CN219780494U - 一种应用于毫米波电路的宽带多层pcb过孔结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及毫米波通信技术领域，尤其为一种应用于毫米波电路的宽带多层PCB过孔结构，包括：顶部金属层和底部金属层，所述底部金属层位于顶部金属层的底部，所述顶部金属层的顶部开设有金属层一、金属层二、金属层三、金属层四和金属层五。本实用新型具备抗电磁干扰的优点，在实际使用过程中，通过顶部金属层、底部金属层、第一金属层、第二金属层、第一介质层、粘接层和第二介质层的配合使用，能够实现毫米波段(20‑53GHz)多层PCB板间信号的稳定传输，实现较高的回波损耗(S11<‑21dB)和较低的插入损耗(S21>‑0.9dB)，有效改善过孔的不连续程度，减轻由于过孔处的阻抗突变造成的信号反射、衰减、谐振以及串扰等问题，从而提高信号完整性。
Description
技术领域
本实用新型涉及毫米波通信技术领域，具体为一种应用于毫米波电路的宽带多层PCB过孔结构。
背景技术
随着信息和电子技术的快速发展，电子产品对性能和尺寸有了更高的要求，相应地，印制电路板也需要朝着高集成度、高速度的方向发展，过孔是多层PCB板中最常见的垂直互连结构，能够实现各层之间信号线的电气连接，其性能直接影响印制板整体性能，制约电子产品所能达到的频率，在低频段，过孔的阻抗不连续可以忽略，反射和串扰现象也不明显。
如公开号CN115696896A所公开的一种毫米波电路装置，该实用新型的有益效果是：通过在金属围框底部开出适当大小的窗口，以使得载板表层的微带线、带状线或者共面波导等毫米波传输线的金属信号火线通过，实现载板上毫米波电路的线路互联，不仅能够完成信号屏蔽及器件的防护，而且金属围框与金属信号火线不会产生干扰或者短接的问题，无需对金属信号火线进行绕行设计，从而有效降低了对载板的加工工艺的要求，提升了工艺可实施性，但在毫米波频段内，随着PCB板的层数不断增加，过孔作为不连续处会引起非常严重的信号完整性问题，过孔处的阻抗突变会造成信号的反射、衰减以及串扰，也会引起地平面谐振和反谐振，从而造成电磁干扰问题，容易出现对位不准确从而影响测试结果的情况，其次，由于探针通常为硬质金属材质，故其与待测物的接点之间属于硬性接触，使用一段时间后即容易磨损而降低寿命。
因此，迫切需要一种应用于毫米波电路的宽带多层PCB过孔结构，解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种应用于毫米波电路的宽带多层PCB过孔结构，具备抗电磁干扰的优点，解决了毫米波通信的过孔不连续处会引起非常严重信号完整性的问题。
为达成上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种应用于毫米波电路的宽带多层PCB过孔结构，包括：顶部金属层和底部金属层，所述底部金属层位于顶部金属层的底部，所述顶部金属层的顶部开设有金属层一、金属层二、金属层三、金属层四和金属层五，所述底部金属层的底部开设有金属层六、金属层七、金属层八、金属层九和金属层十，所述顶部金属层的底部设置有第一金属层，所述顶部金属层和第一金属层相对的一侧开设有第一介质层，所述顶部金属层和第一金属层通过第一介质层电信连接，所述第一金属层的底部设置有第二金属层，所述第一金属层和第二金属层相对的一侧开设有粘接层，所述第一金属层和第二金属层通过粘接层电信连接，所述第二金属层位于底部金属层的顶部，所述底部金属层和第二金属层相对的一侧开设有第二介质层，所述底部金属层和第二金属层通过第二介质层电信连接。
进一步的，作为本实用新型一种优选的，所述过孔包含孔柱、焊盘和反焊盘，过孔为金属化通孔。
进一步的，作为本实用新型一种优选的，所述顶部金属层的顶部开设有10个地孔本体，所述地孔本体大小一致且均为金属化通孔。
进一步的，作为本实用新型一种优选的，所述地孔本体从左到右排列且位于同一侧，所述地孔本体从左到右排列且位于另一侧，两侧的地孔本体相对于过孔中心对称，同一侧地孔本体之间的距离保持一致。
进一步的，作为本实用新型一种优选的，所述顶部金属层和底部金属层结构一致且中心对称，以顶部金属层为例，此金属层距离微带线周围有缝隙，且在过孔周围的缝隙更小，此顶部金属层与微带线构成共面波导结构。
有益效果，本实用新型具备抗电磁干扰的优点，在实际使用过程中，通过顶部金属层、底部金属层、第一金属层、第二金属层、第一介质层、粘接层和第二介质层的配合使用，能够实现毫米波段(20-53GHz)多层PCB板间信号的稳定传输，实现较高的回波损耗(S11<-21dB)和较低的插入损耗(S21>-0.9dB)，有效改善过孔的不连续程度，减轻由于过孔处的阻抗突变造成的信号反射、衰减、谐振以及串扰等问题，从而提高信号完整性，解决了毫米波通信的过孔不连续处会引起非常严重信号完整性的问题。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型具体实施方式中过孔结构的整体结构示意图；
图2为本实用新型具体实施方式中过孔结构的俯视结构示意图；
图3为本实用新型具体实施方式中过孔结构的仰视结构示意图；
图4为本实用新型具体实施方式中过孔结构的内层结构示意图；
图5为本实用新型具体实施方式中过孔结构的侧视结构示意图；
图6为本实用新型具体实施方式中过孔结构的S参数结果图。
图中，各附图标记的含义如下：1、过孔；11、孔柱；12、焊盘；13、反焊盘；2、地孔本体；3、顶部金属层；31、金属层一；32、金属层二；33、金属层三；34、金属层四；35、金属层五；4、底部金属层；41、金属层六；42、金属层七；43、金属层八；44、金属层九；45、金属层十；5、第一金属层；6、第二金属层；7、第一介质层；8、粘接层；9、第二介质层。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
现有的毫米波通信设备，关键器件的功率、集成度、效率、成本距离商用还存在较大差距，校准、线性化、散热等技术还不完善，在高效覆盖和组网方面还缺乏经验等，但是因为毫米波带宽大，能够带来高速率传输的优势还是很明显的，因此本技术方案采用了顶部金属层3底部金属层4第一金属层5第二金属层6第一介质层7粘接层8和第二介质层9的配合使用下使得该毫米波通信设备具有抗电磁干扰的功能，同时有利于提高信号完整性，以解决问题。
如附图1至附图6所示：本实施例提供一种应用于毫米波电路的宽带多层PCB过孔结构，包括：顶部金属层3和底部金属层4，底部金属层4位于顶部金属层3的底部，顶部金属层3的顶部开设有金属层一31、金属层二32、金属层三33、金属层四34和金属层五35，底部金属层4的底部开设有金属层六41、金属层七42、金属层八43、金属层九44和金属层十45，顶部金属层3的底部设置有第一金属层5，顶部金属层3和第一金属层5相对的一侧开设有第一介质层7，顶部金属层3和第一金属层5通过第一介质层7电信连接，第一金属层5的底部设置有第二金属层6，第一金属层5和第二金属层6相对的一侧开设有粘接层8，第一金属层5和第二金属层6通过粘接层8电信连接，第二金属层6位于底部金属层4的顶部，底部金属层4和第二金属层6相对的一侧开设有第二介质层9，底部金属层4和第二金属层6通过第二介质层9电信连接。
具体的，过孔1包含孔柱11、焊盘12和反焊盘13，过孔1为金属化通孔。
本实施例中：通过过孔1的设置，使得该毫米波通信设备具有抗电磁干扰的作用，避免了信号反射、衰减、谐振以及串扰等问题。
具体的，顶部金属层3的顶部开设有10个地孔本体2，地孔本体2大小一致且均为金属化通孔，地孔本体2从左到右排列且位于同一侧，地孔本体2从左到右排列且位于另一侧，两侧的地孔本体2相对于过孔1中心对称，同一侧地孔本体2之间的距离保持一致。
本实施例中：通过地孔本体2的设置，起到了实时获取通信，生成毫米波通信，避免了该毫米波通信设备通信较慢的情况。
具体的，顶部金属层3和底部金属层4结构一致且中心对称，以顶部金属层3为例，此金属层距离微带线周围有缝隙，且在过孔1周围的缝隙更小，此顶部金属层3与微带线构成共面波导结构。
本实施例中：通过顶部金属层3和底部金属层4的配合使用，有利于灵活可靠的控制用数据包的传输链路，进而也有利于提高毫米波中继站对通信质量的增强作用和毫米波中继站的使用可控性。
本实用新型的工作原理及使用流程：该毫米波电路的宽带多层PCB过孔结构在进行抗干扰时，所需的第一介质层7和第二介质层9可以采用材质为TLY－5的介质基板(介电常数为2.2，损耗正切值为0.0009)，且第一介质层7和第二介质层9的厚度均为0.127mm；粘接层8可以采用厚度为0.1mm的粘贴片FR－28(介电常数为2.75，损耗正切值为0.0014)粘接而成为了验证本实用新型提供的一种应用于毫米波电路的宽带多层PCB过孔结构的可实施性，利用表征微波传输性能的S参数对所设计结构进行了参数验证，图6给出了对应的结果，结果显示，本实用新型所提的过孔结构能够实现毫米波段(20－53GHz)多层PCB板间信号的稳定传输，实现较高的回波损耗(S11＜－21B)和较低的插入损耗(S21＞－0.9dB)，有效改善过孔的不连续程度，减轻由于过孔处的阻抗突变造成的信号反射、衰减、谐振以及串扰等问题，从而提高信号完整性。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种应用于毫米波电路的宽带多层PCB过孔结构，包括：顶部金属层(3)和底部金属层(4)，其特征在于：所述底部金属层(4)位于顶部金属层(3)的底部，所述顶部金属层(3)的顶部开设有金属层一(31)、金属层二(32)、金属层三(33)、金属层四(34)和金属层五(35)，所述底部金属层(4)的底部开设有金属层六(41)、金属层七(42)、金属层八(43)、金属层九(44)和金属层十(45)，所述顶部金属层(3)的底部设置有第一金属层(5)，所述顶部金属层(3)和第一金属层(5)相对的一侧开设有第一介质层(7)，所述顶部金属层(3)和第一金属层(5)通过第一介质层(7)电信连接，所述第一金属层(5)的底部设置有第二金属层(6)，所述第一金属层(5)和第二金属层(6)相对的一侧开设有粘接层(8)，所述第一金属层(5)和第二金属层(6)通过粘接层(8)电信连接，所述第二金属层(6)位于底部金属层(4)的顶部，所述底部金属层(4)和第二金属层(6)相对的一侧开设有第二介质层(9)，所述底部金属层(4)和第二金属层(6)通过第二介质层(9)电信连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于毫米波电路的宽带多层PCB过孔结构，其特征在于：所述过孔(1)包含孔柱(11)、焊盘(12)和反焊盘(13)，过孔(1)为金属化通孔。
3.根据权利要求1所述的一种应用于毫米波电路的宽带多层PCB过孔结构，其特征在于：所述顶部金属层(3)的顶部开设有10个地孔本体(2)，所述地孔本体(2)大小一致且均为金属化通孔。
4.根据权利要求3所述的一种应用于毫米波电路的宽带多层PCB过孔结构，其特征在于：所述地孔本体(2)从左到右排列且位于同一侧，所述地孔本体(2)从左到右排列且位于另一侧，两侧的地孔本体(2)相对于过孔(1)中心对称，同一侧地孔本体(2)之间的距离保持一致。
5.根据权利要求1所述的一种应用于毫米波电路的宽带多层PCB过孔结构，其特征在于：所述顶部金属层(3)和底部金属层(4)结构一致且中心对称。
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