专利名称：一种改进的具有c形布局结构的背板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的具有C形布局结构的背板，尤其涉及一种适用于大容量高速通信设备中存在大量的板卡，需要层叠结构时的背板。
背景技术：
在机架式的交换设备中，多块线卡和交换控制卡通过背板相互连接。当交换容量远远大于单板端口的容量时，会将背板做的很大，能插接两层的板卡，如附图1所示十六(或更多)块板卡按上、下两层结构接插在背板上。
在高速的通信设备中，背板上的信号速率很高，采用带状线的方式布线，以保证传输线的特性阻抗的匹配和一致连续性，这时需要有完整的工作地平面，需要采用多层布线的方式。
在背板的结构中，不仅要提供板卡间信号线的连接，同时也要为各个板卡提供诸如-48V的电源。为了提供足够的电流，并保持工作地的完整，通常在背板设计中会为各板卡提供独立的电源、电源地和保护地插座。叠层结构中也为其提供独立的覆铜层。实际应用中，这种结构总会存在电源、电源地或保护地等平面同工作地平面之间平行交叠的情况，如图2所示。
对于双层板卡的机架结构，通常的做法是将板卡按同一个方向放置，如图3所示。将工作信号插座14、工作地插座15、强电电源插座16和保护地插座17从上到下排列，这时，由于14、15、16和17插座的功能和大小都不相同，从而导致PCB布线密度和方式在PCB板上不均匀；又由于PCB板面积太大的原因，器件的不均匀、不对称的放置会使PCB板产生异常的翘曲现象；另外做了简单的电源分区布局，使得工作地层、工作信号层、电源层和保护地层之间仍然会出现相互交叠的现象，这样它们之间的分布电容就会比较大，各层之间的电信号干扰就比较严重。在这种布局结构下，如果把工作区同电源区、保护地区分离，就会把工作地从中切断，影响了工作地的完整信号传输。
在解决这类电源问题的现有技术中，如中国专利“抗干扰印制电路板插件及其组合接插结构”中，其专利号为00130746.0，公开号为CN 1349374A，
公开日期为2002年5月15日，它论述了强电、弱电分不同的插座排列，防止强电和弱电信号的混排，强调在其板卡上的插座分离，但并没有解决对于背板上的层间分布电容所引起的相互干扰。在小型设备中，背板面积较小，部分设计仅仅考虑到强电和弱电的分区布局，但没有考虑到由于背板器件增多，尤其是进行分层设计时，而需要的特定的布局分区结构和如何解决大面积背板的抗翘曲问题。
发明内容
本发明提供一种改进的具有C形分布结构的背板，实现大面积背板上PCB板的均匀性和对称性，防止PCB板翘曲；实现电源、保护地以及工作信号地之间有效的分割；解决相互之间的信号干扰；保持工作地的完整性；提高高速信号线的传送质量。
本发明所述保证背板结构稳定性，消除不同类型信号平面之间干扰，具有C形布局结构的背板是这样实现的一种改进的具有C形布局结构的背板，其特征在于所述背板按不同类型的信号区分割设置，在背板的空间位置上将工作平面、电源平面、保护地平面分别设置为不同的区域；所述设置在背板工作平面内的上、下两层板卡的插座为位置对称的不同方向排列。
所述背板由内向外，分割为工作平面区域、电源平面区域、保护地平面区域；所述保护地平面在背板的外部区域，构成C形的布局结构，该区域中各覆铜层都是保护地；所述电源平面在背板的中间区域，构成C形的布局结构，该区域中电源和电源地层在PCB叠层方向上交替排布，实现布线去耦；所述工作平面在背板的内部区域，构成方形的布局结构，该区域中工作地层和信号层与各单板相连。
所述背板各个区域的间隔至少为5mm的距离。
所述背板工作平面内上、下两层板卡插座的位置，彼此相反。
所述板卡的丝印上、下对称。
所述板卡丝印的板卡标识以及端口标识都有正、反两种样式，用于板卡在上下插槽中插接。
采用本发明所述的布局结构，与现有技术相比，由于采取了上、下两层板卡不同方向的排列和将信号区分割的结构，使大面积的背板PCB板上的器件均匀、对称的排列，解决了PCB板的翘曲问题，对系统的散热等都会带来好处；保证了工作区的完整不分割，保证了信号的有效传输；减小了各个信号区域之间的干扰，达到了电子设备电磁兼容性的要求，尤其是在抗静电放电实验中获得了良好的性能。
图1是多板卡双层分布示意图。
图2是平面交叠示意图。
图3是通常背板布局示意图。
图4是C形电源分区布局背板的结构示意图。
图5是板卡面板设计示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明所述技术方案的实施作进一步详细描述。
本发明是在一块背板上，使工作平面、电源平面和保护地平面在空间位置上不出现重叠，分开不同的区域布局，并做到板卡器件布局在位置上保持对称，如附图4所示。背板中上、下两层板卡的安装位置相反，此时，10保护地区在背板的最外圈区域，在这个区域中各覆铜层都是保护地；在背板靠里点的区域构成一个C形的布局结构为9电源区，在这个区域中，电源和电源地层在PCB叠层方向上交替排布，达到良好的布线去耦的效果；在其他的区域则为8工作区域，同各单板相连的工作地层和信号层分布在这个位置。各个区域间隔至少5mm的距离，板卡上的保护地插座、电源插座在板卡的一端。这样达到了背板上器件布局位置对称的效果，防止了大面积的背板PCB板的翘曲问题；分割了工作区、电源区和保护地区，并保证了工作区完整性，消除各个不同工作区之间的分布电容，降低了不同类型信号之间的相互干扰，保证了高速信号的有效传输。
为了使上、下板卡可以不加区别的接插，在本发明中板卡面板的丝印也要做特殊的处理。板卡的丝印采用上下对称的设计，不论正方向看还是反方向看都能清晰方便的看到板卡面板上的丝印。
图4所示为C形电源分区布局背板的结构示意图。对于不同类型的信号，选用独立的插座，第11、18排为保护地插座，第12、17排为电源和电源地插座，第13、16排为工作地插座，第14、15排为信号插座。8工作区域、9电源区、10保护地区在PCB叠层方向上相互没有交叠，各区域中间留有最小5mm的间隔。工作区域包括工作地平面和其他信号线层；电源区域包括电源和电源地，电源和电源地在各覆铜层中交替分布，以达到良好的去耦作用，并增强电流容量；保护地区域只有保护地，分布在各覆铜层，考虑到机架结构设计，通常保护地会围绕在背板的四周，并同机架多点相连。电源区和保护地区的宽度要按照设备的额定工作电流的要求计算得出。
在板卡的结构中，要将保护地插座放置在板卡的某一端，然后是电源及电源地插座，中间的工作地和信号线插座在工作区的位置上。空间位置要同背板上的相符。
在这种C形电源分区布局的结构中，上层板卡的插接方向和下层板卡的插接方向是相反的如附图4中板卡上的箭头所示。由于设备的板卡和安装槽位不是一一对应的，要允许除了控制交换板外的板卡的混插，因此在板卡的面板设计中，要设计为上、下混用的形式。如附图5所示，面板丝印的21、24板卡标识和22、23端口标识都有正反两种样式，这样就能够使得板卡在上、下插槽中随意插接。
这样的布局结构的背板解决了大面积的背板电源分区设计时的PCB均匀性和器件对称性问题，降低了这种大型背板的不同类型信号的相互干扰问题以及保证了工作平面的完整性，解决了板卡混插时的面板丝印不统一的问题。
权利要求
1.一种改进的具有C形布局结构的背板，其特征在于所述背板按不同类型的信号区分割设置，在背板的空间位置上将工作平面、电源平面、保护地平面分别设置为不同的区域；所述设置在背板工作平面内的上、下两层板卡的插座为位置对称的不同方向排列。
2.如权利要求1所述具有C形布局结构的背板，其特征在于所述背板由内向外，分割为工作平面区域、电源平面区域、保护地平面区域；所述保护地平面在背板的外部区域，构成C形的布局结构，该区域中各覆铜层都是保护地；所述电源平面在背板的中间区域，构成C形的布局结构，该区域中电源和电源地层在PCB叠层方向上交替排布，实现布线去耦；所述工作平面在背板的内部区域，构成方形的布局结构，该区域中工作地层和信号层与各单板相连。
3.如权利要求1所述具有C形布局结构的背板，其特征在于所述背板各个区域的间隔至少为5mm的距离。
4.如权利要求1所述具有C形布局结构的背板，其特征在于所述背板工作平面内上、下两层板卡插座的位置，彼此相反。
5.如权利要求1所述具有C形布局结构的背板，其特征在于所述板卡的丝印上、下对称。
6.如权利要求5所述具有C形布局结构的背板，其特征在于所述板卡丝印的板卡标识以及端口标识都有正、反两种样式，用于板卡在上下插槽中插接。
全文摘要
本发明涉及一种改进的具有C形布局结构的背板，尤其涉及一种适用于大容量高速通信设备中存在大量的板卡，需要层叠结构时的背板。所述背板按不同类型的信号区分割设置，在背板的空间位置上将工作平面、电源平面、保护地平面分别设置为不同的区域；所述设置在背板工作平面内的上、下两层板卡的插座为位置对称的不同方向排列。本发明使大面积的背板PCB板上的器件均匀、对称的排列，解决了PCB板的翘曲问题，对系统的散热等因素都会带来好处；保证了工作区的完整不分割，保证了信号的有效传输；减小了各个信号区域之间的干扰，达到了电子设备电磁兼容性的要求，尤其是在抗静电放电实验中获得了良好的性能。
文档编号H04Q1/14GK1540995SQ0315820
公开日2004年10月27日 申请日期2003年9月8日 优先权日2003年4月23日
发明者蔡文晖, 马光明 申请人:中兴通讯股份有限公司