[发明专利]一种用于印刷电路板过孔的阻抗匹配和信号屏蔽装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种用于印刷电路板过孔的阻抗匹配和信号屏蔽装置，属于印刷电路板技术领域。 

背景技术

目前，随着通讯速度的发展，信号完整性对于信号传输的顺利进行至关重要。因此，信号的完整性已经成为印刷电路板(PCB)设计必须注意的问题之一。元器件与印刷电路板的参数以及各个元器件在印刷电路板上的布局等因素，都会影响到信号的完整性，这会导致系统工作不稳定，甚至完全不工作，因此，如何在印刷电路板的设计过程中充分考虑到信号完整性的因素，并采取相应的措施，以及成为当今印刷电路板设计的一个热门话题。 

对于印刷电路板来说，保证信号完整性最重要的是阻抗的匹配与一致连续性，阻抗不连续会导致传输线反射，其中，过孔是导致传输线不连续的重要因素。但是，过孔因为阻抗不连续而造成的反射很小，过孔产生的问题更为集中，目前过孔的方式，一般从印刷电路板的一表面过渡到印刷电路板的另一表面，如此的布局的缺点在于，容易引起印刷电路板层与层之间阻抗的失配，进而导致信号传输不完整，影响传输品质，造成对整个系统产生不良影响，于此同时，印刷电路板，尤其是大于两层的电路板，各层电路板之间的信号层的信号容易产生干扰，造成信号传输的不问题，而且电路板层数越多，要求散热性能越好，因此，这对印刷电路板来说，设计十分苛刻。 

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于印刷电路板过孔的阻抗匹配和信号屏蔽装置，其包括第一信号层、第二信号层、第三信号层、通孔和同轴电缆式过孔；其中，所述的第一信号层形成在一印刷电路板的一表面，所述的第三信号层形成在该印刷电路板的另一表面，所述的第二信号层设置在印刷电路板的中间，所述的第一信号层、所述的第二信号层与所述的第三信号层之间分别设置有通孔，该通孔中设置有屏蔽信号的屏蔽件，该屏蔽件还具有支撑作用；所述的同轴电缆式过孔贯穿设置在所述的第一信号层、所述的第二信号 层之间与所述的第三信号层之间，并将所述的第一信号层、所述的第二信号层和第三信号层电连接；所述的同轴电缆式过孔包括空心过孔、圆柱导体和填充介质，所述的空心过孔贯穿在该印刷电路板并具有金属内壁薄膜，所述的圆柱导体设置在所述的空心过孔的中心处，且所述的空心过孔的直径大于所述的圆柱导体的直径，所述的填充介质填充在所述的空心过孔的金属内壁薄膜与所述的圆柱导体之间，所述的填充介质上轴向设置有贯穿的小细孔，孔的直径小于2mm，通过设置小细孔，可以进一步改善阻抗匹配的问题，而且还具有一定的散热功能。 

对于该三层的电路板，为了防止各层电路板之间的信号层的信号容易产生干扰，发明采用设置通孔和屏蔽件的方法，可以很好的解决造成信号传输的不稳定的问题，而且通孔还具有很好的散热性能。 

作为优选，为了取得最佳的屏蔽效果，本发明中所述的屏蔽件为工字型结构，且其为由网状金属层和一层基材层组成的，其中，基材层设置成由网状金属层包围缠绕，所述的网状金属层为铝箔层，所述的基材层由玻璃、聚脂或聚碳酸酯制成，通过将屏蔽件设置为工字型结构，可以使该屏蔽件不仅具有较好的屏蔽性能，而且还具有一定的支撑作用，防止在焊接电路板时，导致因电路板刚度、强度不够造成电路板的损坏。 

同时，为了进一步改善屏蔽效果，所述的第一信号层与所述的第二信号层之间的通孔跟所述的第二信号层与所述的第三信号层之间的通孔交错排列，这种结构配置方式，可以实现最大化的将各个印刷电路板层与层之间的信号进行屏蔽，防止层与层之间信号的互相干扰作用。 

为了使所述的空心过孔的金属内壁薄膜具有良好的导电性能，所述的空心过孔的金属内壁薄膜的材料为铜。 

进一步，作为优选，所述的圆柱导体的材料为锡或铜。 

进一步，所述的金属内壁薄膜的厚度为0.5-1.2mm。 

进一步，结合阻抗的匹配，所述的填充介质的介电常数为4.5-4.9之间。 

其中，所述的填充介质选择为氰酸脂、聚酰亚胺或芳香胺。 

本发明的有益效果：本发明具有以下优点： 

1、本发明很好的解决了过孔会导致印刷电路板层与层之间阻抗的失配问题，有效改善了信号传输的完整性，增强了传输品质，可以使整个系统以最佳的方式工作； 

2、本使用新型结构简单，可以选择不同的填充介质，从而得到不同的阻抗，有效解决了印刷电路板各层之间阻抗匹配的技术问题，方法十分方便。 

3、本发明通过为各个信号层之间设置通孔，可以进一步防止各层之间的信号干扰，不仅可以增强电路板的散热，而且还可以实现各层信号之间屏蔽的作用。