被屏蔽的三层图案化接地结构的制作方法

本公开的实施方案整体涉及具有被屏蔽的图案化接地结构(pgs)的印刷电路板(pcb)。

相关技术的描述

最新一代硬盘驱动器(hdd)联合利用hdd外部的pcb及芯片上硅(soc)技术。迹线用于使电流从soc运行到pcb的边缘。共模电流通常流过迹线，因此产生电磁干扰(emi)。emi的量级在某些频率下可引起硬盘驱动器操作出现问题。

为了解决emi问题，可使用表面安装共模滤波器。然而，表面安装共模滤波器虽能校正emi，但会影响信号完整性，因此并非可行的解决方案。另一种可能的解决方案是简单地改变至pcb的连接，但这种改变会影响空间需求和信号完整性。需要一种能处理共模电流问题而不影响信号完整性的方式。

因此，本领域需要减少和/或消除pcb中引起非期望emi的共模电流。

技术实现要素：

本公开整体涉及pcb中被屏蔽的三层图案化接地结构。pcb可设置在hdd中。为了降低成本，pcb仅使用由介电材料分开的总共四层制成。pcb中的导电迹线可具有共模电流流过迹线并因此增加emi噪声的量级的问题。通过提供被屏蔽的三层图案化接地结构，不仅降低了成本，而且降低了共模电流和emi噪声的量级，所有这些都没有对差分信号的任何负面影响。

在一个实施方案中，pcb包括pgs；中间屏蔽件，其中pgs通过壕沟与中间屏蔽件横向间隔开，其中壕沟填充有介电材料；具有第一部分和第二部分的顶部屏蔽件，其中第一部分与第二部分间隔开，其中第一部分设置在壕沟的至少一部分上方，其中第二部分设置在壕沟的至少不同部分上方；以及设置在第一部分与第二部分之间的一对导电迹线，其中该对导电迹线设置在图案化接地结构上方。应当理解，pgs不限于与hdd一起使用。相反，pgs也可用于固态设备(ssd)中。

在另一个实施方案中，pcb包括包含第一导电材料的第一屏蔽层；通过第一介电材料与第一屏蔽层间隔开的第二屏蔽层，其中第二屏蔽层包含第二导电材料，其中第二屏蔽层具有主要部分和第一图案化接地结构，其中当从顶视图观察时，第一图案化接地结构在所有侧面上通过填充有第二介电材料的壕沟与主要部分间隔开；设置在第二屏蔽层上方并且通过第三介电材料与第二屏蔽层间隔开的第三屏蔽层，其中第三屏蔽层包括第一部分和第二部分，其中当从顶视图观察时，第一部分和第二部分各自设置在壕沟上方；以及设置在第一部分与第二部分之间的第一组迹线。应当理解，pgs不限于与hdd一起使用。相反，pgs也可用于ssd中。

在另一个实施方案中，设备包括外壳；以及耦接到外壳的pcb。pcb包括：pgs；中间屏蔽件，其中pgs通过壕沟与中间屏蔽件横向间隔开，其中壕沟填充有介电材料；具有第一部分和第二部分的顶部屏蔽件，其中第一部分与第二部分间隔开，其中第一部分设置在壕沟的至少一部分上方，其中第二部分设置在壕沟的至少不同部分上方；以及设置在第一部分与第二部分之间的一对导电迹线，其中该对导电迹线设置在pgs上方。

在另一个实施方案中，设备包括外壳；以及耦接到外壳的pcb。pcb包括：包含第一导电材料的第一屏蔽层；通过第一介电材料与第一屏蔽层间隔开的第二屏蔽层，其中第二屏蔽层包含第二导电材料，其中第二屏蔽层具有外部和第一图案化接地结构，其中当从顶视图观察时，第一图案化接地结构在所有侧面上通过第二介电材料与外部间隔开；设置在第二屏蔽层上方并且通过第三介电材料与第二屏蔽层间隔开的第三屏蔽层，其中第三屏蔽层包括第一部分和第二部分，其中当从顶视图观察时，第一部分和第二部分各自设置在第二介电材料上方；以及设置在第一部分与第二部分之间的第一组迹线。

附图说明

因此，通过参考实施方案，可以获得可详细理解本公开的上述特征的方式、本公开的更具体描述、上面简要概述，所述实施方案中的一些在附图中示出。然而，应当注意的是，附图仅示出了本公开的典型实施方案并且因此不应视为限制其范围，因为本公开可以允许其他同等有效的实施方案。

图1是hdd的示意性顶视图。

图2是包括pcb的hdd的示意性底视图。

图3a是根据一个实施方案的pcb的示意图。

图3b是已在选定位置中移除第三屏蔽层的图3a的pcb的示意图。

图4a是具有三层屏蔽结构的pcb的等轴视图。

图4b是已移除顶部屏蔽件的图4a的pcb的等轴视图。

图4c是已移除pgs的图4b的pcb的等轴视图。

图5a是根据一个实施方案的pcb的顶视图。

图5b是图5a的pcb的剖视图。

为了有助于理解，在可能的情况下，使用相同的参考标号来表示附图中共有的相同元件。可以预期的是，在一个实施方案中公开的元件可以有利地用于其他实施方案而无需具体叙述。

具体实施方式

在下文中，参考本公开的实施方案。然而，应当理解的是，本公开不限于具体描述的实施方案。相反，思考以下特征和元件的任何组合(无论是否与不同实施方案相关)以实现和实践本公开。此外，尽管本公开的实施方案可以实现优于其他可能解决方案和/或优于现有技术的优点，但是否通过给定实施方案来实现特定优点不是对本公开的限制。因此，以下方面、特征、实施方案和优点仅是说明性的，并且不被认为是所附权利要求的元素或限制，除非在权利要求中明确地陈述。同样地，对“本公开”的引用不应当被解释为本文公开的任何发明主题的概括，并且不应当被认为是所附权利要求的要素或限制，除非在权利要求中明确地叙述。

本公开整体涉及pcb中被屏蔽的三层pgs。pcb可设置在hdd中。为了降低成本，pcb仅使用由介电材料分开的总共四层制成。pcb中的导电迹线可具有共模电流流过迹线并因此增加emi噪声的量级的问题。通过提供被屏蔽的三层图案化接地结构，不仅降低了成本，而且降低了共模电流和emi噪声的量级，所有这些都没有对差分信号的任何负面影响。

图1示出了根据本发明的实施方案的示例性hdd100的顶视图。如图所示，hdd100可包括一个或多个磁介质或磁盘110、致动器120、与每个磁盘110相关联的致动器臂130以及附连在机箱150中的主轴电机140。所述一个或多个磁盘110可竖直地布置，如图1所示。此外，所述一个或多个磁盘可与主轴电机140耦接。

磁盘110可在磁盘的顶表面和底表面两者上包括圆形数据磁道。安装在滑块上的磁头180可定位在磁道上。当每个磁盘旋转时，可在数据磁道上写入数据和/或从数据磁道读取数据。磁头180可耦接到致动器臂130，如图1所示。致动器臂130可被配置为围绕致动器轴线131回转以将磁头180放置在特定数据磁道上。

图2是包括pcb200的hdd100的示意性底视图。pcb200具有至hdd100的电连接202及电连接204，该电连接204用于连接到要在其中放置hdd100的计算机。

应当理解，虽然图1和图2涉及hdd100，但应当理解，本文所述的pgs和各种相关元件不限于与hdd一起使用。相反，本文所述的pgs和各种相关元件可用于ssd以及具有因过大共模信号引起的发射问题的任何卡或设备或pcb。一种示例性pgs是图案化接地屏蔽件。

图3a是根据一个实施方案的pcb300的示意图。图3a示出了具有底部屏蔽件302、中间屏蔽件304和顶部屏蔽件306的pcb300。导电迹线对308在中间屏蔽件304上延伸到第一端部焊盘310，并且顶部屏蔽件306耦接到设置在中间屏蔽件304上的第二端部焊盘312。在图3b中，为了清楚起见，已移除顶部屏蔽件306。

中间屏蔽件304具有多个pgs314，它们在图3b中最佳示出，但在图3a中略微可见。pgs314是中间屏蔽件304的一部分，该部分通过壕沟316与中间屏蔽件304的主要部分完全间隔开。壕沟316是将pgs314与中间屏蔽件304的主要部分间隔开的介电材料。在操作期间，迹线对308具有在其上传输的共模信号。共模信号造成在hdd中检测到emi。pgs314用于减少、甚至消除迹线308上的共模信号。

如图3b所示，pgs具有“t”形结构，但应当理解，也可利用其他形状。两个锚定元件318延伸穿过顶部屏蔽件306、pgs314和底部屏蔽件302。锚定元件318“锚定”pgs314以控制pgs314的谐振。还存在延伸穿过顶部屏蔽件306、中间屏蔽件304的主要部分和底部屏蔽件302的附加锚定元件320。

虽然示出了四个迹线对308，但仅两个迹线对308上有pgs314。共模信号存在于传输线上，而不存在于接收线上。从而，pgs314仅位于对应于传输线的迹线对308上。因此，虽然并非必需，但可以预期的是，pgs可存在于接收线上。

图4a是具有三层屏蔽结构的pcb400的等轴视图。顶部屏蔽件306可见，中间屏蔽件304和底部屏蔽件302同样可见。壕沟316的一部分也可见，各种锚定元件318,320同样可见。还示出了一对导电迹线308。

图4b是已移除顶部屏蔽件306的图4a的pcb400的等轴视图。由于已移除顶部屏蔽件306，pgs314清晰可见，整个壕沟316同样清晰可见。示出了两个pgs314，但应当理解，可存在附加pgs。图4b所示的pgs314各自具有箭头“a”和“b”所示的长度。如图4b所示，pgs314a的长度“a”小于另一个pgs314b的长度“b”。由于pgs314a,314b具有“t”形，pgs314a,314具有箭头“c”和“d”所表示的两个宽度。箭头“c”表示在“t”结构的顶部处pgs314a,314b的宽度，而箭头“d”表示在pgs314a,314b的底部处pgs314a,314b的宽度。在图4b所示的实施方案中，箭头“c”和“d”所表示的宽度对于pgs314a,314b是相同的。然而，可以预期的是，每个pgs314可具有不同宽度。此外，可以预期的是，每个pgs314可具有不同形状。通常，壕沟316填充有介电材料，但为了清楚起见，未在壕沟316中示出介电材料，以便底部屏蔽件302可见。如图4b所示，pgs314的长度基本上平行于该对迹线308，而pgs314的宽度基本上垂直于该对迹线308。如下文将讨论，但通过将图4a和图4b一起考虑可以理解，顶部屏蔽件306沿着pgs314的长度覆盖壕沟316，以便仅暴露与pgs314的宽度相对应的壕沟316的一部分。然而，应当注意，未暴露壕沟316的整个宽度。

图4c是已移除pgs314的图4b的pcb400的等轴视图。为了清楚起见，该对迹线308保留在该视图中。各种锚定元件318,320也可见。

图5a是根据一个实施方案的pcb500的顶视图。图5b是图5a的pcb500的剖视图。如图5b所示，介电层502设置在底部屏蔽件302与中间屏蔽件304/pgs314之间。第二介电层504设置在中间屏蔽件304/pgs314与顶部屏蔽件306/迹线308a,308b之间。另外，介电材料设置在壕沟316内、在迹线308a,308b之间以及在迹线308a,308b与顶部屏蔽件306之间。

如图5b所示，中间屏蔽件304的端部510与pgs314的端部508间隔箭头“f”所表示的距离。另外，迹线308a,308b具有箭头“e”所示的宽度，并且顶部屏蔽件306的端部506与迹线308a,308b间隔箭头“g”所表示的距离。迹线308a,308b间隔开箭头“h”所表示的距离。

当以横截面观察时，顶部屏蔽件306完全覆盖壕沟316。壕沟316不与开口512竖直地对齐，该开口设置在顶部屏蔽件306的端部506与迹线308a,308b之间。壕沟316沿着箭头“a”和“b”所表示的整个长度被顶部屏蔽件306“覆盖”，使得顶部屏蔽件306的端部506在pgs314上方竖直地对齐。此外，顶部屏蔽件306的端部506不与pgs314的端部508竖直地对齐，如图5b所示。可以预期的是，只要壕沟316被顶部屏蔽件306“覆盖”，端部506,508就可竖直地对齐。

底部屏蔽件302、中间屏蔽件304、顶部屏蔽件306、迹线308a,308b、锚定元件318,320和pgs314可全都比较导电材料，诸如铜、钽、钛、钨及其合金。在一个实施方案中，底部屏蔽件302、中间屏蔽件304、顶部屏蔽件306、迹线308a,308b和pgs314全都包含相同材料。可以预期的是，底部屏蔽件302、中间屏蔽件304、顶部屏蔽件306、迹线308a,308b、锚定元件318,320和pgs314可全都包含不同材料。介电层502,504可包含绝缘材料，诸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其他介电材料。此外，壕沟316和开口512可填充有绝缘材料，诸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其他介电材料。另外，迹线308a,308b之间的开口514可填充有绝缘材料，诸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其他介电材料。用于介电层502,504、壕沟316和开口512,514的绝缘材料可包括相同材料，但可以预期的是该材料可不同。

通过利用屏蔽这些迹线的图案化接地结构，可减少和/或消除pcb中的共模电流。图案化接地结构中的谐振腔(即，壕沟所围绕的区域)的尺寸以及锚定元件的位置决定了要减少和/或消除的共模电流的频率。因此，基于要消除的所需频率，可调整图案化接地结构以适合产品的需要。

虽然前述内容针对本公开的实施方案，但是可以在不脱离本公开的基本范围的情况下设想本公开的其他和另外的实施方案，并且本公开的范围由所附权利要求确定。