CN110213881A - 一种印刷电路板和测试夹具 - Google Patents

Abstract

一种印刷电路板和测试夹具，包括：底板、以及一个或多个连接点，所述底板包括多个层，所述一个或多个连接点位于所述底板的最外层，每个连接点包括接触式焊盘和转换信号孔；所述接触式焊盘通过平行微带线与所述转换信号孔连接；所述转换信号孔用于连接所述底板的其它层。采用本申请的方案可以确保SMA连接器PIN与印制板焊盘的压接接触时，确保形成完全接触，避免了接触不良等问题；保证这部分的阻抗尽量连续。

Description

一种印刷电路板和测试夹具

技术领域

本申请涉及电路板技术，具体地，涉及一种印刷电路板和测试夹具。

背景技术

随着计算机仿真技术的飞速发展，高速产品的集成度越来越高，其对应的上升时间也越来越短，传输过程中的结构、介质的细小变化都会对信号传输带来极大影响。在设计验证过程中，通常为了测试引脚与网络分析仪端口连接，需要设计出专门的测试夹具。为降低测试板对被测试件的影响，测试夹具的难点在于被测试点、SMA(Sub Miniature versionA)连接器和测试仪器的时延和阻抗控制。

SMA连接器与PCB(印刷电路板，Printed Circuit Board)设计的最关键部分就是SMA的PIN和PCB接触部分，保证这部分的阻抗尽量连续，在此接触部分，由于目前SMA连接器通常采用圆形屏蔽设计，需要走线在内层，因此PCB接触部分必须采用盘中孔。这种情况下，根据加工工艺，印制板焊盘中间需要先钻孔处理，再进行电镀铜填平，在填孔镀平完成后，仍然存在凹陷(按照IPC标准凹陷≤15um即为合格)，如图1所示，因此，在SMA连接器的PIN与印制板焊盘的压接接触时，容易形成接触不良、或部分接触等问题，从而使得SMA的PIN和PCB接触部分阻抗不连续，反复的装配和多次测试不仅大大降低了测试准确性，而且增加测试次数也影响了测试效率。

现有技术中存在的问题：

SMA连接器的PIN与印制板焊盘的压接接触时，存在接触不良或部分接触的情况，导致SMA的PIN和PCB接触部分阻抗不连续，进而导致测试效率低、测试次数增加。

发明内容

本申请实施例中提供了一种印刷电路板和测试夹具，以解决上述技术问题。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种印刷电路板，包括：底板、以及一个或多个连接点，所述底板包括多个层，所述一个或多个连接点位于所述底板的最外层，每个连接点包括接触式焊盘和转换信号孔；所述接触式焊盘通过平行微带线与所述转换信号孔连接；所述转换信号孔用于连接所述底板的其它层。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种测试夹具，包括：如上所述的印刷电路板、以及SMA连接器，所述SMA连接器的PIN与所述接触式焊盘贴合，所述SMA连接器的另一端连接有传输线，所述传输线用于连接被测设备。

有益效果：

本申请实施例提供了一种免焊SMA的PCB测试夹具，可以确保SMA连接器PIN与印制板焊盘的压接接触时，确保形成完全接触，避免了接触不良等问题；保证这部分的阻抗尽量连续。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中焊盘截面的放大示意图；

图2示出了本申请实施例中印刷电路板的接触式焊盘的顶部俯视结构示意图；

图3示出了本申请实施例中印刷电路板的GND屏蔽环的顶部俯视结构示意图；

图4示出了本申请实施例中测试夹具的结构示意图；

图5示出了本申请实施例中SMA连接器的示意图。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本申请实施例提供了一种印刷电路板，下面进行说明。

图2示出了本申请实施例中印刷电路板的接触式焊盘的顶部俯视结构示意图。

本申请实施例图2以单个连接点为例进行了示意，如图所示，所述印刷电路板包括：底板、以及一个或多个连接点，所述底板包括多个层，所述一个或多个连接点位于所述底板的最外层，每个连接点包括接触式焊盘和转换信号孔；所述接触式焊盘通过平行微带线与所述转换信号孔连接；所述转换信号孔用于连接所述底板的其它层。

具体实施时，本申请实施例中所述印刷电路板可以包括一块底板，所述底板上可以设置有一个或多个连接点，每个连接点可以包括接触式焊盘和转换信号孔；所述接触式焊盘通过平行微带线与所述转换信号孔连接。

在一种实施方式中，所述接触式焊盘和转换信号孔均为铜制品。

所述底板可以包括多个层，例如：顶部丝印层、顶部阻焊层、底部丝印层、底部阻焊层、禁止布线层等。

本申请实施例提供了一种印刷电路板，将现有技术中在焊盘处打孔再填充电镀铜的方式，改为将焊盘与转换信号孔分离，改用接触式焊盘，让将接触式焊盘与所述转换信号孔在底板上通过微带线相连，避免了由于所述转换信号孔的凹陷导致的接触不良的问题，采用本申请实施例所提供的印刷电路板，即使转换信号孔处存在凹陷，也不影响接触式焊盘与其他设备的压接接触，可以确保其他设备元件与印制板焊盘的压接接触时，确保形成完全接触，避免了接触不良等问题，保证这部分的阻抗尽量连续。

为了确保信号良好屏蔽，本申请实施例还可以采用如下方式实施。

图3示出了本申请实施例中印刷电路板的GND屏蔽环的顶部俯视结构示意图。

在一种实施方式中，所述连接点进一步包括：

GND屏蔽环，所述GND屏蔽环位于所述底板的最外层，所述接触式焊盘以及所述转换信号孔均位于所述GND屏蔽环内，所述GND屏蔽环与所述接触式焊盘之间存在间隔区域；所述屏蔽环上设置有GND孔。

具体实施时，所述GND屏蔽环为铜带。

所述GND孔用于接地。

本申请实施例可以通过设计屏蔽环铜带，在所述屏蔽环上设置GND孔，可以减少差分信号的自耦合，保证信号良好屏蔽。

在一种实施方式中，所述GND孔在所述GND屏蔽环上均匀分布。

本申请实施例中所述GND屏蔽环上等间距设置有一个或多个GND孔。

在一种实施方式中，所述GND孔为6个以上。

具体实施时，本申请实施例中所述GND孔可以为偶数个，例如：6个、8个等。

在一种实施方式中，所述转换信号孔的直径大小为0.1mm～1mm之间。

在一种实施方式中，所述GND屏蔽环位于接触式焊盘半径范围内2mm～5mm之间。

所述GND屏蔽环位于接触式焊盘半径范围内2mm～5mm之间，具体实施时，可以指以转换信号孔为中心点，半径为2mm～5mm的范围内放置GND屏蔽环。

本申请实施例通过设置屏蔽环并在所述屏蔽环上设置GND孔，以确保信号的噪声影响在一定范围内，确保信号的参考回路。

在一种实施方式中，所述连接点附近设置有螺纹孔。

在一种实施方式中，所述螺纹孔为两个，以所述接触式焊盘为中心对称设置，所述螺纹孔至所述接触式焊盘的距离与待连接设备的元件的半径相同。

具体实施时，所述螺纹孔以所述接触式焊盘为中心对称设置，所述螺纹孔至所述接触式焊盘的距离与待连接的设备元件的半径相同，在所述待连接的设备元件与所述接触式焊盘贴合时，可以利用所述螺纹孔以及所述待连接设备上的螺钉或螺栓固定连接。

在一种实施方式中，所述接触式焊盘的直径大于等于待连接设备的元件的直径。

在一种实施方式中，所述待连接设备为SMA连接器，所述待连接设备的元件为SMA连接器的PIN。

在一种实施方式中，所述转换信号孔位于所述接触式焊盘半径范围内0.5mm～2mm之间。

所述转换信号孔位于所述接触式焊盘半径范围内0.5mm～2mm之间，具体实施时，可以指以转换信号孔为中心点，半径为0.5mm～2mm的范围内放置转换信号孔。

在一种实施方式中，所述转换信号孔的阻抗根据下式计算得到：

其中，Zt为转换信号孔的阻抗，εr为介电常数，a为内导体半径，b为外导体半径。

具体实施时，所述转换信号孔可以根据同轴线的计算公式得出所述转换信号孔的阻抗。

在一种实施方式中，所述平行微带线的长度在所述GND屏蔽环半径区域内。

在一种实施方式中，所述平行微带线的线宽与所述接触式焊盘的直径相同。

具体实施时，所述平行微带线的线宽可以采用与所述接触式焊盘的直径一致，且对所述微带线进行隔层参考。

现有技术中一般印制板是采用第一层参考第二层的方式，也就是相邻层参考，本申请实施例采用隔层参考，即，第一层参考第三层，或者，第一层参考第四层等。

在一种实施方式中，所述平行微带线的阻抗根据下式计算得到：

其中：Z0为单端阻抗，εr为介电常数，w为线宽，h为走线到参考平面的距离，h1为线厚。

微带线中一般分为单端走线和差分走线两种，单端走线是一根走线，差分走线是一对走线。

实施例2

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种测试夹具。

图4示出了本申请实施例中测试夹具的结构示意图。

如图所示，所述测试夹具包括：如实施例1所述的印刷电路板、以及SMA连接器，所述SMA连接器的PIN与所述接触式焊盘贴合，所述SMA连接器的另一端连接有传输线，所述传输线用于连接被测设备。

具体实施时，所述被测设备可以是被测连接器、示波器等设备元件。

所述SMA连接器为免焊接，直接可以通过螺钉与所述印刷电路板固定装配完成。所述接触式焊盘位于所述SMA连接器的中心，以确保所述接触式焊盘与所述SMA连接器的PIN精准对位。

图5示出了本申请实施例中SMA连接器的示意图。

本申请实施例图5给出了SMA连接器与所述接触式焊盘固定装配后，出线连接至被测设备的示意，如图所示，所述SMA连接器的PIN的直径为D，PIN长度可以为0,001mm～0.5mm之间。

所述接触式焊盘的尺寸大小可以大于PIN直径D，范围可以为D～D+1mm。

本申请实施例提供了一种免焊SMA的PCB测试夹具，通过对测试夹具的PCB焊盘位置设计SMA接触式焊盘，并采用平行微带线与转换信号孔连接，可以确保SMA连接器PIN与印制板焊盘的压接接触时，确保形成完全接触，避免了部分接触出现的接触不良等问题；保证这部分的阻抗尽量连续，不仅减少测试次数，提高了测试效率，也大大提高了测试准确性。

在一种实施方式中，所述传输线为微带线或带状线等。

具体实施时，所述传输线与所述SMA连接器的PIN处于不同出线口。

在一种实施方式中，在所述传输线为带状线时，所述带状线的阻抗根据下式计算得到：

其中：Z0为单端阻抗，εr为介电常数，w为线宽，h为走线到参考平面的距离，h1为线厚。

本申请通过在SMA连接器的PCB焊盘位置，设计SMA接触式焊盘于SMA连接器的中心，设计转换信号孔位于SMA接触式焊盘半径范围内0.5mm～2mm之间，采用平行微带线将SMA接触式焊盘和转换信号孔连接，其微带线的线宽采用SMA接触式焊盘直径一直，且对其进行隔层参考，阻抗根据微带线阻抗公式计算得到。

其中，转换信号孔的大小尺寸可以根据同轴线的计算公式得到过孔的阻抗，为保证信号良好屏蔽，本申请实施例还设计隔离环铜带，位于SMA接触式焊盘半径范围内2mm～5mm之间，所述隔离环铜带设置有GND孔，具体实施时数量可以在6个以上，以确保信号的噪声影响在预设范围内、确保信号的参考回路。

实施例3

下面本申请实施例以一具体实例进行说明。

所述PCB的底板上设置有3个连接点A、B、C，每个连接点都包括SMA接触式焊盘和转换信号孔；所述SMA接触式焊盘通过平行微带线与所述转换信号孔连接；所述转换信号孔用于连接所述底板的不同层。

所述SMA接触式焊盘的半径为0.2mm-0.4mm，所述转换信号孔的大小为0.5mm，所述转换信号孔至所述SMA接触式焊盘的中心的距离为0.5mm-2mm，所述转换信号孔的阻抗为50欧姆。所述平行微带线的线宽可以根据阻抗计算得到，所述平行微带线的阻抗为50欧姆。

在所述SMA接触式焊盘和转换信号孔外面环绕设置有GND屏蔽环，所述GND屏蔽环的半径为1.2mm-2mm，所述GND屏蔽环至所述SMA接触式焊盘的距离为4mm。

所述GND屏蔽环上均匀设置有7个GND孔，

假设场景为利用PCB板上连接点A测试示波器。

那么，本申请实施例首先可以将所述SMA连接器的螺钉与所述连接点旁边的螺纹孔对应旋拧固定，此时，所述SMA连接器的PIN与所述连接点的SMA接触式焊盘贴合。

然后，可以将所述SMA连接器的另一出线端通过带状线与所述PCB板上的示波器设备相连。

其中，所述带状线的阻抗为50欧姆。

本申请实施例通过对PCB测试夹具的PCB焊盘位置设计SMA接触式焊盘，并采用平行微带线与转换信号孔连接，可以确保SMA连接器PIN与印制板焊盘的压接接触时，确保形成完全接触，避免了部分接触出现的接触不良等问题；保证这部分的阻抗尽量连续，不仅减少测试次数，提高了测试效率，也大大提高了测试准确性。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (18)

1.一种印刷电路板，其特征在于，包括：底板、以及一个或多个连接点，所述底板包括多个层，所述一个或多个连接点位于所述底板的最外层，每个连接点包括接触式焊盘和转换信号孔；所述接触式焊盘通过平行微带线与所述转换信号孔连接；所述转换信号孔用于连接所述底板的其它层。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述连接点进一步包括：

GND屏蔽环，所述GND屏蔽环位于所述底板的最外层，所述接触式焊盘以及所述转换信号孔均位于所述GND屏蔽环内，所述GND屏蔽环与所述接触式焊盘之间存在间隔区域；所述屏蔽环上设置有GND孔。

3.根据权利要求2所述的印刷电路板，其特征在于，所述GND孔在所述GND屏蔽环上均匀分布。

4.根据权利要求2所述的印刷电路板，其特征在于，所述GND孔为6个以上。

5.根据权利要求2所述的印刷电路板，其特征在于，所述GND屏蔽环位于接触式焊盘半径范围内2mm～5mm之间。

6.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述转换信号孔的大小为0.1mm～1mm之间。

7.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述连接点附近设置有螺纹孔。

8.根据权利要求7所述的印刷电路板，其特征在于，所述螺纹孔为两个，以所述接触式焊盘为中心对称设置，所述螺纹孔至所述接触式焊盘的距离与待连接设备的元件的半径相同。

9.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述接触式焊盘的直径大于等于待连接设备的元件的直径。

10.根据权利要求8所述的印刷电路板，其特征在于，所述待连接设备为SMA连接器，所述待连接设备的元件为SMA连接器的PIN。

11.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述转换信号孔位于所述接触式焊盘半径范围内0.5mm～2mm之间。

12.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述转换信号孔的阻抗根据下式计算得到：

其中，Zt为转换信号孔的阻抗，εr为介电常数，a为内导体半径，b为外导体半径。

13.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述平行微带线的长度在所述GND屏蔽环半径区域内。

14.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述平行微带线的线宽与所述接触式焊盘的直径相同。

15.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述平行微带线的阻抗根据下式计算得到：

其中：Z0为单端阻抗，εr为介电常数，w为线宽，h为走线到参考平面的距离，h1为线厚。

16.一种测试夹具，其特征在于，包括如权利要求1至15任一所述的印刷电路板、以及SMA连接器，所述SMA连接器的PIN与所述接触式焊盘贴合，所述SMA连接器的另一端连接有传输线，所述传输线用于连接被测设备。

17.如权利要求16所述的测试夹具，其特征在于，所述传输线为微带线或带状线。

18.如权利要求17所述的测试夹具，其特征在于，在所述传输线为带状线时，所述带状线的阻抗根据下式计算得到：

其中：Z0为单端阻抗，εr为介电常数，w为线宽，h为走线到参考平面的距离，h1为线厚。