专利名称：一种多层印刷电路板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多层印刷电路板，尤其涉及一种仅在集成电路连接点的直 线传输路径上形成电磁能隙结构的多层印刷电路板。
背景技术：
在高频数字电路设计中，朝向高速、体积小、低电压等趋势发展。尤其是个人计算机系统内的中央处理器(Central Processing Unit; CPU)速度愈来 愈快的情况下，地弹噪声(Ground Bounce Noise; GBN)效应对系统的影响愈加 显著，抑制地弹噪声效应变得重要且必须。地弹噪声的主因是源自于在高速数字电路中，信号线的不连续与电源层/ 接地层的寄生电感效应，当集成电路(Integrated Circuit; IC)快速切换时， 导致瞬时电压AV产生于电源层间，我们称此噪声即为地弹噪声。电路路径设 计或集成电路封装所造成的杂散电感，当系统的速度愈来愈快，异或是同时转 换逻辑状态的集成电路接脚个数愈多时就愈容易造成地弹现象，其为数字系统 的几个主要噪声来源之一，常见地弹噪声所造成的现象是导致系统的逻辑运作 产生误动作。我们将电源层视为一平行导波结构，此地弹噪声将造成电源层共 振，可发现在共振频率点附近，地弹噪声对信号完整性(Signal Integrity) 与电磁干扰(Electromagnetic Interference; EMI)的影响显著。现有技术己有提出应用于多层印刷电路板(Printed Circuit Board; PCB) 中以抑制地弹噪声效应，其方法包括于突波源附近连接一颗大的去耦合电容， 如图1所示，为现有多层印刷电路板设置去耦合电容的示意图，于多层印刷电 路板101上，去耦合电容105连接集成电路104并连接于电源层1011与接地 层1012之间；或是加多颗去耦合电容于噪声源四周以形成电容墙保护、以及 在电源层间切刻一矩形狭缝，以形成隔离的效果等等，然而这些方法在抑制地 弹噪声效应上仍显不足。因应数字电路的设计，朝向更高速更高频的趋势，己有人提出使用电磁能 隙结构(Electromagnetic Band Gap; EBG)于抑制高频段的电源层或接地层 的地弹噪声，目前的方法都使用完整的电磁能隙结构于整个电源层或接地层， 如图2所示，为现有多层印刷电路板中具有电磁能隙结构的电源层的示意图， 如图所示，在多层印刷电路板201上，整个电源层2011或接地层2012都为电 磁能隙结构，其缺点为自阻抗(Self-Impedance)会明显地大于不使用电磁能 隙结构的电源层或接地层，以及转移阻抗(Transfer-Impedance)也会于数百 MHz以下大于不使用电磁能隙结构的电源层或接地层。发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种多层印刷电路板，利用非完全以 电磁能隙结构来构成电源层或接地层达到降低多层印刷电路板的自阻抗与转 移阻抗。本发明的技术手段在于电源层或接地层上的第一集成电路的连接点至第 二集成电路的连接点的传输路径上使用电磁能隙结构，电源层或接地层其余的 区域为不具有电磁能隙结构的平面，因此，相较于完全使用电磁能隙结构的电 源层或接地层则增加了层面面积。为实现上述目的，本发明提供一种多层印刷电路板，该多层印刷电路板至少包含一第一层板与一第二层板，该多层印刷电路板在该第一层板上至少设置有一第一电子元件与一第二电子元件，该第一电子元件与该二电子元件分别电性连接至该第二层板上的一第一连接点与一第二连接点，其特征在于，该第二层板形成有一局部电磁能系结构区域，该局部电磁能系结构区域包含该第一连 接点与该第二连接点间的直线路径的区域。通过本发明的技术手段，在频率500MHz以上，降低转移阻抗的改善效能 虽大约略同现有技术的完全使用电磁能隙结构，但在自阻抗的改善效能方面， 同频率范围下，本发明相较于现有技术的完全使用电磁能隙结构以及完全不用 电磁能隙结构相比，可得到较稳定的自阻抗值。
图1为现有多层印刷电路板设置去耦合电容的示意图；图2为现有多层印刷电路板中具有电磁能隙结构的电源层的示意图； 图3为本发明的电磁能隙结构示意图；图4为本发明的使用电磁能隙结构平面后的转移阻抗曲线图；及 图5为本发明的使用电磁能隙结构平面后的自阻抗曲线图。其中，附图标记101，201， 301:多层印刷电路板1011,2011:电源层1012，2012:接地层104:集成电路105:去耦合电容3011,3012:层板304，305:连接点401:无电磁能隙结构平面的转移阻抗曲线402:完全电磁能隙结构平面的转移阻抗曲线403:本发明的非完全电磁能隙结构平面的转移阻抗曲线501:无电磁能隙结构平面的自阻抗曲线502:完全电磁能隙结构平面的自阻抗曲线503:本发明的非完全电磁能隙结构平面的自阻抗曲线具体实施方式
本发明是利用改变电源层或接地层的电磁能隙结构的面积，进而降低多层 印刷电路板的自阻抗与转移阻抗的大小。如图3所示，为本发明的电磁能隙结构示意图，如图中所示，多层印刷电 路板301是由多个平行层板压合而成，其中至少包括有层板3011与层板3012， 如现有图式图l所示，多层印刷电路板301的外层(图中未标示)同多层印刷 电路板101的外层设置有多个电子元件，其中此电子元件包括有集成电路与去 耦合电容，而层板3011与层板3012可为平行板对，即当其中之一为电源层时， 另一个则为接地层。根据本发明的一具体实施例，在多层印刷电路板301的外层至少设置有第 一电子元件与第二电子元件(图中未标示)，第一电子元件与第二电子元件为 了与层板3011电性连接，因而从外层贯穿导孔至层板3011，通过导孔使得第
一电子元件与第二电子元件各自的接脚可与层板3011有电性连接，在层板 3011上的电性连接点分别为连接点304与连接点305。本发明的技术手段在于仅使用电磁能隙结构于层板3011上的连接点304 至连接点305的直线传输路径上，在层板3011中，连接点304与连接点305 之间的直线路径区域或包含其附近的区域利用电磁能隙结构以构成整个层板 3011其中的第一部分，第一部分以外的第二部分为一不具有电磁能隙结构的 平面，相较于现有技术将电源层2011完全使用电磁能隙结构，本发明仅在层 板3011的局部区域使用电磁能隙结构，因而增加层板3011的面积。如图4所示，为本发明的使用电磁能隙结构平面后的转移阻抗曲线图，从 图中可观察到在频率500MHz以上时，使用本发明的非完全电磁能隙结构平面 的转移阻抗曲线403相较于无电磁能隙结构平面的转移阻抗曲线401有较小的 转移阻抗，在频率5GHz以下时，相较于完全电磁能隙结构平面的转移阻抗曲 线402也有明显较小的转移阻抗。如图5所示，为本发明的使用电磁能隙结构平面后的自阻抗曲线图，如图 所示，在频率2.03GHz以下时，使用完全电磁能隙结构平面的自阻抗曲线502导致自阻抗的变化量甚大，而可观察到本发明的非完全电磁能隙结构平面的自 阻抗曲线503有较小的阻抗变化量，并且在频率2.03GHz以上时，本发明的电 磁能隙结构平面的自阻抗曲线503相较于无电磁能隙结构平面的自阻抗曲线 501与完全电磁能隙结构平面的自阻抗曲线502有较稳定的自阻抗值。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变 形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种多层印刷电路板，该多层印刷电路板至少包含一第一层板与一第二层板，该多层印刷电路板在该第一层板上至少设置有一第一电子元件与一第二电子元件，该第一电子元件与该二电子元件分别电性连接至该第二层板上的一第一连接点与一第二连接点，其特征在于，该第二层板形成有一局部电磁能系结构区域，该局部电磁能系结构区域包含该第一连接点与该第二连接点间的直线路径的区域。
2. 根据权利要求1所述的多层印刷电路板，其特征在于，该第二层板为一 电源层。
3. 根据权利要求1所述的多层印刷电路板，其特征在于，该第二层板为一 接地层。
4. 根据权利要求2或3所述的多层印刷电路板，其特征在于，该第一电子 元件与该第二电子元件选自一集成电路与一去耦合电容的群组。
5. 根据权利要求4所述的多层印刷电路板，其特征在于，该去耦合电容分 别与该集成电路以及该第二层板电性连接。
全文摘要
本发明公开了一种多层印刷电路板，该多层印刷电路板至少包含一第一层板与一第二层板，该多层印刷电路板在该第一层板上至少设置有一第一电子元件与一第二电子元件，该第一电子元件与该二电子元件分别电性连接至该第二层板上的一第一连接点与一第二连接点，该第二层板形成有一局部电磁能系结构区域，该局部电磁能系结构区域包含该第一连接点与该第二连接点间的直线路径的区域。本发明利用局部电磁能隙结构来构成电源层或接地层，其主要在于电源层或接地层上的第一集成电路的连接点至第二集成电路的连接点的直线传输路径上使用电磁能隙结构，改善现有完整电磁能隙结构中容易产生自阻抗及转移阻抗等问题。
文档编号H05K1/11GK101119611SQ20061010924
公开日2008年2月6日 申请日期2006年8月3日 优先权日2006年8月3日
发明者陈彦豪 申请人:英业达股份有限公司