专利名称：多层印刷电路板的防电磁干扰结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防电磁干扰技术，具体而言，涉及一种应用于具 有至少一高频元件的多层印刷电路板的防电磁干扰结构。
背景技术：
随着电子科技的不断研发与进步，印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)的设计也在不断发现问题与解决问题的过程中朝向高性 能、好品质的共同目标发展。因此，在印刷电路板相关设计中，任何 一项改进，只要有益于使用者使用、提高了产品品质及性能、改善了 功能等实质性的功效增进，均为具有产业利用价值的创作，也符合专 利法鼓励、保护与利用创作的精神。
同时，由于电子元件功能的不断提升，电子产品的更新速度加快、 性能提高及可携式发展的同时，也带来许多电磁相容性问题，从而产 生电磁干扰(Electro Magnetic Interference; EMI)问题，而上述电磁干 扰现象在印刷电路板设计中也不可避免的存在着。 一般来说，印刷电 路板中的电磁干扰大多由例如电晶体(Ciystal)、振荡器(Oscillator)、 或时钟产生器(ClockGenerator)等高频元件所产生。
此外，由于电子产品功能的不断提升，为顺应此趋势，应用于该 电子产品的印刷电路板中需布设的电子元件也愈来愈多，如此，表层 (即元件层)用以布设电子元件、而内层用于布设信号线的多层印刷 电路板(Multilayer Printed Circuit Board)便应运而生。
目前，在通过例如Protel、 Allegro等布线软件进行多层印刷电路 板设计过程中，通常在多层印刷电路板的例如顶层(Top Layer)或底 层(Bottom Layer)的元件层(Component Layer)布设包含上述各该高 频元件的电子元件之后，再在印刷电路板的例如信号层(SignalLayer) 的内层执行布线(Routing)工作。此时，操作者一般不会在布线软件 中开启对应已布设好电子元件的元件层介面，以免因同一视窗中呈现物件(电子元件、导电通孔、文字面等)过多，而扰乱视线，进而影
响信号线的布设。现有的方式即如图l所示。请参阅图l，高频元件2 设于元件层31，相邻该元件层31的信号层33中具有一区域A，该区 域A对应于上述高频元件2而设置。
但是，由于操作者可能在信号层33中对应于该高频元件2的区域 A布设其他信号线4， 一旦信号线4布设于该区域A，则会受到由高频 元件2所产生的电磁波的干扰，进而影响信号线4的信号完整性。此 外，若该高频元件2为时钟产生器且布设于区域A中的信号线4为高 速信号线，则信号线4在受该高频元件2产生的电磁波干扰的同时， 也会与高频元件2的时钟信号耦合，进而影响高频元件2的时钟信号 品质，造成时钟的偏差，从而影响整个电脑系统的工作。
为避免上述问题的产生， 一般在多层印刷电路板的所有信号线均 布设完毕后，再进行各布设于该区域A的信号线的调整作业。然而， 由于现今电子产品朝越来越小型化方向发展，使得应用于电子产品中 的印刷电路板也朝小型化方向发展，造成多层印刷电路板中的电子元 件及信号线等物件的布设密度越来越高，如此，则相对增加了各信号 线的调整难度，从而大幅地增加了调整时间。而且，朝小型化方向发 展的趋势也使布线空间越来越有限，因而要在线路如此密集的情况下 修改布线将会非常麻烦且费时，进而影响整个多层印刷电路板的设计 进程。
综上所述，如何提出一种可解决现有技术的种种缺失的多层印刷 电路板的防电磁干扰技术，实为目前急需解决的问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种多层 印刷电路板的防电磁干扰结构，以消除高频元件所产生的电磁干扰。
本发明的另一目的在于提供一种多层印刷电路板的防电磁干扰结 构，以确保信号完整性，进而提升布线品质。本发明的再一目的在于 提供一种多层印刷电路板的防电磁干扰结构，以节约设计时间，进而 提高工作效率。
为达上述目的及其他目的，本发明提供一种多层印刷电路板的防电磁干扰结构，此结构应用于至少布设一可产生电磁波的高频元件的 多层印刷电路板，且该高频元件具有至少一接地引脚及其他引脚。多 层印刷电路板的防电磁干扰结构包括对应高频元件设置于与高频元 件所布设的层面相邻的层面中的导磁部，且导磁部的尺寸对应该高频 元件的尺寸；以及贯穿多层印刷电路板且两端分别电性连接接地引脚 与导磁部的传导部，用以将高频元件产生的电磁波传导至导磁部。
前述的防电磁干扰结构中，多层印刷电路板至少包括元件层、以 及相邻该元件层的信号层，相应地，高频元件设置于该元件层，导磁 部则设置于信号层。导磁部为接地平面(Ground Shape),较佳地，该 导磁部的尺寸大于等于该高频元件及其所有引脚的尺寸。同时，由于 多层印刷电路板至少包括元件层、以及相邻该元件层的层面(例如信 号层(Signal Layer)、电源层、及接地层)，高频元件设置于元件层， 导磁部则设置于，但不限于相邻该元件层的其中一层面。
在一实施例中，传导部包括布设于元件层，且用以电性连接高频 元件的至少一接地引脚的信号线、及贯穿多层印刷电路板且两端分别 用以电性连接信号线与导磁部的导电通孔(Via);在另一实施例中， 传导部包括布设于元件层以供电性连接接地引脚的第一信号线、贯穿 多层印刷电路板以电性连接第一信号线的导电通孔、以及设置于导磁 部所在的信号层且两端分别用以电性连接导电通孔与导磁部的第二信 号线；在又一实施例中，多层印刷电路板包括元件层及其他层面，高 频元件设置于元件层，导磁部还可设置于其他层面的至少其中一层面， 其中，其他层面包括信号层、电源层、及接地层的至少其中之一。再 者，传导部的数量对应接地引脚的数量而设置，其中，导电通孔设在 接地引脚的邻侧，以使高频元件所产生的电磁波快速接地。
相比于现有技术，本发明的多层印刷电路板的防电磁干扰结构利 用对应高频元件设置于与高频元件所布设的层面相邻的层面中用以禁 止导体布设的导磁部、以及贯穿多层印刷电路板且两端分别电性连接 高频元件与导磁部的传导部，以通过该传导部将高频元件产生的电磁 波有效传导至导磁部；进而通过该导磁部避免其他信号线尤其是高速 信号线布设其中，以相对降低信号线与髙频元件相互之间的信号千扰， 进而提升布设品质；此外，由于应用本发明的防电磁干扰结构可避免其他信号线(尤其是高速信号线)对应高频元件布设于与该高频元件 所布设的层面相邻的层面中，即可相对省去后续信号线调整时间，以 相对节约多层印刷电路板设计时间，进而提高工作效率。
图1为显示布设有高频元件的多层印刷电路板的布局结构立体图； 图2A为显示本发明的多层印刷电路板的防电磁干扰结构的一实
施例的布局立体图；以及
图2B为显示本发明的多层印刷电路板的防电磁干扰结构的另一
实施例的布局立体图。
具体实施例方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人 员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。
请参阅图2A，显示了本发明的多层印刷电路板的防电磁干扰结构 的布局结构示意图。如图所示，本发明的防电磁干扰结构1应用于布 设有至少一可产生电磁波的高频元件(在本实施例中，以高频元件2 为例)的多层印刷电路板3中。具体而言，多层印刷电路板3至少包 括用以布设高频元件2的元件层31、以及相邻元件层31的信号层33。 元件层31指多层印刷电路板3的表层，且相邻于元件层31的层面并 非一定为信号层，而视多层印刷电路板3的层数与构成而定，于此仅 为例示性说明。其中，高频元件2具有至少一接地引脚21及其他引脚， 本实施例中，高频元件2具有多接地引脚21。高频元件2为电晶体 (Crystal)、振荡器(Oscillator)、或时钟产生器(ClockGenerator)等 高频元件，但并非以此为限；同时，由于前述高频元件的结构与作用 原理都是现有的，在此不再多说明。
应注意的是，本领域技术人员皆知，高频元件通过贴片或插接的 方式安装在多层印刷电路板上，对于一块空的电路板或者未安装该高 频元件的电路板而言，元件符号2及21指预留安装该高频元件的位置, 而非实际的元件。但为了使本发明的技术特征更为具体易懂，在此显 示该高频元件2及接地引脚21，以便于说明，而非用以限制本发明。因此，本领域技术人员可理解，此预留的安装位置可视不同高频元件 而定，而非局限于本实施例。
如图2A所示，本发明的多层印刷电路板的防电磁干扰结构1包括 导磁部ll、以及电性连接接地引脚21与导磁部11的传导部13，下文 将对上述各物体进行详细说明。
导磁部11对应高频元件2设置于与高频元件2所布设的层面31 (元件层31)相邻的层面33 (信号层33)中，且导磁部ll的尺寸对 应该高频元件2的尺寸，在导磁部区域11内可防止电磁干扰。换言之， 导磁部11为在层面33中，对应高频元件2投影形成的大于等于高频 元件2加上其所有引脚(包括接地引脚21及其他引脚)的尺寸总和的 区域。较佳地，导磁部11为具有绝缘材质的接地平面(Ground Shape)。 由于导磁部11为接地平面且设于信号层33中，可防止信号层33中其 他信号线布设于该导磁部11，以避免高频元件2对其他信号线的信号 千扰，稍后将详细介绍。
传导部13贯穿多层印刷电路板3，且两端分别电性连接高频元件 2的接地引脚21与导磁部11，用以将高频元件11产生的电磁波通过 其接地引脚21传导至导磁部11。在本实施例中，请参阅图2A，传导 部13包括信号线131、以及电性连接信号线131与导磁部11的导电通 孔133。
信号线131布设于元件层31，且用以电性连接高频元件2的至少 一接地引脚21。导电通孔133则贯穿多层印刷电路板3的层面31 (元 件层31),较佳的为令导电通孔133设在接地引脚21的邻侧，且导电 通孔133的长度等于元件层31的厚度，导电通孔133的两端可分别电 性连接信号线131与导磁部11。同时，为使高频元件2产生的电磁波 可快速地接地，如果空间允许，导电通孔133所设置的位置越靠近该 接地引脚21越好，而非以本实施例中的图示为限。如此，当导磁部ll 为接地平面，通过导电通孔133可电性连接导磁部11与多层印刷电路 板3的接地层(未显示)，而达到接地的效果。
较佳地，传导部13的数量对应高频元件2的接地引脚21数量而 设置。在本实施例中，传导部13的数量与该接地引脚21的数量相同， 即传导部13与高频元件2的接地引脚21以一对一的方式进行设置，但不以此为限。在其他实施例中，在多层印刷电路板3布设空间允许 的前提下，也可将传导部13的数量与高频元件2的接地引脚21的数 量以多对一的方式设置，例如设置多个导电通孔133，以提供更多的管 道将高频元件2产生的电磁波有效地传导至导磁部11,以达到更佳的 消除电磁干扰功效。
同时，虽然前述实施例中，导磁部11设于元件层31的邻层(即 多层印刷电路板3表层的邻层)，但本领域技术人员可理解的是，视多 层印刷电路板3的层数与构成不同，相邻于元件层31的层面可为例如 电源层或接地层，而不一定是信号层。
此外，传导部13作为高频元件2与导磁部11之间的传导管道， 传导部13长度越短，高频元件2的接地引脚21与导磁部11之间的距 离越近，则越有利于将高频元件2产生的电磁波于短时间内有效地传 导至导磁部11，而得到更佳的电磁千扰防制效果。但是，由于导电通 孔133可设置于元件层31以外的层面，因此，导电通孔133可为例如 盲孑L、埋孔、贯穿孔等。而且，当多层印刷电路板3中元件层31以外 的其他层面均设置导磁部11时，可利用导电通孔133连接各层面的导 磁部ll，较佳为令导电通孔133垂直于各层面。另外，在多层印刷电 路板3布设空间允许的前提下，也可选择相应改变传导部13的信号线 131的长度，以相对调整传导部13的长度，从而尽可能拉近接地引脚 21与导磁部11之间的距离，进而快速地将高频元件2产生的电磁波传 导至导磁部11。再者，此处需予以说明的是，上述实施例中以防电磁 干扰结构1的包含信号线131及导电通孔133的传导部13为例进行说 明，但不以此为限。在其他实施例中，请参阅图2B，出于对多层印刷 电路板布设空间的考量，传导部13'也可为包括布设于元件层31的第 一信号线131'、电性连接第一信号线131'的导电通孔133'、以及电性 连接导电通孔133'与导磁部ll'的第二信号线135，。第一信号线131' 用以电性连接高频元件2的至少一接地引脚21。导电通孔133'贯穿多 层印刷电路板3并设在接地引脚21的邻侧，且导电通孔133'的长度等 于该元件层31的厚度。第二信号线135'则设置于导磁部ll'所在的信 号层33。如此，也可通过传导部13'有效地将高频元件2产生的电磁波 传导至导磁部11'。前述不同实施例的多层印刷电路板的防电磁干扰结构1中，导电
通孔133、 133'的设置数量可由高频元件2的接地引脚21来决定。举 例来说，当高频元件2为电晶体或振荡器的高频元件时，由于电晶体 与振荡器本身作为接地引脚21的接地垫(Ground Pad)较大，因此可 设置例如3至6个导电通孔133、 133'，但非以此为限。当高频元件2 为时钟产生器的高频元件时，原则上是一个接地引脚21设置一个导电 通孔133、 133'，如有空间则可多设几个导电通孔133、 133'，以提高 防电磁干扰的效果，也非以一个为限。
同时，虽然前述实施例中，导磁部11设于元件层31的邻层(即 多层印刷电路板3表层的邻层)，但本领域技术人员可知，导磁部11 可设于元件层31以外的所有层面，以达到最佳的防电磁干扰效果。由 于此种变化为本领域技术人员可理解且据以实施的，因此在此不再多 作说明，也不另外绘制图式显示。
综上所述，本发明的多层印刷电路板的防电磁干扰结构为在多层 印刷电路板的元件层正下方设置导磁部作为接地平面，利用贯穿多层 印刷电路板的传导部将导磁部连接至高频元件的接地弓I脚，使高频元 件产生的电磁波有效传导至导磁部而快速接地。同时，应用本发明可 在布线之前设置导磁部，预防其他信号线(尤其是高速信号线)布设 其中，以相对降低信号线与高频元件相互之间的信号干扰，进而提高 布设品质。此外，应用本发明的防电磁干扰结构，可避免其他信号线 (尤其是高速信号线)正对高频元件布设于与高频元件所布设的层面 相邻的层面中，如此，可避免现有技术中需额外增加信号线调整工作， 而相对增加多层印刷电路板设计时间，进而降低工作效率的弊端。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制 本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下， 对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如 后述的权利要求所列。
权利要求
1. 一种多层印刷电路板的防电磁干扰结构，应用于至少布设一可产生电磁波的高频元件的多层印刷电路板，且该高频元件具有至少一接地引脚及其他引脚，该多层印刷电路板的防电磁干扰结构包括对应高频元件设置于与高频元件所布设的层面相邻的层面中的导磁部，且导磁部的尺寸对应该高频元件的尺寸；以及贯穿多层印刷电路板且两端分别电性连接接地引脚与导磁部的传导部，用以将电磁波传导至导磁部。
2. 根据权利要求1所述的多层印刷电路板的防电磁干扰结构，其 中，导磁部为接地平面。
3. 根据权利要求1所述的多层印刷电路板的防电磁干扰结构，其 中，导磁部的尺寸大于等于高频元件及其所有引脚的尺寸。
4. 根据权利要求1所述的多层印刷电路板的防电磁干扰结构，其 中，多层印刷电路板至少包括元件层、以及相邻元件层的层面，高频 元件设置于元件层，导磁部则设置于相邻元件层的层面。
5. 根据权利要求4所述的多层印刷电路板的防电磁干扰结构，其 中，层面包括信号层、电源层、及接地层其中之一。
6. 根据权利要求4所述的多层印刷电路板的防电磁干扰结构，其 中，传导部包括布设于元件层以电性连接接地引脚的信号线、以及贯 穿多层印刷电路板且两端分别电性连接信号线与导磁部的至少一导电 通孔。
7. 根据权利要求6所述的多层印刷电路板的防电磁干扰结构，其 中，导电通孔设在接地引脚的邻侧。
8. 根据权利要求4所述的多层印刷电路板的防电磁干扰结构，其中，传导部包括布设于元件层以电性连接接地引脚的第一信号线、贯 穿多层印刷电路板以电性连接第一信号线的至少一导电通孔、以及设 置于导磁部所在的层面以电性连接导电通孔与导磁部的第二信号线。
9. 根据权利要求8所述的多层印刷电路板的防电磁干扰结构，其 中，导电通孔设在接地引脚的邻侧。
10. 根据权利要求8所述的多层印刷电路板的防电磁干扰结构， 其中，层面包括信号层、电源层、及接地层的其中之一。
11. 根据权利要求1所述的多层印刷电路板的防电磁干扰结构， 其中，多层印刷电路板包括元件层及其他层面，高频元件设置于元件 层，导磁部还可设置于其他层面的至少其中一层面。
12. 根据权利要求11所述的多层印刷电路板的防电磁干扰结构， 其中，其他层面包括信号层、电源层、及接地层的至少其中之一。
全文摘要
一种多层印刷电路板的防电磁干扰结构，应用于至少布设一可产生电磁波的高频元件的多层印刷电路板。高频元件具有至少一接地引脚，在对应该高频元件设置于与高频元件所布设的层面相邻的层面中设有导磁部，并设置一贯穿多层印刷电路板且电性连接接地引脚与导磁部的传导部，以通过传导部将电磁波有效传导至导磁部，从而相对降低其他信号线与高频元件相互之间的信号干扰。
文档编号H05K9/00GK101415317SQ20071018234
公开日2009年4月22日 申请日期2007年10月18日 优先权日2007年10月18日
发明者龙 杨, 范文纲 申请人:英业达股份有限公司