CN111295039A - 一种线路板及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种线路板及电子设备，线路板包括信号线路层、第一接地层和介质层；所述第一接地层设置于所述信号线路层的至少一侧；所述介质层设置于所述信号线路层和所述第一接地层之间；所述第一接地层包括至少两条相互电连接的接地条；所述信号线路层包括至少一条信号线，所述信号线与所述接地条平行设置。通过将第一接地层设置成包括至少两条相互电连接的接地条，减少了铜量，同时，提高了线路板的柔韧性；通过将信号线与接地条平行设置，降低了信号的传输损耗，提高了传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及线路板技术领域，尤其涉及一种线路板及电子设备。
背景技术
电子设备中采用印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)或柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)来实现电耦合电路中的各个组件。
在通信系统中，大量设备之间信号的互连要求各设备都要有一个基准‘地’作为信号的参考地。而且随着电子设备的复杂化，电路板上信号线传输的信号的频率越来越高，对外界电磁场的干扰越来越敏感，因此，通常会在电路板中设置接地层作为参考地，同时作为屏蔽层，消除外界的电磁场的干扰。
在现有技术中，为了减少铜量，接地层采用网格状图案。另外，对于PCB而言，接地层采用网格状图案可以保证PCB的平整度和不变形，以及控制铜平衡；对于FPC而言，接地层采用网格状图案可以提升FPC的柔韧性，方便FPC弯折和组装。
然而，发明人在具体实施过程中，发现现有技术中信号线的传输损耗较大，传输效率较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种线路板及电子设备，能够降低信号线的传输损耗，提高传输效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种线路板，包括：信号线路层、第一接地层和介质层；
所述第一接地层设置于所述信号线路层的至少一侧；
所述介质层设置于所述信号线路层和所述第一接地层之间；
所述第一接地层包括至少两条相互电连接的接地条；
所述信号线路层包括至少一条信号线，所述信号线与所述接地条平行设置。
可选的，所述第一接地层还包括电连接所述接地条的连接部，所述连接部与所述接地条形成网格结构。
可选的，所述信号线沿延伸方向的中心线与其中一条所述接地条沿延伸方向的中心线在垂直于线路板的方向上重合。
可选的，所述信号线的线宽大于所述接地条的线宽。
可选的，所述信号线的线宽范围为250μm-300μm，所述接地条的线宽范围为80μm-120μm。
可选的，所述信号线的长度与所述接地条的长度相等。
可选的，所述第一接地层设置于所述信号线路层的一侧，所述信号线路层远离所述第一接地层的一侧设置有第二接地层，所述信号线路层与所述第二接地层之间设置有介质层；
所述第二接地层为金属箔。
可选的，线路板还包括绝缘保护层；
所述绝缘保护层设置于所述介质层靠近所述信号线路层的一侧，并覆盖所述信号线；和/或
所述绝缘保护层设置于所述介质层靠近所述第一接地层的一侧，并覆盖所述接地条。
可选的，所述介质层为柔性有机层。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括本发明第一方面提供的线路板。
本发明实施例提供的线路板，包括信号线路层、第一接地层和介质层，信号线路层包括信号线，接地层包括至少两条相互电连接的接地条，通过将第一接地层设置成包括至少两条相互电连接的接地条，减少了铜量，同时，提高了线路板的柔韧性；通过将信号线与接地条平行设置，降低了信号的传输损耗，提高了传输效率。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为现有技术的一种线路板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种线路板的剖视图；
图3为本发明实施例提供的一种接地层的俯视图；
图4为本发明实施例提供的一种线路板的俯视图；
图5为本发明实施例提供的另一种接地层的俯视图；
图6为本发明实施例提供的另一种接地层的俯视图；
图7为本发明实施例提供的另一种接地层的俯视图；
图8为本发明实施例提供的另一种接地层的俯视图；
图9为本发明实施例提供的另一种线路板的剖视图；
图10为本发明实施例提供的另一种线路板的俯视图；
图11为本发明实施例提供的另一种线路板的剖视图；
图12为本发明实施例提供的另一种线路板的剖视图；
图13为本发明实施例提供的另一种线路板的剖视图；
图14为本发明实施例提供的另一种线路板的剖视图；
图15为本发明实施例提供的另一种线路板的剖视图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
图1为现有技术的一种线路板的结构示意图，如图1所示，该线路板包括接地层和信号层，该接地层的网格状图案的多个网格为多条网格线11相互交叉形成，该信号层包括至少一条信号线12，信号线12与网格线11呈45°夹角，且信号线12穿过网格线11相互交叉的交叉点。可以理解的是，接地层与信号层实际上并非同层，二者中间设置有介质层(未示出)，为了更好地理解现有技术的方案，图1中将接地层和信号层画在同一层中。
发明人研究发现，信号线与接地层的回路会选阻抗最小的路径构成参考地回路，而阻抗最小的路径也是路径长度最小的路径。如图1所示，现有技术的线路板中，参考地回路由图1中信号线与虚线13构成。这样的设计使得参考地回路过长，进而导致信号的传输损耗较大，传输效率较低。
本发明实施例提供了一种线路板，包括：信号线路层、第一接地层和介质层；
第一接地层设置于信号线路层的至少一侧；
介质层设置于信号线路层和第一接地层之间；
第一接地层包括至少两条相互电连接的接地条；
信号线路层包括至少一条信号线，信号线与接地条平行设置。
本发明实施例提供的线路板，包括信号线路层、第一接地层和介质层，信号线路层包括信号线，接地层包括至少两条相互电连接的接地条，通过将第一接地层设置成包括至少两条相互电连接的接地条，减少了铜量，同时，提高了线路板的柔韧性；通过将信号线与接地条平行设置，降低了信号的传输损耗，提高了传输效率。
为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本发明的技术方案，下面结合具体附图对本实施例提供的散射膜进行具体说明：
图2为本发明实施例提供的一种线路板的剖视图，图3为本发明实施例提供的一种接地层的俯视图，图4为本发明实施例提供的一种线路板的俯视图，如图2-图4所示，该线路板包括信号线路层110、第一接地层120和介质层130。
示例性的，第一接地层120设置于信号线路层110的一侧，介质层130设置于信号线路层110和第一接地层120之间。即，也可以解释为第一接地层120和信号线路层110分别设置在介质层130相对的两侧。
第一接地层120用于接地或接一参考电压，作为参考地。第一接地层120的材质通常为铜，第一接地层120包括至少两条相互电连接的接地条121，示例性的多条接地条121平行设置。通过将第一接地层设置成包括至少两条相互电连接的接地条，减少了铜量，同时，提高了线路板的柔韧性。
信号线路层110包括至少一条信号线111，信号线111与接地条121平行设置。如图4所示，由于信号线111与接地条121平行设置，信号线111与接地条121构成的参考地回路(图中信号线111与虚线124构成的回路)相对于现有技术的线路板的参考地回路的长度大大缩短，降低了信号的传输损耗，提高了传输效率。可以理解的是，图4中，第一接地层120与信号线路层110实际上并非同层，二者中间设置有介质层，为了更好地理解信号线111与接地条121的位置关系，图4中将第一接地层120和信号线路层110画在同一层中。
需要说明的是，在本发明实施例中，以信号线路层110包括一条信号线111为例，对本发明进行说明，在本发明其他实施例中，信号线路层110可以包括多条信号线111，本发明实施例在此不做限定。此外，在本发明实施例中，以信号线111和接地条均为直线段为例，对本发明进行说明，在本发明其他实施例中，信号线111也可以不是直线段，而是曲线段，相应的接地条121可以是与信号线111平行的曲线段，以保证信号线111的阻抗一致性，本发明实施例在此不做限定。
第一接地层120还包括电连接接地条121的连接部122，连接部122与接地条121形成网格结构。本发明实施例中，网格结构的第一接地层120可以由铜箔刻蚀形成，通过刻蚀掉部分铜箔，形成阵列排布的通孔123，进而形成包括接地条121和连接部122的网格结构。
通孔123可以具有多种形式，具体说明如下：
图5为本发明实施例提供的另一种接地层的俯视图，图6为本发明实施例提供的另一种接地层的俯视图，图7为本发明实施例提供的另一种接地层的俯视图，图8为本发明实施例提供的另一种接地层的俯视图。
如图3所示，通孔123的形状为腰形，腰形孔的长轴与接地条121平行。
如图5所示，通孔123的形状为椭圆，椭圆孔的长轴与接地条121平行。
如图6-图8所示，通孔123的形状为棱形或其他多边形。
需要说明的是，上述实施例中，通孔的形状为对本发明的示例性说明，而非对本发明的具体限定，只需形成网格结构的第一接地层即可，本发明在此不做限定。
图9为本发明实施例提供的另一种线路板的剖视图，图10为本发明实施例提供的另一种线路板的俯视图，如图9和图10所示，在上述实施例的基础上，信号线111沿延伸方向的中心线与其中一条接地条121沿延伸方向的中心线在垂直于线路板的方向上重合。通过将信号线111沿延伸方向的中心线与接地条121沿延伸方向的中心线在垂直于线路板的方向上重合设置，进一步缩短参考地回路的长度，降低信号的传输损耗，提高传输效率。
需要说明的是，图10所示的实施例中，以第一接地层120为图3所示的网格结构为例进行说明，可以理解的是，该实施例中，第一接地层120也可以是图5-图8所示的网格结构，本发明实施例在此不再赘述。
如图9所示，信号线111的线宽d1大于接地条121的线宽d2，通过增大信号线111的线宽，降低信号线111的阻抗，进一步降低信号的传输损耗。
示例性的，信号线111的线宽范围为250μm-300μm，接地条121的线宽范围为80μm-120μm。在以具体实施例中，信号线111的线宽为280μm，接地条121的线宽为100μm。需要说明的是，接地条121的线宽是指接地条121最窄处的宽度。
在上述实施例的基础上，信号线111的长度与接地条121的长度相等。使得信号线111具有完整的参考地，降低信号线111的辐射，进而降低信号的传输损耗。
上述实施例中，信号线111可以是单端微带线，单端微带线用于传输单端信号，单端信号是在一跟导线上传输的与地之间的电平差。如图2和图9所示，该实施例中，单端微带线是位于第一接地层120上由介质层130隔开的印制导线，它是一根带状导线(信号线110)。
在上述实施例的基础上，信号线路层也可以包括差分微带线，差分微带线包括位于接地层上，且由电解质与接地层隔离开的两条相互平行、等长、等宽且紧密靠近设置的导线，用于传输差分信号，两条导线上传输的信号振幅相同，相位相反。图11为本发明实施例提供的另一种线路板的剖视图，如图11所示，在该实施例中，线路板包括信号线路层110、第一接地层120和介质层130。信号线路层110包括至少两条相互平行、等长、等宽且紧密靠近设置的信号线111，用于传输差分信号。两条信号线111位于第一接地层120上，且由介质层130与第一接地层120隔开。
在上述实施例的基础上，信号线路层可以包括单端带状线，单端带状线是一条置于两个平行的接地层之间的一根高频传输导线，接地层和信号线路层之间设置有电介质。图12为本发明实施例提供的另一种线路板的剖视图，如图12所示，在该实施例中，线路板包括信号线路层110、两个第一接地层120和介质层130。两个第一接地层120分别设置于信号线路层110的相对两侧，介质层130设置于信号线路层120和第一接地层110之间。单端带状线用于传输单端信号，单端信号是在一跟导线上传输的与地之间的电平差。
在上述实施例的基础上，单端带状线的两个接地层中，可以一个是本发明实施例提供的第一接地层，另一接地层可以是实地金属箔。图13为本发明实施例提供的另一种线路板的剖视图，如图13所示，该实施例中，线路板包括信号线路层110、第一接地层120、第二接地层140和介质层130。第一接地层120和第二接地层140分别设置于信号线路层110的相对两侧，介质层130设置于信号线路层120和第一接地层110之间，以及信号线路层120和第二接地层140之间。第二接地层140为金属箔，具体的，可以是铜箔，该第二接地层140为具有完整表面(不开孔)的实地。信号线路层110包括信号线111，用于传输单端信号。
在上述实施例的基础上，信号线路层可以包括差分带状线，差分带状线是两条置于两个平行的接地层之间的信号传输导线，接地层和信号线路层之间设置有电介质。两条信号传输导线相互平行、等长、等宽且紧密靠近设置的导线，用于传输差分信号，两条导线上传输的信号振幅相同，相位相反。图14为本发明实施例提供的另一种线路板的剖视图，如图14所示，在该实施例中，线路板包括信号线路层110、两个第一接地层120和介质层130。两个第一接地层120分别设置于信号线路层110的相对两侧，介质层130设置于信号线路层120和第一接地层110之间。两条相互平行、等长、等宽且紧密靠近设置的信号线111用于传输差分信号。
在上述实施例的基础上，差分带状线的两个接地层中，可以一个是本发明实施例提供的第一接地层，另一接地层可以是实地金属箔。图15为本发明实施例提供的另一种线路板的剖视图，如图15所示，在该实施例中，线路板包括信号线路层110、第一接地层120、第二接地层140和介质层130。第一接地层120和第二接地层140分别设置于信号线路层110的相对两侧，介质层130设置于信号线路层120和第一接地层110之间，以及信号线路层120和第二接地层140之间。两条相互平行、等长、等宽且紧密靠近设置的信号线111用于传输差分信号。第二接地层140为金属箔，具体的，可以是铜箔，该第二接地层140为具有完整表面(不开孔)的实地。
在上述实施例的基础上，如图2、图9、图11-图15所示，线路板还包括绝缘保护层150。
具体的，如图2、图9和图11所示，绝缘保护层150设置于介质层130靠近信号线路层110的一侧，并覆盖信号线111；以及绝缘保护层150设置于介质层130靠近第一接地层120的一侧，并覆盖接地条121。示例性的，绝缘保护层150可以是具有缓冲保护作用的有机层，避免线路板的信号线路层110和第一接地层120在使用过程中受到外界的碰撞造成损伤。
如图12-图15所示，绝缘保护层150设置于介质层130靠近第一接地层120的一侧，并覆盖接地条121；以及绝缘保护层150设置于介质层130靠近第二接地层140的一侧，并覆盖第二接地层140。示例性的，绝缘保护层150可以是具有缓冲保护作用的有机层，避免线路板的第一接地层120和第二接地层140在使用过程中受到外界的碰撞造成损伤。
在上述实施例的基础上，介质层130可以是刚性材料，例如酚醛树脂、玻璃纤维或环氧树脂等，用于形成硬性电路板。介质层130也可以为柔性有机材料，例如聚酰亚胺或聚酯薄膜，用于形成柔性线路板。
本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：如本发明任意实施例所提供的线路板。该电子设备例如可以是智能音响、智能手表、智能耳机、智能手机或平板电脑等，该线路板可以为电子设备中的硬性电路板或柔性线路板。
该电子设备中的线路板包括信号线路层、第一接地层和介质层，信号线路层包括信号线，接地层包括至少两条相互电连接的接地条，通过将第一接地层设置成包括至少两条相互电连接的接地条，减少了铜量，同时，提高了线路板的柔韧性；通过将信号线与接地条平行设置，降低了信号的传输损耗，提高了传输效率。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种线路板，其特征在于，包括：信号线路层、第一接地层和介质层；
所述第一接地层设置于所述信号线路层的至少一侧；
所述介质层设置于所述信号线路层和所述第一接地层之间；
所述第一接地层包括至少两条相互电连接的接地条；
所述信号线路层包括至少一条信号线，所述信号线与所述接地条平行设置。
2.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述第一接地层还包括电连接所述接地条的连接部，所述连接部与所述接地条形成网格结构。
3.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述信号线沿延伸方向的中心线与其中一条所述接地条沿延伸方向的中心线在垂直于线路板的方向上重合。
4.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述信号线的线宽大于所述接地条的线宽。
5.根据权利要求4所述的线路板，其特征在于，所述信号线的线宽范围为250μm-300μm，所述接地条的线宽范围为80μm-120μm。
6.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述信号线的长度与所述接地条的长度相等。
7.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述第一接地层设置于所述信号线路层的一侧，所述信号线路层远离所述第一接地层的一侧设置有第二接地层，所述信号线路层与所述第二接地层之间设置有介质层；
所述第二接地层为金属箔。
8.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，还包括绝缘保护层；
所述绝缘保护层设置于所述介质层靠近所述信号线路层的一侧，并覆盖所述信号线；和/或
所述绝缘保护层设置于所述介质层靠近所述第一接地层的一侧，并覆盖所述接地条。
9.根据权利要求1所述的线路板，其特征在于，所述介质层为柔性有机层。
10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的线路板。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022012007A1 (zh) * | 2020-07-17 | 2022-01-20 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 电路板以及服务器 |
| CN117895203A (zh) * | 2024-01-11 | 2024-04-16 | 之江实验室 | 一种基于半导体工艺的低寄生参数的serdes差分对结构及设备 |
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- 2020-02-26 CN CN202010121148.6A patent/CN111295039A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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