大于线路段31的走线层数时，线路段31的最靠近器件1的走线与器件1之间间隔至少一层电路板。

考虑到器件1需要通过适当的连接结构，例如焊脚、焊盘等实现与电路板2之间的电连接以及机械连接，因此，为了不影响器件1与电路板2之间各种连接的稳定性，线路段31应当尽量避开器件1所在的电路板层。在电路板2的层数大于2时，线路段31的最靠近器件1的走线可与器件1之间间隔至少一层电路板。也就是说，器件1设置于电路板2的第一层，线路段31可以从电路板2的第二层或第二层以下的层开始设置。

在电路板2的层数有限，无法做到线路段31与器件1之间间隔至少一层电路板的情况下，线路段31也可以避开焊脚、焊盘等连接结构设置于器件1所在的电路板层。

可选的，电路板2的层数大于3，且电路板2的层数比线路段31的走线层数大2时，线路段31的最靠近器件1的走线与器件1之间间隔至少两层电路板。

容易理解地，线路段31的走线距离器件1越近，其对器件1的磁场干扰越强，相邻两层走线对器件1的磁场差异也越大。因此，为了尽量削弱相邻两层走线对器件1的磁场差异，在电路板2的层数足够多时，可以将线路段31的各层走线设置于电路板2的远离器件1的数层。例如，在电路板2的层数为4时，线路段31的走线层数为2时，线路段31的走线可设置于电路板2的第三层和第四层。

此外，线路段31的各层走线的设置也需要根据电路板2的整体布局需求进行合理地设置。

可选的，电路板2的设置线路段31的层间距小于或等于电路板2的未设置线路段31的层间距。

如前所述，线路段31的相邻两层走线之间的距离越小，两电流路径在器件1所在区域的磁场大小越接近，由此产生的对器件1的磁场干扰越小。鉴于此，可以将电路板2的各层之间的间距进行差异化设置，并将线路段31设置于电路板2的层间距较小的层。

可选的，线路段31的各层走线的长度相等，且相邻两层走线之间的连接段313垂直于各层走线。这样，各层走线对器件1产生的磁场大小越接近，由此产生的对器件1的磁场干扰越小。

可选的，线路段31的各层走线两端至器件1边缘之间的垂直距离相等，且相邻两层走线之间的连接段313垂直于各层走线。这样，各层走线两端相对器件1的中心呈对称设置，由此产生的对器件1的磁场干扰越小。

另外，线路段31中与各层走线两端连接的各连接段313至器件1边缘之间的垂直距离也大致相等，各连接段313至器件1边缘之间的垂直距离与电流输入端32(或电流输出端33)至器件1边缘之间的垂直距离也大致相等。这样，上述各处产生的对器件1的磁场干扰也能够基本完全抵消，从而进一步减小了整个电路板线路3对器件1的磁场干扰。

可选的，电路板线路3的电流输入端32位于器件1的边缘至器件1外部的区域；

电路板线路3的电流输出端33位于器件1的边缘至器件1外部的区域。

通过上述设置，能够使其他器件的电路板线路3从器件1的外侧引入，并从器件1的外侧引出，从而避免影响器件1在电路板2上的设置。

可选的，线路段31的相邻两层走线之间的连接段313位于器件1的边缘至器件1外部的区域。

进一步的，各连接段313至器件1边缘之间的垂直距离与电流输入端32(或电流输出端33)至器件1边缘之间的垂直距离大致相等。

可选的，电路板线路3的电流输出端33从线路段31的最后一层走线直接引出如图1所示；在电路板2的层数有富余的情况下，电路板线路3的电流输出端33从位于线路段31最后一层走线下方的电路板层引出，如图2所示。

本发明实施例还提供一种电路板组件，如图1至图2所示，电路板组件包括电路板2和设置于电路板2的器件1及电路板线路3，电路板线路3采用上述发明实施例中的电路板线路结构。

其中，器件1为磁敏感器件，包括指南针和霍尔元件中的至少一项。

电路板组件的具体实施方式均可以参照上述说明，并能够达到相同的技术效果，为避免重复，对此不作赘述。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括上述发明实施例中的电路板组件。电子设备中电路板组件的具体实施方式均可以参照上述说明，并能够达到相同的技术效果，为避免重复，对此不作赘述。

本发明实施例中，上述电子设备可为计算机(Computer)、手机、平板电脑(TabletPersonal Computer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digitalassistant，简称PDA)、移动上网电子设备(Mobile Internet Device，MID)、可穿戴式设备(Wearable Device)、电子阅读器、导航仪、数码相机等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种电路板线路结构，其特征在于，应用于设置有器件的电路板，所述电路板为层数大于或等于2的多层电路板；

所述电路板线路具有经过所述器件正投影区域的线路段；

所述线路段包括偶数层走线，所述线路段的各层走线分别设置于所述电路板的不同层，所述线路段的各层走线通过连接段顺次连接，所述线路段的相邻两层走线的电流方向相反。

2.根据权利要求1所述的电路板线路结构，其特征在于，所述线路段的各层走线平行。

3.根据权利要求1所述的电路板线路结构，其特征在于，所述线路段的各层走线分别设置于所述电路板的连续层。

4.根据权利要求1所述的电路板线路结构，其特征在于，所述电路板的层数大于2，且所述电路板的层数大于所述线路段的走线层数时，所述线路段的最靠近所述器件的走线与所述器件之间间隔至少一层电路板。

5.根据权利要求1所述的电路板线路结构，其特征在于，所述电路板的设置所述线路段的层间距小于或等于所述电路板的未设置所述线路段的层间距。

6.根据权利要求1所述的电路板线路结构，其特征在于，所述线路段的各层走线的长度相等，且相邻两层走线之间的连接段垂直于各层走线。

7.根据权利要求1所述的电路板线路结构，其特征在于，所述线路段的各层走线两端至所述器件边缘之间的垂直距离相等，且相邻两层走线之间的连接段垂直于各层走线。

8.根据权利要求1所述的电路板线路结构，其特征在于，所述电路板线路的电流输入端位于所述器件的边缘至所述器件外部的区域；

所述电路板线路的电流输出端位于所述器件的边缘至所述器件外部的区域。

9.根据权利要求1所述的电路板线路结构，其特征在于，所述线路段的走线层数为两层。

10.一种电路板组件，其特征在于，包括电路板和设置于所述电路板的器件及电路板线路，所述电路板线路采用如权利要求1至9中任一项所述的结构。

11.根据权利要求10所述的电路板组件，其特征在于，所述器件为磁敏感器件，包括指南针和霍尔元件中的至少一项。

12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求10或11所述的电路板组件。