CN113840451A - 印刷电路板及具有该印刷电路板的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种印刷电路板及具有该印刷电路板的电子设备，印刷电路板包括基板，基板设置有连接足印；至少两个差分信号孔对设置于连接足印，至少两个差分信号孔对形成信号孔矩阵；至少两个第一连接孔组设置于连接足印，至少两个第一连接孔组和至少两个差分信号孔对相互间隔设置；每个差分信号孔对中的第一信号孔和第二信号孔之间的连线，与每个第一连接孔组中的第一连接孔和第二连接孔之间的连线，形成锐角；使得第一连接孔组和差分信号孔对相对倾斜设置，两者之间的走线区域一侧较宽一侧较窄，从而可以在较宽的一侧设置信号孔差分出线，具有较大的出线空间，也更容易保证两个信号路径对称，便于实现走线等长，从而更好的控制延时差。

Description

印刷电路板及具有该印刷电路板的电子设备
技术领域
本发明实施例涉及但不限于电子技术领域，尤其涉及一种印刷电路板及具有该印刷电路板的电子设备。
背景技术
高速传输的电连接器通常在通信设备、网络、服务器、数据存储等系统中使用。一般情况下，将上述系统制造成诸如印刷电路板(PCB)的电子组件更加容易且具有更高的成本效益。上述单独的电子组件可以利用电连接器来互连两个印刷电路板。一种用于连接若干印刷电路板的已知装置方式是将一块印刷电路板作为背板，其他印刷电路板(称为主板或子卡)则通过该背板进行连接；另外一种已知的装置方式是两块印刷电路板通过正交连接器进行连接，不需要经过背板。
随着对数据传输带宽需求的不断提升，对连接器的端子的密度也提出更高的要求，在功能上更加复杂。目前市场上广泛应用高速传输电子连接器与PCB的连接方式使用压入式的安装工艺，为了形成到导电迹线或接地/电源层的电连接，此工艺需要在PCB上面打孔，连接器的压入式触脚通过过盈配合与PCB孔连接，PCB包括信号过孔和接地过孔。这些孔(又称“通孔”)用金属填充或电镀，使得通孔通过其穿过的一个或多个层或导电电迹线而电连接至它们。
在系统的互连中，电连接器系统的电气性能部分取决于印刷电路板的电连接器的连接足印(包括在该印刷电路板中的导电迹线、接地平面以及通孔的结构)。PCB的布图和设计是复杂的，特别是对于高速高密电连接器和其安装到电路板上的足印。
在目前现有的连接器PCB足印的设计中常见有以下问题：一是走线空间有限，很难在信号孔出线上采用差分出线的方式，必须走一段单端线再耦合成差分信号，这样会造成差分对内走线的不对称，从而引起插损、回损、SDC、时延差等指标恶化；二是为了保证差分对内走线等长会导致一根线绕大圈另一根线绕小圈，导致外部信号线弧度大，信号在外部信号线上走的速度更快，导致延时差较大。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本发明实施例的主要目的在于提出一种印刷电路板及具有该印刷电路板的电子设备，能够差分出线且便于实现走线等长，从而更好的控制延时差。
第一方面，本发明实施例提供一种印刷电路板，包括：
基板，设置有连接足印；
至少两个差分信号孔对，设置于所述连接足印，所述差分信号孔对包括第一信号孔和第二信号孔，所述至少两个差分信号孔对形成信号孔矩阵；
至少两个第一连接孔组，设置于所述连接足印，所述至少两个第一连接孔组和所述至少两个差分信号孔对相互间隔设置，所述第一连接孔组包括第一连接孔和第二连接孔；每个所述差分信号孔对中的所述第一信号孔和所述第二信号孔之间的连线，与每个所述第一连接孔组中的所述第一连接孔和所述第二连接孔之间的连线，形成锐角。
第二方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括根据本发明第一方面实施例所述的印刷电路板。
本发明实施例提供的方案，第一连接孔组和差分信号孔对相互间隔设置，且差分信号孔对的信号孔的连线与第一连接孔组的接地孔的连线形成锐角，使得第一连接孔组和差分信号孔对相对倾斜设置，两者之间的走线区域一侧较宽一侧较窄，从而可以在较宽的一侧设置信号孔差分出线，具有较大的出线空间，也更容易保证两个信号路径对称，便于实现走线等长，从而更好的控制延时差。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1是本发明实施例一提供的印刷电路板的示意图；
图2是本发明实施例二提供的印刷电路板的示意图；
图3是本发明实施例三提供的印刷电路板的示意图；
图4是本发明实施例四提供的印刷电路板的示意图；
图5是本发明实施例五提供的印刷电路板的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书、权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
高速传输的电连接器通常在通信设备、网络、服务器、数据存储等系统中使用。一般情况下，将上述系统制造成诸如印刷电路板(PCB)的电子组件更加容易且具有更高的成本效益。上述单独的电子组件可以利用电连接器来互连两个印刷电路板。一种用于连接若干印刷电路板的已知装置方式是将一块印刷电路板作为背板，其他印刷电路板(称为主板或子卡)则通过该背板进行连接。
随着对数据传输带宽需求的不断提升，对连接器的端子的密度也提出更高的要求，在功能上更加复杂。目前市场上广泛应用高速传输电子连接器与PCB的连接方式使用压入式的安装工艺，为了形成到导电迹线或接地/电源层的电连接，此工艺需要在PCB上面打孔，连接器的压入式触脚通过过盈配合与PCB孔连接，PCB包括信号过孔和接地过孔。这些孔(又称“通孔”)用金属填充或电镀，使得通孔通过其穿过的一个或多个层或导电电迹线而电连接至它们。
在系统的互连中，电连接器系统的电气性能部分取决于印刷电路板的电连接器的连接足印(包括在该印刷电路板中的导电迹线、接地平面以及通孔的结构)。PCB的布图和设计是复杂的，特别是对于高速高密电连接器和其安装到电路板上的足印。
在目前现有的连接器PCB足印的设计中常见有以下问题：一是走线空间有限，很难在信号孔出线上采用差分出线的方式，必须走一段单端线再耦合成差分信号，这样会造成差分对内走线的不对称，从而引起插损、回损、SDC、时延差等指标恶化；二是为了保证差分对内走线等长会导致一根线绕大圈另一根线绕小圈，导致外部信号线弧度大，信号在外部信号线上走的速度更快，导致延时差较大。
下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
如图1所示，图1是本发明一个实施例提供的印刷电路板的示意图。
在图1的示例中，印刷电路板100包括基板200、设置在基板200上的差分信号孔对300和第一连接孔组400，基板200为具有一层或者多个层的基底，差分信号孔对300和第一连接孔组400至少部分地穿过基底，基板200上设置有连接足印210。
连接足印210设置有至少两个差分信号孔对300，图1中的实施例以两个差分信号孔对300为例，差分信号孔对300包括第一信号孔310和第二信号孔320，两个差分信号孔对300形成2×2信号孔矩阵。
连接足印210还设置有至少两个第一连接孔组400，图1中的实施例以三个第一连接孔组400为例，三个第一连接孔组400和两个差分信号孔对300相互间隔设置，第一连接孔组400包括第一连接孔410和第二连接孔420；每个差分信号孔对300中的第一信号孔310和第二信号孔320之间的连线，与每个第一连接孔组400中的第一连接孔410和第二连接孔420之间的连线，形成锐角。如图1所示，第一信号孔310和第二信号孔320之间的第一连线350，与每个第一连接孔组400中的第一连接孔410和第二连接孔420之间的第二连线450，形成锐角。
在本实施例中，第一连接孔组400和差分信号孔对300相互间隔设置，且差分信号孔对300的信号孔的连线与第一连接孔组400的接地孔的连线形成锐角，使得第一连接孔组400和差分信号孔对300相对倾斜设置，两者之间的走线区域一侧较宽一侧较窄，从而可以在较宽的一侧设置信号孔差分出线，较宽的一侧具有较大的出线空间，也更容易保证两个信号路径对称，保持差分紧耦合，便于实现走线等长，从而更好的控制延时差。
其中，可以理解的是，第一连接孔组400既可以作为接地孔使用，也可以作为连接器的压接地孔使用。
另外，由于第一连接孔410和第二连接孔420相互错开，因此第一连接孔410和第二连接孔420可以布置为更宽，为电连接器的设计提供更大的便利点，且不会导致连接足印210占用的空间变大。
在一实施例中，参照图1和图2，差分信号孔对300与两侧相邻的第一连接孔组400形成信号孔组500，连接足印210包括多个信号孔组500，相邻的两个信号孔组500共用一个第一连接孔组400。在一个信号孔组500中，差分信号孔对300两侧的第一连接孔组400围绕差分信号孔对300以提供电屏蔽，保证差分信号孔对300的信号不受干扰；相邻的两个信号孔组500共用一个第一连接孔组400，避免过多地设置第一连接孔组400，造成不必要的空间占用，保证印刷电路板100的空间利用率。
在一实施例中，参照图3，基板200上设置有多个连接足印210，相邻两个连接足印210中的差分信号孔对300的位置对应布置。具体的，多个差分信号孔对300水平对齐布置成信号孔行600，相应的，多个第一连接孔组400水平对齐布置成连接孔行700，每个信号孔行600的上下两侧均有连接孔行700，以对信号孔行600提供电屏蔽。
在一实施例中，参照图4，印刷电路板100上还设置有多个第三连接孔800，多个第三连接孔800排列成第二连接孔组900，连接足印210两侧均设置有第二连接孔组900。可以理解的是，第三连接孔800既可以作为接地孔使用，也可以作为连接器的压接孔使用；当第三连接孔800用作接地孔时，在连接足印210的两侧设置第二连接孔组900可以屏蔽相邻两个连接足印210之间的信号干扰；当第三连接孔800用作连接器的压接孔时，可以给连接器本身提供更好的屏蔽效果，改善不同列之间的串扰，消除斜对角信号对之间的串扰谐振。
其中，相邻的两个连接足印210共用同一第二连接孔组900。如此设置可以避免在基板200过多地设置第二连接孔组900，避免基板200的空间浪费。
在一实施例中，参照图5，每个第一连接孔组400中的第一连接孔410和第二连接孔420之间设置有第四连接孔430，可以进一步提高第一连接孔组400的电屏蔽效果。第四连接孔430的大小可以根据实际的情况来设置，例如第一连接孔410和第二连接孔420之间空间较小时，第四连接孔430可以设置得较小。
在一实施例中，差分信号孔对300的信号孔的连线与第一连接孔组400的接地孔的连线形成的锐角大于0度小于45度。锐角的角度越大，第一连接孔组400的第一连接孔410和第二连接孔420的位置需要错开得更大，会导致占用较大的空间，会浪费印刷电路板100的空间利用率，不利于缩小印刷电路板100的面积，限制锐角的角度大于0度并小于45度，既可以满足提供出线空间的要求，又能够保证印刷电路板100的空间利用率。
在一实施例中，参照图5，还包括电连接至差分信号孔对300的信号迹线330，相邻的差分信号孔对300和第一连接孔组400之间形成有走线区域340，信号迹线330从走线区域340延伸至差分信号孔对300。第一连接孔组400和差分信号孔对300相对倾斜设置，两者之间的走线区域340一侧较宽一侧较窄，图5中的走线区域340近似为梯形，也可以近似看作三角形，可以理解的是，信号迹线330从走线区域340较宽的一侧延伸至差分信号孔对300，更容易保证两个信号路径对称，便于实现走线等长，从而更好的控制延时差。
参照图5，信号迹线330从相邻的两个连接足印210之间延伸至基板200的边缘。信号迹线330可以完全包含在一个连接足印210中；也可以部分包含在一个连接足印210中，另外一部分包含在相邻的连接足印210中；或者相邻的两个连接足印210之间存在间隙或者空间时，信号迹线330布置在该间隙或空间中。另外，当相邻的两个连接足印210之间既有信号迹线330，又有第二连接孔组900时，第二连接孔组900可以设置在多组信号迹线330之间，以屏蔽信号迹线330之间的干扰。
本发明的另一方面实施例还提供一种电子设备，包括上述实施例所述的印刷电路板。该设备包括但不限于路由器、数据存储器、服务器、手机、平板、移动电话等需要高速传输的通信设备。该通讯设备的印刷电路板通过连接足印210与电连接器连接，实现与其他电子设备高速传输数据。
以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种印刷电路板，其特征在于，包括：
基板，设置有连接足印；
至少两个差分信号孔对，设置于所述连接足印，所述差分信号孔对包括第一信号孔和第二信号孔，所述至少两个差分信号孔对形成信号孔矩阵；
至少两个第一连接孔组，设置于所述连接足印，所述至少两个第一连接孔组和所述至少两个差分信号孔对相互间隔设置，所述第一连接孔组包括第一连接孔和第二连接孔；每个所述差分信号孔对中的所述第一信号孔和所述第二信号孔之间的连线，与每个所述第一连接孔组中的所述第一连接孔和所述第二连接孔之间的连线，形成锐角。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述差分信号孔对与两侧相邻的所述第一连接孔组形成信号孔组，所述连接足印包括多个所述信号孔组，相邻的两个所述信号孔组共用一个所述第一连接孔组。
3.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述基板上设置有多个所述连接足印，相邻两个所述连接足印中的所述差分信号孔对的位置对应布置。
4.根据权利要求3所述的印刷电路板，其特征在于，还包括多个第三连接孔，所述多个第三连接孔排列成第二连接孔组，所述连接足印两侧均设置有所述第二连接孔组。
5.根据权利要求4所述的印刷电路板，其特征在于，相邻的两个所述连接足印共用同一所述第二连接孔组。
6.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，每个所述第一连接孔组中的所述第一连接孔和所述第二连接孔之间设置有第四连接孔。
7.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述锐角大于0度小于45度。
8.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，还包括电连接至所述差分信号孔对的信号迹线，相邻的所述差分信号孔对和所述第一连接孔组之间形成有走线区域，所述信号迹线从所述走线区域延伸至所述差分信号孔对。
9.根据权利要求8所述的印刷电路板，其特征在于，所述信号迹线从相邻的两个所述连接足印之间延伸至所述基板的边缘。
10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的印刷电路板。
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