CN201146631Y - 印制电路板、具有该印制电路板的成品板与电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种印制电路板及具有该印制电路板的成品板，其埋容包括信号层和相邻的地层，所述信号层与所述地层之间的具有介质层，所述信号层与所述地层相对的表面设置有多个金属片，所述金属片上开设有用于连接信号管脚的过孔。本实用新型还公开了一种具有该成品板的电子设备。本实用新型的印制电路板不仅解决了高密度网口单板的EMI抑制问题，而且降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电子产品，尤其与一种印制电路板(Printed CircuitBoard，简称PCB)、具有该印制电路板的成品板与具有该成品板的电子设备有关。
背景技术
在网络通信技术中，广泛应用到了100/1000BASE-TX以太网接口，因为双绞线接口100/1000BASE-TX价格低廉，应用简单等特点应用最为普遍，特别是以太网交换机，一块单板可能就会出48个100/1000M以太网口，网口的类型也是多种多样。因为网口信号的速率、密度很高，电磁干扰(ElectroMagnetic Interference，简称EMI)辐射问题显得十分突出，特别是500MHz、750MHz等125MHz倍频的频点。网口是单板主要的辐射源之一，控制网口的EMI辐射对于整机EMI性能至关重要。
100/1000BASE-TX以太网口电路按照连接器的种类网口电路可以分为：采用分立变压器的网口电路和网口变压器集成在连接器里的网口(又称一体化网口连接器)电路，分别如图1、图2所示。
图1右侧的虚线框中部分是Bob-smith电路，其作用包括产生10dB的共模EMI衰减、提供接近75欧姆的共模阻抗和降低RJ45连接器未使用管脚的辐射发射。
如图2所示，采用一体化连接器的网口的变压器、Bob smith电路集成在网口连接器里。
不管是采用分立变压器的网口还是采用一体化连接器的网口，除变压器一次侧(对外接口一侧)的Bob smith电路外，为了进一步抑制网口的共模辐射，一般建议在变压器二次侧(芯片接口一侧)的每条网口差分信号线上预留一个4-7pF的共模抑制电容，如图1、图2所示，这两个电容对于高频噪声具有良好的抑制能力，两个滤波电容必须良好对称，保证平衡，否则差模可能转成共模，带来共模噪声。对于EMI风险比较大的单板，特别是对于没有机箱屏蔽的终端产品，设计时一般要预留这些电容。
抑制网口EMI辐射现有两种解决方案：第一种，在变压器二次侧的差分信号线上加对地共模电容，即如图1、图2所示。第二种，使用屏蔽性能更好、滤波性能更好的一体化网口连接器。
第一种方案的缺点是仅适用于网口密度不大的单板，在网口密度较大的单板上，由于PCB布局、布线空间有限，没有办法这样处理。第2种方案适合于各种网口密度的单板，但是相对成本很高。
如图1和图2所示，在变压器二次侧的网口差分线上加4-7pf分立电容可有效抑制网口EMI辐射，但是对于网口密度较高的单板来说，由于PCB布局、布线空间有限，没有办法这样处理。
在现有技术中，在PCB上埋容，可以解决PCB因新增功能，体积过大的问题。埋容是利用间距极小的金属平面形成的平板电容，如图3所示，在第一金属层1和第二金属层3之间填充有介质层2，电容量C是介质层2厚度d、介电常数εr、导体面积A的函数，C＝εr*ε0*A/d，其中：ε0表示真空中的介电常数(8.84e-12F/m)；εr表示介质层2的相对介电常数；A表示第一金属层1与第二金属层3的正对面积；d表示第一金属层与第二金属层3的间距，也即是介质层2的厚度。因此，可以考虑埋容在以抑制EMI方面的应用。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于解决在高密度网口单板上无法用分立电容实现网口EMI抑制的技术问题，提供一种成本低廉的印制电路板。
本实用新型的另一目的在于提供一种具有本实用新型印制电路板的成品板。
本实用新型的再一目的在于提供一种具有本实用新型印制电路板的成品板。
本实用新型的目的还在于提供一种具有本实用新型成品板的电子设备。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种印制电路板，具有埋容，所述埋容包括信号层和相应的地层，所述信号层与所述地层之间具有一定厚度的介质层，所述信号层与所述地层相对的表面设置有多个金属片，所述金属片上开设有用于连接信号管脚的过孔。
本实用新型的印制电路板，其中，所述金属片呈矩形，所述过孔为圆孔，所述圆孔的圆心位于所述金属片的横向中央位置。
本实用新型的印制电路板，其中，所述金属片和地层为铜皮材质，所述介质层为玻璃纤维板。
本实用新型的印制电路板，其中，所述过孔的规格与所要连接的八对差分信号管脚的规格相一致。
本实用新型的印制电路板，其中，所述金属片的面积为20平方毫米，所述信号层与所述地层间距为5mil。
一种具有本实用新型印制电路板的成品板，包括印制电路板与采用分立变压器的网口连接器，所述印制电路板具有埋容，所述埋容包括信号层和相应的金属材质的地层，所述信号层与所述地层之间具有一定厚度的介质层，所述信号层与所述地层相对的表面设置有多个金属片，所述金属片上开设有用于连接信号管脚的过孔。
本实用新型的成品板，其中，所述埋容设置于变压器一次侧，所述信号管脚为所述网口连接器的八对差分信号管脚。
本实用新型的成品板，其中，所述埋容设置于变压器二次侧，所述信号管脚为所述变压器的信号管脚。
一种具有本实用新型印制电路板的成品板，包括印制电路板与网口连接器，变压器集成于所述网口连接器，所述变压器二次侧的所述印制电路板具有埋容，所述埋容包括信号层和相应的金属材质的地层，所述信号层与所述地层之间具有一定厚度的介质层，其特征在于，所述信号层与所述地层相对的表面设置有多个金属片，所述金属片上开设有用于连接网口连接器差分信号管脚的过孔。
本实用新型的电子设备，具有本实用新型的成品板。
由上述技术方案可知，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型公开了一种印制电路板、具有该印制电路板的成品板与具有该成品板的电子设备，本实用新型的印制电路板、成品板与电子设备，不仅解决了在高密度网口单板上无法用分立电容实现网口EMI抑制的技术问题，而且与使用高性能一体化网口连接器相比，还降低了产品的成本。相对于使用成本很高的屏蔽性能更好、滤波性能更好的一体化网口连接器，本实用新型做到了零成本。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为采用分立变压器的网口电路原理图。
图2为采用一体化连接器的网口电路原理图。
图3为现有技术印制电路板中的埋容示意图。
图4本实用新型实施例的印制电路板的埋容横向截面示意图。
图5本实用新型第一实施例的成品板的埋容纵向截面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。
本实用新型实施例的印制电路板，也是采用在网口差分线上加电容的思路实现EMI抑制，不过不是使用分立电容实现，而是使用PCB上铜皮的埋容效应实现。对于采用分离变压器的网口电路，优选的在变压器一次侧的网口连接器处作埋容处理，当然也可以在变压器二次侧做埋容处理。对于一体化网口连接器，则在二次侧进行埋容处理。
如图3、图4和图5所示，本实用新型实施例的印制电路板，具有埋容，所述埋容包括相互平行的一信号层1和对应的地层3，地层3是信号层1的相邻地层，填充在信号层1与地层3之间的具有一定厚度的介质层2，信号层1与所述地层相对的表面设置有多个金属片5，地层3是为金属材质，金属片5上开设有用于连接信号管脚6的过孔4。优选地，所述金属片呈矩形，所述过孔4为圆孔，过孔4的规格与所要连接的信号管脚6的规格相一致；圆孔的圆心位于所述金属片的横向中央位置；地层3的厚度与金属片5的厚度可以相同，也可以不同。
本实用新型实施例的印制电路板，金属片5和地层3均为铜皮材质，地层3为一整块铜皮。介质层2为玻璃纤维板，玻璃纤维板具有成本低的优点。介质层也可以根据实际情况选用其他介电材料。
图4是本实用新型实施例的印制电路板的埋容示意图，其中需要设置电容以抑制电磁干扰的信号管脚有16个管脚，即8对差分信号管脚。本实用新型实施例的印制电路板与成品板，在其PCB封装上对这几对差分信号管脚进行埋容处理：即在PCB的某信号层上对差分信号管脚加铜皮材质的金属片，使该铜皮与PCB上相邻的地层之间形成电容效应。
如图4所示，金属片5的面积，即矩形的面积减去中间的过孔4的面积。金属片的面积直接影响到等效电容量，根据网口共模抑制电容4-7pf的需求，可根据电容计算公式得到铜皮的面积。另外，也可通过仿真得到更为准确的结果。
本实用新型实施例的印制电路板，其埋容的介质层为普通FR4材料(介电常数为Er＝4.2)，进行埋容的信号层与地层间距为5mil(千分之一寸)，经计算如需要在该信号层通过铜皮埋容效应得到约6pf的电容量，则铜皮的面积大小应约为20平方毫米，20平方毫米的铜皮在PCB上很容易实现，可制造性方面不存在问题。
如图5所示，具有本实用新型实施例印制电路板的本实用新型第一实施例的成品板，包括印制电路板与采用分立变压器的网口连接器，印制电路板具有埋容，所述埋容包括信号层1和相应的金属材质的地层3，信号层1与地层3之间具有一定厚度的介质层2，信号层1与所述地层相对的表面设置有多个金属片5，金属片5上开设有用于连接信号管脚6的过孔4。所述信号管脚为所述网口连接器的八对差分信号管脚。本实用新型第一实施例的成品板，其埋容设置于变压器一次侧的网口连接器处。即在变压器一次侧的网口连接器处做埋容，不同于传统的在变压器二次侧网口差分线上加4-7pf电容的方法。在变压器一次侧的网口连接器处做埋容，更易于实现。
具有本实用新型实施例印制电路板的本实用新型第二实施例的成品板，所述印制电路板的埋容结构与本实用新型第一实施例的成品板中的埋容结构相同，但所述埋容设置于变压器二次侧，所述信号管脚为所述变压器的信号管脚，例如所述变压器的四进四出的信号管脚。
具有本实用新型实施例印制电路板的本实用新型第二实施例的成品板，包括印制电路板与网口连接器，变压器集成于所述网口连接器，所述变压器二次侧的所述印制电路板具有埋容，所述埋容包括信号层和相应的金属材质的地层，所述信号层与所述地层之间具有一定厚度的介质层，其特征在于，所述信号层与所述地层相对的表面设置有多个金属片，所述金属片上开设有用于连接网口连接器差分信号管脚的过孔。
本实用新型各实施例的成品板中，网口连接器或变压器的信号管脚垂直连接于所述过孔。管脚可以焊接或者压接于过孔。
本实用新型实施例的电子设备，具有本实用新型第一实施例或第二实施例或第三实施例的成品板。
以上所述的仅为本实用新型的较佳可行实施例，所述实施例并非用以限制本实用新型的专利保护范围，因此凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种印制电路板，具有埋容，所述埋容包括信号层和相应的金属材质的地层，所述信号层与所述地层之间具有一定厚度的介质层，其特征在于，所述信号层与所述地层相对的表面设置有多个金属片，所述金属片上开设有用于连接信号管脚的过孔。
2.如权利要求1所述的印制电路板，其特征在于，所述金属片呈矩形，所述过孔为圆孔，所述圆孔的圆心位于所述金属片的横向中央位置。
3.如权利要求1或2所述的印制电路板，其特征在于，所述金属片和地层为铜皮材质，所述介质层为玻璃纤维板。
4.如权利要求3所述的印制电路板，其特征在于：所述过孔的规格与所要连接的八对差分信号管脚的规格相一致。
5.如权利要求4所述的印制电路板，其特征在于：所述金属片的面积为20平方毫米，所述信号层与所述地层间距为5mil。
6.一种具有权利要求1所述印制电路板的成品板，包括印制电路板与采用分立变压器的网口连接器，其特征在于：所述印制电路板具有埋容，所述埋容包括信号层和相应的金属材质的地层，所述信号层与所述地层之间具有一定厚度的介质层，所述信号层与所述地层相对的表面设置有多个金属片，所述金属片上开设有用于连接信号管脚的过孔。
7.如权利要求6所述的成品板，其特征在于：所述埋容设置于变压器一次侧，所述信号管脚为所述网口连接器的八对差分信号管脚。
8.如权利要求6所述的成品板，其特征在于：所述埋容设置于变压器二次侧，所述信号管脚为所述变压器的信号管脚。
9.一种具有权利要求1所述的印制电路板的成品板，包括印制电路板与网口连接器，变压器集成于所述网口连接器，其特征在于：所述变压器二次侧的所述印制电路板具有埋容，所述埋容包括信号层和相应的金属材质的地层，所述信号层与所述地层之间具有一定厚度的介质层，所述信号层与所述地层相对的表面设置有多个金属片，所述金属片上开设有用于连接网口连接器差分信号管脚的过孔。
10.一种电子设备，其特征在于：具有如权利要求6或9所述的成品板。
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| CN101973145A (zh) * | 2010-08-20 | 2011-02-16 | 广东生益科技股份有限公司 | 埋容材料的制作方法及其制得的埋容材料 |
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2008
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| CN101973145B (zh) * | 2010-08-20 | 2013-03-20 | 广东生益科技股份有限公司 | 埋容材料的制作方法及其制得的埋容材料 |
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