CN1655662A - 具有轴向平行通孔的印刷电路板 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有轴向平行通孔的PCB，其中在PCB中围绕用于内电路连接的通孔形成用作接地的外接地通孔，因此使由通孔引起的噪音效果最小化。

Description

具有轴向平行通孔的印刷电路板
技术领域
本发明涉及具有轴向平行通孔的印刷电路板(PCB)。更具体地说，本发明涉及具有轴向平行通孔的PCB，其中在PCB中用于内部电路互连的通孔周围形成用作接地的外部接地通孔，由此使由该通孔引起的噪音效果最小化。
背景技术
根据便携式信息装置如笔记本计算机、PDA和移动电话的最新微型化和多功能化，在便携式信息装置中使用的高度集成PCB的需求在增长。由此，对于PCB之间的电路连接需要高集成度的通孔。
图1是PCB的剖面图，穿过该PCB形成各种类型的通孔11，12，13，14。
如图1所示，穿过PCB的通孔被分为内通孔11、交错通孔12、层叠通孔13和穿通孔14，根据用途和形状内通孔11用于连接内层电路，交错通孔12具有台阶状的电路连接路径，在层叠通孔13中层叠了多个通孔，穿通孔14用于内层连接。
由于电路图形或器件的阻抗失配，PCB的通孔引起噪音如传输噪音或反射噪音。
由通孔引起的噪音对于低速信号是无关紧要的，但是由于数据传输的快速增加，当带宽被扩大和信号处理速度增加时显著地影响输出信号。
因此，研究了使用激光钻处理通孔的方法以及穿通孔和交错或层叠通孔的设计方法，以便减小由PCB通孔引起的噪音。
但是，使用激光钻处理通孔的方法是有问题的，其中当PCB厚时如多层的PCB通孔处理通孔是困难的，即使集成度被提高和噪音被减小少许。
其间，在设计交错或层叠通孔以及穿通孔的方法中，减小通过激光钻处理的PCB厚度是可能的。但是，该方法的问题在于：因为用于通孔的导体的铜层电感随着频率增加而增加，且由于电容的效果，噪音显著地增加。
翻到图1，常规PCB的通孔结构的问题在于：由于电源层或信号传输层20容易受到由通孔引起传输噪音的影响，电源或信号传输被破坏。
发明内容
因此，本发明关注在先前技术中发生的以上缺点，并且，本发明的目的是提供一种PCB，该PCB使由于其高频信号由通孔引起的噪音效果最小化。
本发明的另一目的是提供一种具有轴向平行通孔的PCB，其中在PCB中围绕通孔形成用作接地的外接地通孔，由此使由该通孔引起的噪音效果最小化。
可以通过提供具有轴向平行通孔的PCB完成上述目的。该PCB包括多个的电路层，其上形成电路图形。在多个电路层之间插入多个绝缘层。多个通孔具有连续的曲线部分，垂直于多个电路层中的任意一个的表面延伸，且在其壁上镀有第一导电材料。围绕多个通孔的至少一个通孔的外接地通孔，该通孔延伸以便轴向地平行于由此围绕的通孔，且与通孔壁分开预定距离，以及在其壁上镀有第二导电材料。绝缘材料被封装在由外接地通孔围绕的通孔和外接地通孔之间。
优选，由外接地通孔围绕的通孔选自由用于内层之间连接的内通孔、具有台阶状电路连接路径的交错通孔、通过层叠多个通孔形成的层叠通孔、用于外层之间连接的穿通通孔和用于电路层之间连接的封闭通孔构成的组。
优选，外接地通孔接地。
优选，外接地通孔的第二导电材料镀铜层。
优选，由外接地通孔围绕的通孔与外接地通孔同轴。
优选，由外接地通孔围绕的通孔轴向平行于外接地通孔。
附图说明
从下面结合附图的详细说明将更清楚地理解本发明的上述及其他目的、特点以及其他优点，其中：
图1是PCB的剖面图，穿过该PCB形成各种类型的通孔；
图2a是根据本发明的第一实施例的PCB的剖面图，该PCB具有同轴通孔，该同轴通孔包括用于信号传输的一个内通孔；
图2b图示了根据本发明的第一实施例的同轴通孔，该同轴通孔包括一个内通孔；
图3a是根据本发明的第二实施例的PCB的剖面图，外层通过封闭通孔连接到内层，以及内层连接到同轴通孔；
图3b图示了根据本发明的第二实施例的同轴通孔，该同轴通孔连接到通过封闭通孔连接到外层的内层；
图4a是根据本发明的第三实施例的PCB的剖面图，该PCB具有包括一个交错内通孔的同轴通孔；
图4b图示了根据本发明的第三实施例的同轴通孔，该同轴通孔包括一个内通孔；
图5a是根据本发明的第四实施例的PCB的剖面图，该PCB具有围绕两个内通孔的外接地通孔；
图5b图示了根据本发明的第四实施例围绕两个内通孔的外接地通孔；
图6a是根据本发明的第五实施例的PCB的剖面图，该PCB具有围绕四个内通孔的外接地通孔；
图6b图示了根据本发明的第五实施例围绕四个内通孔的外接地通孔；
图7图示根据本发明的第六实施例围绕四个内通孔的外接地通孔；
具体实施方式
下面，参考附图详细描述根据本发明具有轴向平行通孔的PCB。
图2a是根据本发明的第一实施例具有包括用于信号传输的一个内通孔的同轴通孔的PCB的剖面图，图2b图示了根据本发明的第一实施例包括一个内通孔141的同轴通孔140。
如图2a和图2b所示，根据本发明具有同轴通孔140的PCB包括一个内通孔141和外接地通孔142。内通孔141传输其上形成电路图形的外层131，132之间的信号。外接地通孔142具有围绕内通孔141的圆截面，并从该PCB的内层伸到其他内层，以便当外接地通孔与内通孔的壁隔开预定距离时与内通孔同轴。
外接地通孔142优选由导电材料如铜制成，以及在两个孔之间填塞绝缘材料143，以便防止外接地通孔142被内通孔141短路。因此，外接地通孔142和内通孔141可以独立地传输信号。
外接地通孔142被接地，以便阻挡由内通孔141引起的噪音。而且，由于接地通孔142均匀地围绕内通孔141，因此可以在内通孔141和电路图形或器件之间实现阻抗匹配。由此，根据本发明的PCB采用内通孔141和电路图形或器件之间的阻抗匹配以使由常规通孔引起的反射噪音最小化。
如图2a所示，当邻近于本发明的同轴通孔140设置电源层或信号传输层121，122时，由内通孔141引起的噪音被外接地通孔142阻挡，且因此不影响电源层或信号传输层121，122。在此情况下，内通孔141、外接地通孔142和电源层或信号传输层121，122可以独立地传输信号。
在根据本发明的第一实施例制造PCB的方法中，通过PCB形成具有预定直径的外接地通孔142，其中在其内层上形成电路图形。接着，进行无电镀和电解铜电镀工序，以对外接地通孔142进行镀铜。接下来，在外接地通孔142中填塞绝缘材料143，然后使用钻孔形成用于信号传输的内通孔142。执行镀铜工序，然后在外层上形成电路图形，因此产生具有如图2a所示的本发明的同轴通孔140的PCB。此时，优选外接地通孔142与内通孔141同轴或轴向地平行于内通孔141。
根据第一实施例的方法，如此设计具有同轴通孔140的PCB的外接地通孔142：它具有预定直径的圆柱形形状。但是，根据用途和应用可以以各种形状制造外接地通孔。
图3a是根据本发明第二实施例的PCB的剖面图，其中，外层231，232通过封闭通孔231a，232a连接到内层，且内层连接到同轴通孔240。图3b图示了根据本发明的第二实施例的同轴通孔240，同轴通孔240连接到通过封闭通孔231a，232a连接到外层231，232的内层。
如图3a和图3b所示，在具有根据本发明的同轴通孔240的PCB中，外层231，232通过封闭通孔231a，232a连接到内层，且内层的电路图形连接到内层同轴通孔240。封闭通孔231a，232a通过与内层同轴通孔240隔开预定距离。
优选，在内通孔241的两端形成焊盘241a，以将封闭通孔231a，232a连接到电路。外接地通孔242由导电材料如铜制成，以及在两个孔之间填塞绝缘材料243，以防止外接地通孔242被内通孔241短路。因此外接地通孔242和内通孔241可以独立地传输信号。
与上述第一实施例一样，根据图3a和图3b的第二实施例的外接地通孔242被接地，以便阻挡由内通孔241引起的噪音。而且，由于外接地通孔242均匀地围绕内通孔241，因此可以在交错内通孔241和电路图形或器件之间实现阻抗匹配。由此，根据本发明的PCB采用内通孔241和电路图形或器件之间的阻抗匹配以使由常规通孔引起的反射噪音最小化。
如图3a所示，当电源层或信号传输层221，222邻近于本发明的同轴通孔240设置时，由内通孔241引起的噪音被外接地通孔242阻挡，且因此不影响电源层或信号传输层221，222。在此情况下，内通孔241、外接地通孔242和电源层或信号传输层221，222可以独立地传输信号。
此时，人们认为由PCB的外层231，232的封闭通孔231a，232a所引起噪音影响电路图形或器件。但是，由于该噪音的强度非常低，因此它是无足轻重的。
在图3a和3b中，PCB的外接地通孔242被如此设计：它具有预定直径的圆柱形形状。但是，根据用途和应用可以以各种形状制造外接地通孔。此外，优选，外接地通孔242与内通孔241同轴或轴向地平行于内通孔241。
图4a是根据本发明的第三实施例具有包括一个交错内通孔341的同轴通孔340的PCB剖面图，图4b图示了根据本发明的第三实施例包括一个交错内通孔341的同轴通孔340。
如图4a和图4b所示，具有根据本发明的同轴通孔340的PCB包括一个内通孔341和外接地通孔342。信号通过封闭通孔331a，332a和焊盘341a从交错内通孔341传输到外层331，332。外接地通孔342具有围绕交错内通孔341的圆截面，并且从PCB的内层伸到其他内层，以便当外接地通孔与内通孔的壁隔开预定距离时，与交错的内通孔341同轴。
此时，优选，外接地通孔342由导电材料如铜制成，以及在两个孔之间填塞绝缘材料343，以便防止外接地通孔342被内通孔341短路。因此，外接地通孔342和内通孔341可以独立地传输信号。
如果具有图4a和图4b的同轴通孔340的PCB与具有图3a和3b的同轴通孔240的PCB相比，他们彼此不同之处在于代替图4a和图4b中的内层的电路图形，信号通过交错内通孔341的焊盘341a传输到外层331，332的封闭通孔331a，332a。
图5a是根据本发明的第四实施例的PCB剖面图，该PCB具有围绕两个内通孔441a 441b的外接地通孔，，图5b图示了根据本发明的第四实施例围绕两个内通孔441a，441b的外接地通孔。
如图5a和图5b所示，具有根据本发明的轴向平行通孔的PCB包括两个内通孔441a，441b和外接地通孔442。内通孔441a，441b在其上形成电路图形的外层431与432间传输信号。外接地通孔442具有围绕两个内通孔441a，441b的圆形截面，且从PCB的外层431伸到其他外层432，以便当外接地通孔与内通孔隔开预定距离时轴向地平行于两个内通孔441a，441b。此时，优选外接地通孔442由导电材料如铜制成，而且在两个孔之间填塞绝缘材料443，以便防止外接地通孔442与两个内通孔441a，441b短路。因此，外接地通孔442和两个内通孔441a，441b可以独立地传输信号。
如果具有图5a和图5b的轴向平行通孔的PCB与具有图2a和图2b的同轴通孔140的PCB相比较，那么他们彼此不同之处在于：在图5a和图5b的PCB中两个内通孔441a，441b形成外接地通孔442中。但是，图5a和图5b的PCB是有利的，其中由于形成用于信号传输的两个内通孔441a，441b，因此代替两种分开的信号可以传输不同的信号。
图6a是根据本发明的第五实施例的PCB剖面图，该PCB具有围绕四个内通孔541a，541b，541c和541d的外接地通孔，图6b图示了根据本发明的第五实施例围绕四个内通孔541a，541b，541c和541d的外接地通孔，以及图7图示了根据本发明的第六实施例围绕四个内通孔641a，641b，641c和641d的外接地通孔。
如图6a和图6b所示，具有根据本发明的轴向平行通孔的PCB包括四个内通孔541a，541b，541c和541d和外接地通孔542。四个内通孔541a，541b，541c和541d在其上形成电路图形的外层531，532之间传输信号。该外接地通孔542具有围绕四个内通孔541a，541b，541c和541d的椭圆形部分，且从PCB的外层531伸到其他外层532，以便当外接地通孔与内通孔隔开预定距离时轴向地平行于四个内通孔541a，541b，541c和541d。此时，优选外接地通孔542由导电材料如铜制成，以及在两个孔之间填塞绝缘材料543，以便防止外接地通孔542与四个内通孔541a，541b，541c和541d短路。因此，外接地通孔542和四个内通孔541a，541b，541c和541d可以独立地传输信号。
如果具有图6a和图6b的轴向平行通孔的PCB与具有图5a和图5b的轴向平行通孔的PCB相比较，由于四个内通孔541a，541b，541c和541d形成在外接地通孔542中，因此可以传输各种类型的信号，如四种分开的信号，两对不同的信号，以及两种分开的信号和一对不同的信号的组合。
如图6b和图7所示，根据本发明的外接地通孔542，642具有椭圆和圆形截面，但是根据用途、应用或设计外接地通孔的截面可以具有各种形状，如多边形。
本发明已经以说明性方法进行了描述，但是应当理解使用的术语用于描述而不是限制。根据上面的教导，本发明的许多改进和改变是可能的，因此，应当理解在附加的权利要求的范围内，除具体描的以外可以实际操作本发明。
如上所述，本发明提供具有轴向平行通孔的PCB，其中在PCB的通孔周围形成用作接地的外接地通孔，因此使由于高速信号切换通孔所引起的噪音效果最小化。
因此，根据本发明具有轴向平行通孔的PCB是有利的，其中由于在内通孔和电路图形或器件之间的阻抗匹配，因此PCB的电性能被提高。
根据本发明具有轴向平行通孔的PCB的另一个优点是由于将由内通孔所引起的噪音传输到电源层的传输被外接地通孔阻挡，因此该PCB电源的稳定性被提高。
根据本发明具有轴向平行通孔的PCB的另一个优点是由于用于传输高速信号的通孔之间的相互作用被外接地通孔阻挡，因此提高通孔的集成度。

Claims (6)

1、一种具有轴向平行通孔的印刷电路板，包括：
其上形成电路图形的多个电路层；
在多个电路层之间插入的多个绝缘层；
具有连续曲线部分的多个通孔，该通孔延伸垂直于多个电路层的任意一个的表面，且在其壁上镀有第一导电材料；
围绕多个通孔的至少一个通孔的外接地通孔，该外接地通孔在由此围绕的通孔的轴向延伸，同时与通孔的壁隔开预定距离，且在其壁上镀有第二导电材料；以及
在由外接地通孔围绕的通孔和外接地通孔之间填塞的绝缘材料。
2、根据权利要求1所述的印刷电路板，其中由外接地通孔围绕的通孔选自由用于内层之间连接的内通孔、具有阶梯状电路连接路径的交错通孔、通过层叠多个通孔形成的层叠通孔、用于外层之间连接的穿通孔以及用于电路层之间连接的封闭通孔构成的组。
3、根据权利要求1所述的印刷电路板，其中外接地通孔被接地。
4、根据权利要求1所述的印刷电路板，其中外接地通孔的第二导电材料是镀铜层。
5、根据权利要求1所述的印刷电路板，其中由外接地通孔围绕的通孔与该外接地通孔同轴。
6、根据权利要求1所述的印刷电路板，其中由外接地通孔围绕的通孔轴向地平行于外接地通孔。
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