专利名称：：电磁能带隙结构和印刷电路板的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种印刷电路板，更具体地说，涉及一种能够解决才莫拟电路与数字电路之间的混合信号问题的印刷电路板。
背景技术：
：为了满足现今将移动性视为最重要的问题之一的趋势，诸如移动通信终端、个人数字助理(PDA)、便携式计算机和数字多々某体广播(DMB)装置的各种设备已投放市场。这些设备包括设计成将模拟电路(例如射频(RF)电路)与数字电路组合以用于无线通信的印刷电路板。图1是示出了包括模拟电路和数字电路的印刷电路板的截面图。尽管示出了4层印刷电路板，但是也可以应用诸如2层和6层印刷电3各板的各种印刷电路板。在此，，i定才莫拟电路是RF电^各。印刷电路板100包括金属层110-1、110-2、1103和110-4(以下共同称作110);层叠在金属层110之间的电介质层120-1、120-2和120-3(以下共同称作120);安装于顶部金属层110-1上的凄t字电^各130以及RF电路140。如果有i定金属层110-2是4妄地层并且金属层110-3是电源层，则电流经过连接在接地层110-2与电源层110-3之间的导通孔160，并且印刷电路板100执行预定的操作或功能。在此，数字电路130的工作频率纟皮传递至RF电路140并且电》兹(EM)波利用谐波分量而被:传递至RF电路140，因而产生混合信号问题。在数字电路130中，由于具有的频率处于RF电路140在其范围内工作的频带内的EM波的存在，产生了混合信号问题。这个问题导致阻碍了RF电路140的准确工作。例如，当RF电^各140接收某频带范围内的信号时，自数字电路130传递包括该确定频带范围内的信号的EM波150可能4吏得难于准确4妄收该确定频带范围内的信号。由于电子设备的增加的复杂性和数字电路130的更高的工作频率，使得解决混合信号问题变得更加困难。作为用于功率噪声的常*见解决方案的去耦电容器方法不适合用于高频。因此，需要截断或减少RF电路140与数字电路130之间的高频噪声。图2是示出了根据现有技术解决模拟电路与数字电路之间的混合信号问题的电^兹能带隙结构(带隙结构，bandgapstructure)的截面图，而图3是示出了图2中所示的电》兹能带隙结构的金属4反结构的平面图。图4是示出了图2中所示的电磁能带隙结构的透视图，而图5是示出了图2中所示的电；兹能带隙结构的等^:电^各的示意图。电磁能带隙结构200包括第一金属层210-1、第二金属层210-2、第一电介质层220a、第二电介质层220b、金属一反232以及导通孔234。第一金属层210-1和金属^反232通过导通孔2344皮此连4妄。形成蘑菇型结构230以包括金属板232和导通孔234(参照图4)。如果第一金属层210-1是4^地层，则第二金属层210-2是电源层。另外，如果第一金属层210-1是电源层，则第二金属层210-2是接地层。换句话说，蘑菇型结构230的重复形成(参照图3)产生了能带隙结构，该能带隙结构阻止具有确定频带的信号穿透。此时，包括金属板232和导通孔234的蘑菇型结构230重复地形成在接地层与电源层之间。基于电阻Re和Rp、电感LE和Lp、电容CE、Cp和Co以及电导Gp和Gu的、阻止具有确定频带的信号穿透的功能近似于图5中所示的等效电路。对于〗吏用由凄t字电^各和RF电^各而实J见的电路一反的电子i殳备，移动通信终端是很好的例子。在该移动通信终端的情况中，解决问题混合信号需要对RF电路的处于0.8GHz至2.0GHz之间的工作频带进行噪声屏蔽。而且需要小尺寸的蘑菇型结构。然而，上述电磁能带隙结构可能不满足解决问题混合信号所需的这两个条件。由于i殳计者必须要不<又调整每个能带隙频带以满足各种应用产品所要求的条件，还要将混合信号的噪声降低至相关能带隙频带中的所期望的水平。因此，在使用电磁能带隙结构的情况中，为了解决混合信号问题还需要调整阻断的噪声水平。
发明内容因此，本发明提供了电磁能带隙结构和印刷电路板，与具有相同尺寸的其它结构相比，该电磁能带隙结构和印刷电路板通过使得特定频率的噪声不能穿过而能够更多地降低处于相同频带的噪声水平。本发明还提供了如下的电》兹能带隙结构和印刷电-各板，该电,兹能带隙结构和印刷电蹈—反能够解决-使用了其中同时实现有^:字电路和RF电路的电路板的电子设备(例如移动通信终端)中的问题混合信号。本发明一个方面的特征在于电磁能带隙结构，包括第一金属层；第一电介质层，层叠于第一金属层中；金属板，层叠于第一电介质层中；导通孔，将第一金属层连接至金属板；第二电介质层，层叠于金属板和第一电介质层中；以及第二金属层，层叠于第二电介质层中。在此，通孔可以形成在金属4反上。在此，多个通孔可以形成在金属板上，并且基于作为基准轴的导通孔，多个通孔可以对称地形成在金属板上。通孔可以形成于金属板上除了连接有导通孔的另一区域之外的区域。具有形成有通孔的金属纟反以及导通孔的多个蘑菇型结构i殳置在第一金属层与第二金属层之间。多个蘑菇型结构的金属层可以i殳置于相同的平面上。本发明另一方面的特征在于具有模拟电路和数字电路的印刷电路板。该印刷电路板可以包括设置在模拟电路与数字电路之间的电磁能带隙结构，该电磁能带隙结构包括第一金属层；第一电介质层，层叠于第一金属层中；金属板，层叠于第一电介质层中；导通孔，将第一金属层连接至金属板；第二电介质层，层叠于金属板，矛一E力、顺层甲；以久矛一赏乂萬辰，辰宜丁矛一吧"广/贝/S:T。杜此，通孔可以形成在金属^反上。在此，第一金属层可以是4妄地层和电源层的4壬何一个，而第二金属层可以是另一个。多个通孔可以形成在金属^反上，并且基于作为基准轴的导通孔多个通孔可以对称地形成在金属^反上。通孔可以形成于金属板上除了连接有导通孔的另一区域之外的区域。具有形成有通孔的金属々反以及导通孔的多个蘑菇型结构设置在第一金属层与第二金属层之间。多个蘑菇型结构的金属层可以i殳置在相同的平面上。模拟电路可以是接收来自外界的无线电信号的RF电路。参照以下描述、所附纟又利要求和附图，本发明的这些和其它特征、方面和优点将更好理解，附图中图1是示出了包括模拟电路和数字电路的印刷电路板的截面图；图2是示出了根据现有技术解决模拟电路与数字电路之间的问题混合信号的电f兹能带隙结构的截面图3是示出了图2中所示的电磁能带隙结构的金属板结构的平面图4是示出了图2中所示的电万兹能带隙结构的透^L图5是示出了图2中所示的电磁能带隙结构的等效电路的示意图6是示出了解决模拟电路与数字电路之间的混合信号问题的电磁能带隙结构的透视图7是示出了图6中所示的电磁能带隙结构的金属板结构的平面图8是示出了根据图7中的A-A'线得到的本发明的电磁能带隙结构的截面图，以及带隙结构而计算机模拟出的结果的曲线图。具体实施例方式由于可以存在本发明的各种置换和实施例，因此将参照附图示出和描述某些实施例。然而，这决不是将本发明限制于这些特定实施例，而应该将其理解为包括^皮本发明的精神和范围所覆盖的所有置换、等同物和替代。贯穿整个附图，同样的元件具有同样的参考标号。贯穿本发明的描述，当确定了对于某项技术的描述会脱离发明点时，将省去相关的详细描述。在描述各元件的过程中可以使用诸如"第一，，和"第二"的术语，但是以上元件不应该限于以上术语。以上术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不背离本发明权利要求的范围的情况下，第一元件可以命名为第二元件，反之亦然。术语"和/或"应该包括多个所列术语的组合或多个所列术语的任4可一个。当一个元件^皮描述为"连接"或"通向"另一元件时，则应该5里解为直4妻连^妻或直"l妄通向另一元1'牛，1'旦也可能具有处于其间的另外的元件。另一方面，如果一个元件;故描述为"直4妄连4妄"或"直4妻通向"另一元件，则应该理解为其间不存在其它元件。本说明书中所使用的术语仅旨在描述某些实施例，而决不应该限定本发明。除非另有明显使用，否则以单数表达形式包括复数含意。在本"i兑明书中，、者如"包4舌"或"由...组成"的表达旨在指出特性、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合，而不应该理解为排除存在或可能存在任何一个或多个其它特性、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的情况。除非另作限定，否则在此所^f吏用的包括:技术术语和禾+学术语的所有术语具有如本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的背景下的相同的含意，并且，除非另作明确地限定，否则不应该将以下将参照附图详细描述本发明的一些实施例图6示出了解决模拟电路与数字电路之间的混合信号问题的电石兹能带隙结构的透^L图，而图7是示出了图6中所示的电；兹能带隙结构的金属板结构的平面图。图8是示出了根据图7中的A-A'线得到的本发明的电^兹能带隙结构的截面图。参照图6至图8,4艮据本发明实施例的电》兹能带隙结构300可以包括第一金属层210-1;第二金属层210-2;第一电介质层220a;第二电介质层220b;金属板330;以及导通孑L340。金属板330可以形成有通孔350。具体地，第一电介质层220a可以层叠在第一金属层210-1中，并且金属外反330可以层叠在第一电介质层220a中。第一金属层210-1和金属板330可以通过导通孔340彼此连接。第二电介质层220b可以层叠在金属板330和第一电介质层220a中，并且第二金属层210-2可以层叠在第二电介质层220b中。在此，形成有通孔350的金属板330以及导通孔340可以蘑菇型形式布置在第一金属层210-1与第二金属层210-2之间的(称其为蘑菇型结构370)。以下将对每个元件进行描述。第一金属层210-1和第二金属层210-2可以爿f乍为用来连4妄电源的装置。例如，如果第一金属层210-1是4妾地层，则第二金属层210-2可以是电源层。如果第一金属层210-1是电源层，则第二金属层210-2可以是接地层。换句话i兌，第一金属层210-1和第二金属层210-2可以是彼此靠近设置的接地层和电源层中的每一个而电介质层220可以设置在接地层与电源层之间。因此自然地，可以在没有任何限制的情况下使用任何能够被供以电能并传输电信号的金属材料。相同情况适用于以下所描述的金属板330和导通孔340。在第一金属层210-1与第二金属层210-2之间可以形成电介质层220。根据它们的形成时间，电介质层220可以分为第一电介质层220a和第二电介质层220b。在此，第一电介质层220a和第二电介质层220b可以由相同介电材料组成，但可选地，各个电介质层220a和220b可以由具有不同介电常数的材料组成。例如，在本发明中，为了将能带隙频率降低得更多，第二电介质层220b可以由具有比第一电介质层220a更高的介电常数的材料形成。此夕卜，可以适当调整第一电介质层220a与第二电介质层220b之间的层叠厚度以接近期望的能带隙频带(即，在0.8GHz至2.0GHz之间)。尽管电^兹能带隙结构300具有相同的尺寸，但通过大幅度地减小第二电介质层220b的层叠厚度并以与减少第二电介质层220b的层叠厚度的量相同的量来增加第一电介质层220a的层叠厚度，使得对应的能带隙频带可以更靠近地接近期望的频带。在此，能带隙频率可以表示在自一侧向另一侧传输的频率中的-皮阻止4专输的频率。通孔350可以形成在金属板330上。具体地，通孔350可以形成于金属板330上除了导通孔340所连接的区域(更精确地，包括下述导通孔焊盘)之外的区域。并且可以形成至少一个通孔350。此外，通孔350可以才艮据预定图案形成在金属冲反330上(图6和图7)。例如，多个通孔350可以形成在金属板330上。此时，多个通孔350可以基于作为基准轴的、连接至金属板330的导通孔340乂于称地形成。通孔350可以根据普通印刷电路板的制造工艺的孔图案4b方法(holepatterningmethod)来形成。净灸句i舌i兌，通过i者长口4吏用光致抗蚀剂的4务才莫步骤和使用蚀刻气体(例如PR去除剂或蚀刻剂)的蚀刻步骤的一系列工序，金属板330可以根据预定图案形成有通孔350。导通孔340可以〗吏第一金属层210-1连4妄至金属纟反330。例如，下面描述了形成导通孔340的方法。第一金属层210-1、第一电介质层220a和金属板330可以相继层叠。导通孔焊盘(未示出)可以形成于金属板330中的一位置处。在此，金属板330的该位置可以是其中期望形成导通孔340以用于电连接至第一金属层210-1的位置。在用来形成导通孔340的钻孔过程中减少位置误差的导通孔盘可以形成得比导通孔340的截面积尺寸大很多。于是，通过钻孔过程，导通孔可以形成得穿过导通孔焊盘和第一电介质层220a。可选地，可以形成穿过导通孔焊盘、第一电介质层220a和第一金属层210-1的导通孔。在导通孔形成之后，为了使第一金属层210-1电连接至金属板330,可以执行电镀工艺以使得电镀层形成在导通孔内壁上。根据电镀工艺，电镀层可以形成在导通孔的除了导通孔内部中的中心部之外的内壁上，或者可以完全填充导通孔的整个内部。如果在导通孔内部具有空的中心部，则空的中心部可以被填充以介电材料或空气。通过上述过程，导通孔340可以具有连接至第一金属层210-1的一个端部340a,以及连接至金属板330的另一端部340b。尽管图6至图8示出了其中作为示例的一个导通孔340连接至一个金属板330的蘑菇型结构370，但是多个导通孔340可以连接至一个金属^反330。并且，尽管图6和图7示出了具有失见则正方形形状的金属板330,然而金属板330可以具有诸如多边形的各种形状，例如三角形和六边形、圓形和椭圆形。以下参照图6至图8描述蘑菇型结构370。具有形成有通孔350的金属板330和导通孔340的至少一个蘑菇型结构370可以设置在第一金属层210-1与第二金属层210-2之间。此时，蘑菇型结构370的金属板330可以设置在位于第一金属层210-1与第二金属层210-2之间的相同平面或不同平面上。尽管图6至图8示出了蘑菇型结构370的导通孔340连接至第一金属层210-1，<旦导通孔340可以连接至第二金属层210-2。并且，多个蘑菇型结构370可以通过导通孔340连接至第一金属层210-1或第二金属层210-2。可选地，该多个蘑菇型结构中的一些可以连接至第一金属层210-1,而其余的可以连接至第二金属板210-2。图7示出了蘑菇型结构370可以以预定间隔4皮此远离且重复设置。蘑菇型结构370的重复形成使得可以阻断自数字电路向模拟电路传输的电磁波中的具有与模拟电路(例如RF电路)的工作频带相对应的频带的信号。此外，与其中没有通孔形成于金属板330上的结牙勾^目比，在^口同图6牙口图7的嚴兹型结构370中，在金属丰反330上形成至少一个通孔350能够仅降低特定频带的噪声水平，而不对整个电^t能带隙结构300的电容值和频带产生大的影响。将参照图9对其进行更加清楚地描述。如上所述，本发明的电》兹能带隙结构300可以，没置在具有才莫拟电路和数字电路的印刷电路板内。换句话说，根据本发明实施例，印刷电路板可以具有模拟电路和数字电路。此时，模拟电路可以是诸如接收来自外界的无线电信号的天线的RF电路。在本发明的印刷电路板中，图6和图8中所示的电磁能带隙结构300可以设置在模拟电路与数字电路之间。例如，电^兹能带隙结构300可以设置在图1中所示的印刷电^各板的RF电路140与数字电^各130之间。这通过设置电》兹能带隙结构300以使产生自数字电路130的电磁波在传输至RF电路140之前必然穿过电磁能带隙结构300，从而阻断了所传输的电石兹波中的具有与RF电路140的工作频带(例如0.8GHz2.0GHz)相近的频带的电石兹波。因此，本发明的电磁能带隙结构300可以以封闭曲线形状设置在RF电路140或数字电^各130周围。可选地，电f兹能带隙结构300可以设置在数字电路与模拟电路之间的信号传输路径中。显然，电》兹能带隙结构300可以以各种方式来i殳置。如上所述，将电磁能带隙结构300设置在印刷电路板内可以使得阻止具有自数字电路向模拟电路传输的电磁波的频带的电磁波传输成为可能。这能够解决混合信号问题。图9是示出了通过使用根据现有技术和本发明实施例的电磁能带隙结构而计算机模拟出的结果的曲线图。在此，图9和下面的表1假定传统的电磁能带隙结构200和本发明的电磁能带隙结构300具有相同的尺寸和相同的构造。因此，尽管图9和下面的表1示出了能带隙频带近似处于1.5GHz至2.5GHz之间的情形，自然地，适当地调整各种条件，诸如电磁能带隙结构的尺寸以及每个元件的厚度、介电常数和构造，可以设计电磁能带隙结构以在控制被本发明的电磁能带隙结构300所阻断的能带隙频带时具有期望的能带隙频带或者更低的能带隙频带。换句话说，应该清楚地理解，图9和下面的表1仅是示例，其示出了如同本发明的电磁能带隙结构300—样，尽管设计条件是相同，^旦与传统结构相比在金属^反330上形成通孔350能够更大程度;也4是高特定频带的阻断比(blockageratio)。图9和下面的表1示出了将传统的电磁能带隙结构200的情形(参照图9(a))与本发明的电磁能带隙结构300的情形(参照图9(b))相比较的计算机模拟结果。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>换句话说，传统的电f兹能带隙结构200和本发明的电^f兹能带隙结构300示出了基于(-)60dB的、能够;故阻断的能带隙频带分别是1.56GHz至2.57GHz和1.54GHz至2.55GHz。这表明两个能带隙频带之间的差值是很小的。然而，特定频率的噪声水平(在本发明实施例的情形中，特定频率是基于1.8GHz)分别示出的是(-)82.10dB和(-)105.94dB。据此，能够认识到，与传统的电；兹能带隙结构200相比，本发明的电^兹能带隙结构300降低了噪声水平20dB(即IO倍或更多)。这示出了与如同传统的电f兹能带隙结构200那样没有形成通孔的情形相比，如同所述电》兹能带隙结构那样在金属板330上形成通孔350的情形使特定频带的阻断比提高得更多。如下描述了形成通孑L350^是高阻断比的原因。如上所述，通过本发明的电磁能带隙结构300能够阻止自一侧(接近于数字电路)向另一侧(接近于模拟电路)传输的电磁波中的与该能带隙频带相对应的电磁波的传输。此时，通过形成于金属板330上的通孔350能够更好地阻止具有特定波长(即，频率)带的电磁波的传输。这是因为能够提高在能带隙频带中的特定频带的电；兹;皮的阻断比。在此，电》兹波的阻断比在其处祐:才是高的频带可以取决于形成于金属板330上的通孔350的尺寸和直径。这表明适当地调整将形成于金属板330上的通孔350的尺寸和直径，使得可以选择或调整电磁波的阻断比在其处期望被提高的频带以符合本发明的电磁能带隙结构或印刷电路板的设计规格。并且，很显然，通过调整将形成于金属板330上的通孔350的数量或构造，可以在特定频带处提高电》兹;皮的阻断比。至今，尽管示出和描述了用于上述目标的本发明的一些实施例，^旦应该理解，在本发明的原理和4青神范围内，本领域4壬何普通4支术人员可以作出各种》务改、置换和添加，而本发明的范围应由所附斥又利要求及其等同物来限定。权利要求1.一种电磁能带隙结构，包括第一金属层；第一电介质层，层叠于所述第一金属层中；金属板，层叠于所述第一电介质层中；导通孔，将所述第一金属层连接至所述金属板；第二电介质层，层叠于所述金属板和所述第一电介质层中；以及第二金属层，层叠于所述第二电介质层中，同时，在所述金属板上形成有通孔。2.根据权利要求1所述的电磁能带隙结构，其中，多个通孔形成在所述金属纟反上。3.根据权利要求2所述的电磁能带隙结构，其中，基于作为基准轴的所述导通3L,所述多个通孔对称i也形成在所述金属才反上。4.根据权利要求1所述的电磁能带隙结构，其中，所述通孔形成于所述金属板上除了所述导通孔连接至其处的另一区域之外的区i或。5.根据权利要求1所述的电磁能带隙结构，其中，存在多个蘑菇型结构，所述蘑菇型结构包括形成有所述通孔的所述金属^反以及所述导通孔，并位于所述第一金属层与所述第二金属层之间。6.根据权利要求5所述的电磁能带隙结构，其中，所述多个蘑菇型结构的所述金属板设置在相同的平面上。7.—种具有模拟电路和数字电路的印刷电路板，在所述印刷电路板中设置有位于所述模拟电路与所述数字电路之间的电^t能带隙结构，所述电^兹能带隙结构包括第一金属层；第一电介质层，层叠于所述第一金属层中；金属板，层叠于所述第一电介质层中；导通孔，将所述第一金属层连接至所述金属板；第二电介质层，层叠于所述金属板和所述第一电介质层中；以及第二金属层，层叠于所述第二电介质层中，同时，在所述金属板上形成有通孔。8.根据权利要求7所述的印刷电路板，其中，所述第一金属层是接地层和电源层中的任何一个，而所述第二金属层是另一个。9.根据权利要求7所述的印刷电路板，其中，多个通孔形成在所述金属板上。10.根据权利要求9所述的印刷电路板，其中，基于作为基准轴的所述导通孔，所述多个通孔对称地形成在所述金属寺反上。11.根据权利要求7所述的印刷电路板，其中，所述通孔形成于所述金属4反上除了所述导通孔连接至其处的另一区域之外的区域。12.根据权利要求7所述的印刷电路板，其中，存在多个蘑菇型结构，所述蘑菇型结构包括形成有所述通孔的所述金属板以及所述导通孔，并位于所述第一金属层与所述第二金属层之间。13.根据权利要求12所述的印刷电路板，其中，所述多个蘑菇型结构的所述金属层设置在相同的平面上。14.根据权利要求7所述的印刷电路板，其中，所述模拟电路是接收来自外界的无线电信号的RF电路。全文摘要本发明公开了一种可以解决模拟电路与数字电路之间的混合信号问题的电磁能带隙结构和印刷电路板。根据本发明的实施例，该电磁能带隙结构可以包括第一金属层；第一电介质层，层叠于所述第一金属层中；金属板，层叠于所述第一电介质层中；导通孔，将所述第一金属层连接至所述金属板；第二电介质层，层叠于所述金属板和所述第一电介质层中；以及第二金属层，层叠于所述第二电介质层中。在此，孔可以形成在所述金属板上。通过本发明，与具有相同尺寸的其它结构相比所述电磁能带隙结构能够使处于相同频带的噪声水平降低得更多。文档编号H05K1/02GK101299903SQ20081000637公开日2008年11月5日申请日期2008年2月29日优先权日2007年4月30日发明者朴大贤,李在浚,汉金,韩美子申请人:三星电机株式会社