CN207491318U - 一种基于埋容材料的板级电源分配网络 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于埋容材料的板级电源分配网络，包括印制电路板和设置在印制电路板内的埋容材料层，以及设置在印制电路板表面的电源模块、电解电容和陶瓷电容，所述电源模块、电解电容和陶瓷电容与负载集成电路的距离由远至近。与现有技术相比，本实用新型的优点是：本实用新型使用埋容材料配合分立电容组成板级电源分配网络，能在较宽频率范围内降低板级电源分配网络的自阻抗，扩大板级电源分配网络的去耦频率范围，提高板级电源分配网络的PI特性。同时在满足PDN阻抗要求的情况下，可在一定程度上减少分立去耦电容的数量，从而满足高密PCB的设计需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于埋容材料的板级电源分配网络。
背景技术
现代电子产品的性能不断提高，重量和尺寸朝着“轻、薄、短、小”的方向发展，使得印制板的发展趋于高密度和高性能。而受到集成电路工作频率提高、工作电压降低、电流增大的影响，板级电源分配网络的自阻抗必须成倍降低，即对板级电源分配网络去耦能力的要求成倍增加。
板级电源分配网络依靠分立电容和电源/地平面对的电容实现电源去耦，通常板级电源去耦的有效频率范围在100MHz左右，而传统FR4板材的厚度较大(通常都在0.1mm以上)、介电常数较低(通常在4-4.5)，这使得电源/地平面对的电容很小，谐振频率通常在几百MHz，对板级电源分配网络去耦能力的影响很小，因此板级电源分配网络主要依靠增加足够多的分立去耦电容来提高去耦能力。但受到ESL和安装电感的影响，分立电容的谐振频率通常只有几十MHz，这制约了板级电源分配网络去耦能力的提高，在高密PCB中难以满足目标阻抗的要求。
在现有技术中，有一种利用电磁带隙理论在印制板内层的电源平面蚀刻特定图形来提高板级去耦效果的方法，但该方法会造成电源平面分割严重，容易造成参考该层平面的高速信号阻抗不连续，带来信号完整性问题。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种基于埋容材料的板级电源分配网络。
本实用新型的技术方案是：一种基于埋容材料的板级电源分配网络，包括印制电路板和设置在印制电路板内的埋容材料层，以及设置在印制电路板表面的电源模块、电解电容和陶瓷电容，所述所述电源模块、电解电容和陶瓷电容与负载集成电路的距离由远至近。
与现有技术相比，本实用新型的优点是：针对现有技术无法进一步提高板级电源分配网络的去耦能力、在高密PCB中难以满足目标阻抗要求、或引起信号完整性问题的现状，本实用新型使用埋容材料配合分立电容组成板级电源分配网络，能在较宽频率范围内降低板级电源分配网络的自阻抗，提高板级电源分配网络的PI特性，使板级电源分配网络的去耦频率范围达到几百MHz。同时在满足PDN阻抗要求的情况下，可使分立去耦电容的数量减少60％以上，从而满足高密PCB的设计需求。
附图说明
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
一种基于埋容材料的板级电源分配网络，如图1所示，包括：电源模块1、电解电容2、陶瓷电容3、埋容材料4、印制电路板5、集成电路封装内电容6、集成电路7等，其中：
埋容材料4压合在印制电路板5的内层，集成电路封装内电容6封装在集成电路7的内部。板级电源分配网络由电源模块1、电解电容2、陶瓷电容3、埋容材料4、印制电路板5组成，板级电源去耦主要由电解电容2、陶瓷电容3、埋容材料4完成。
电源模块1、电解电容2、陶瓷电容3均安装于内层压合有埋容材料4的印制电路板5(以下简称“埋容印制板”)的表面，与负载集成电路7的距离由远至近依次为电源模块1、电解电容2、陶瓷电容3。埋容印制板由埋容材料层、FR4芯板、玻璃纤维布层构成，埋容材料层和FR4芯板两面的铜箔蚀刻有导电图形，使用玻璃纤维布层将埋容材料层、FR4芯板隔开且上下对称，压合后形成一个整体。
埋容材料4与普通FR4芯板结构类似，两面覆盖有铜箔，中间为介质，介质的主要成分是改性环氧，并通过添加陶瓷粉或其他填料来提高介质的介电常数。其主要特性是介质的厚度薄、介电常数高。埋容材料的介质厚度通常在50μm以下，介电常数通常在10以上。
埋容材料层的型号、数量及电解电容、陶瓷电容的选择应根据仿真结果进行确定。
本实用新型的工作原理：使用埋容材料设计PCB中的电源/地平面，并配合使用分立电容。利用埋容材料高介电常数、薄介质厚度的特性，可以显著增加电源/地平面形成的平面电容值，使其谐振频率适当降低，同时减少了分立电容的安装电感，使分立电容的谐振频率适当提高，最终使电源/地平面与分立电容的去耦频率范围有效衔接，从而拓宽板级电源分配网络的去耦频率范围，并降低对分立电容的依赖程度。
Claims (8)
1.一种基于埋容材料的板级电源分配网络，其特征在于：包括印制电路板和设置在印制电路板内的埋容材料层，以及设置在印制电路板表面的电源模块、电解电容和陶瓷电容，所述电源模块、电解电容和陶瓷电容与负载集成电路的距离由远至近。
2.根据权利要求1所述的一种基于埋容材料的板级电源分配网络，其特征在于：所述埋容材料层两面覆盖有铜箔，中间为介质，所述介质的主要成分是改性环氧。
3.根据权利要求2所述的一种基于埋容材料的板级电源分配网络，其特征在于：在所述介质中添加有陶瓷粉或其他能提高介电常数的填料。
4.根据权利要求3所述的一种基于埋容材料的板级电源分配网络，其特征在于：所述介质的厚度在50μm以下，介电常数在10以上。
5.根据权利要求2所述的一种基于埋容材料的板级电源分配网络，其特征在于：在所述印制电路板内设置有FR4芯板。
6.根据权利要求5所述的一种基于埋容材料的板级电源分配网络，其特征在于：所述埋容材料层和FR4芯板两面的铜箔蚀刻有导电图形。
7.根据权利要求6所述的一种基于埋容材料的板级电源分配网络，其特征在于：在所述印制电路板内还设置有玻璃纤维布层，所述玻璃纤维布层将埋容材料层和FR4芯板隔开且上下对称。
8.根据权利要求7所述的一种基于埋容材料的板级电源分配网络，其特征在于：所述玻璃纤维布层、埋容材料层和FR4芯板压合后成一个整体。
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| CN201721700404.7U CN207491318U (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种基于埋容材料的板级电源分配网络 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201721700404.7U CN207491318U (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种基于埋容材料的板级电源分配网络 |
Publications (1)
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| CN207491318U true CN207491318U (zh) | 2018-06-12 |
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ID=62457890
Family Applications (1)
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| CN201721700404.7U Active CN207491318U (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种基于埋容材料的板级电源分配网络 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN207491318U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022007274A1 (zh) * | 2019-07-07 | 2022-01-13 | 深南电路股份有限公司 | 一种电路板及其制作方法 |
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2017
- 2017-12-08 CN CN201721700404.7U patent/CN207491318U/zh active Active
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