CN209546002U - 一种优化超高速连接器过孔性能的pcb结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了PCB板技术领域中的一种优化超高速连接器过孔性能的PCB结构，PCB板包括顶层、底层及设于顶层和底层之间的信号层，顶层、信号层及底层贯穿有过孔，过孔的上端设有上背钻区，上背钻区从顶层向下延伸到过孔与高速连接器引脚的接触位置，过孔的下端设有下背钻区，下背钻区从底层向上延伸到信号层的下侧。本实用新型在可以有效的增加连接器过孔阻抗，降低高速信号的损耗，从而改善超高速信号的性能，同时不影响连接器的稳定安装。
Description
技术领域
本实用新型涉及PCB板技术领域，具体的说，是涉及一种优化超高速连接器过孔性能的PCB结构。
背景技术
印制电路板（Printed Circuit Board，PCB板）又称印刷电路板，印刷线路板，是电子产品的物理支撑以及信号传输的重要组成部分，PCB板中的过孔起到信号换层的作用。而连接器过孔不仅是信号换层的作用，更有支撑和安装连接器的功能。通常连接器过孔比信号换层过孔孔径大，这样会导致连接器过孔阻抗不好控制，一般会比正常阻抗偏低。业内通常的做法是做小焊盘再掏大反焊盘；还有做法是对过孔进行背钻，背钻后会降低过孔的容性，阻抗也有一定的增大。但上述两种做法均存在明显的缺陷：
第一种做法中：由于连接器区域也需要布线，该区域的反焊盘不能无限掏大，所以阻抗还是会偏低。
在第二种做法中：由于高速连接器采用的是鱼眼接触压接，连接器接触到过孔的位置主要集中在鱼眼处，虽然鱼眼下面的孔已经背钻掉，但鱼眼上面的孔对于高速信号来说也是一个很大的残桩（stub），这个stub也会严重影响超高速信号（如20Gbps以上信号）的性能。
上述缺陷，值得改进。
发明内容
为了克服现有的技术的不足，本实用新型提供一种优化超高速连接器过孔性能的PCB结构。
本实用新型技术方案如下所述：
一种优化超高速连接器过孔性能的PCB结构，PCB板包括顶层、底层及设于所述顶层和所述底层之间的信号层，所述顶层、所述信号层及所述底层贯穿有过孔，其特征在于，
所述过孔的上端设有上背钻区，所述上背钻区从所述顶层向下延伸到所述过孔与高速连接器引脚的接触位置；所述过孔的下端设有下背钻区，所述下背钻区从所述底层向上延伸到所述信号层的下侧。
根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述上背钻区的深度为20-24mil。
根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述信号层与所述下背钻区顶端的距离为4-10mil。
根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于：本实用新型在传统的背钻基础上，把鱼眼上面部分的过孔再钻掉一部分，减少上部分的过孔stub，这样可以有效的增加连接器过孔阻抗，降低高速信号的损耗，从而改善超高速信号的性能；同时因为真正接触受力的是鱼眼部位，且其他非高速信号的过孔还是常规的处理，不影响连接器的稳定安装；另外，本实用新型结构简单，无需增加更多的工艺步骤，加工过程简便。
附图说明
图1为现有技术中高速连接器与过孔压接的示意图。
图2为本实用新型的结构示意图。
图3为本实用新型与传统两种做法相比仿真测试得到的插损结果示意图。
在图中，10、PCB板；11、顶层；12、底层；13、信号层；14、钻带层；20、过孔；30、高速连接器；31、引脚；32、鱼眼；41、上背钻区；42、下背钻区。
具体实施方式
下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：
如图1所示，一般高速连接器与过孔的压接效果如图。高速连接器30的引脚31（pin）可以分解成3个部分，其中L2部分是与过孔20孔壁接触的。L1部分（过孔20顶端到上端接触点位置）负责将信号从高速连接器30引入过孔20中；L2部分（上端接触点位置到鱼眼32下端）负责将信号传递给过孔20；L3部分（鱼眼32下端到过孔底端）对于信号来说是一段stub，即pin stub。
在很多时候，由于PCB板10较厚，而很多信号需要布线在靠近鱼眼位置中间的一些层，这样鱼眼位置以下的部分就会成为stub，传统的做法就是把信号层13以下的过孔进行一定的背钻。由于超高速信号（如20Gbps以上）对过孔stub非常敏感，而L1部分的stub一般在30mil左右，这部分stub对超高速信号有至关重要的影响。
如图2所示，一种优化超高速连接器过孔性能的PCB结构，PCB板10包括顶层11、底层12及设于顶层11和底层12之间的信号层13，顶层11、信号层13及底层12贯穿有过孔20，本实用新型针对传统的优化结构进行改进。
过孔20的上端设有上背钻区41，上背钻区41从顶层11向下延伸到过孔20与高速连接器引脚的接触位置（A点）。具体的，上背钻区41的深度为20-24mil。
过孔20的下端设有下背钻区42，下背钻区42从底层12向上延伸到信号层13的下侧。具体的，信号层13与下背钻区42顶端的距离为4-10mil。
如图3所示，底层12背钻后的情形（Case1）、过孔无任何优化结构（Case2）及本实用新型进行底层12背钻和顶层11背钻后的优化结构（Case3）经仿真和测试后的插损结果。
在节点m1处，其仿真频率为12.50GHz，其中Case1下的损耗dB(SDD21_1)=1.050，Case2下的损耗dB(SDD21_2)=1.366，Case3下的损耗dB(SDD21_3)=0.868。具体的：
SDD21_1：Case1过孔插上连接器的pin后，pin stub=30.6mil；过孔底层背钻，从bottom到布线层的过孔stub(下stub)为10mil，从top到鱼眼的过孔stub(上stub)为24.4mil。
SDD21_2：Case2过孔插上连接器的pin后，pin stub=30.6mil；从bottom到布线层的过孔stub(下stub)为30.6mil，从top到鱼眼的过孔stub(上stub)为24.4mil。
SDD21_3：Case3过孔插上连接器的pin后，pin stub=30.6mil；过孔双面背钻，从bottom到布线层的过孔stub(下stub)为10mil，从top到鱼眼的过孔stub(上stub)为10mil。
由此可知，本实用新型在对应的频率内的优化性能有明显的提升。
本实用新型在高频的损耗有明显的降低，并且仅需在传统的背钻基础上增加一次背钻即可，操作过程简单。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种优化超高速连接器过孔性能的PCB结构，PCB板包括顶层、底层及设于所述顶层和所述底层之间的信号层，所述顶层、所述信号层及所述底层贯穿有过孔，其特征在于，
所述过孔的上端设有上背钻区，所述上背钻区从所述顶层向下延伸到所述过孔与高速连接器引脚的接触位置；所述过孔的下端设有下背钻区，所述下背钻区从所述底层向上延伸到所述信号层的下侧。
2.根据权利要求1所述的优化超高速连接器过孔性能的PCB结构，其特征在于，所述上背钻区的深度为20-24mil。
3.根据权利要求1所述的优化超高速连接器过孔性能的PCB结构，其特征在于，所述信号层与所述下背钻区顶端的距离为4-10mil。
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| CN201821578719.3U CN209546002U (zh) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | 一种优化超高速连接器过孔性能的pcb结构 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110996508A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-10 | 新华三技术有限公司合肥分公司 | 电路板及其制作方法和电子设备 |
| CN111712052A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-09-25 | 广东喜珍电路科技有限公司 | 一种用于pcb外层屏蔽层背钻孔封孔方法 |
| CN114760760A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-07-15 | 胜宏科技（惠州）股份有限公司 | 一种内拉手指的双面引线钻出方法 |
| WO2023077646A1 (zh) * | 2021-11-04 | 2023-05-11 | 深南电路股份有限公司 | 印制电路板 |
| WO2023226449A1 (zh) * | 2022-05-23 | 2023-11-30 | 中兴通讯股份有限公司 | 测量连接器的结构件及pcb |
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