降低辐射电磁噪音的印刷电路板制造技术

一种至少有两层导体层的印刷电路板包括一层电源层和一层接地层，以及一个设在相对的导体层之间的螺旋线圈电感器。螺旋线圈电感器的一端与电源层的电源线相连，另一端与设在导体层之一上面的器件电源端相连并要和电路器件的供电端以及隔离电容器的一端相连。器件接地端设在导体层之一的上面并要和电路器件的接地端以及隔离电容器的另一端相连，器件接地端与接地层的地线相连。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种承载包括晶体管、集成电路(IC)、大规模集成(LSI)电路等电路器件的印刷电路板。承载包括晶体管、IC、LSI电路等电路器件的印刷电路板遭受着由高频电流所造成的电磁噪音的传导或辐射，这些高频电流是由电路器件以及流经印刷电路板上电路所含寄生电容和寄生互感的称为共模信号的环流所产生的。当产生电磁噪音时，往往会在与这种印刷电路板或其它电子部件组合的电子部件中引起差错。为了解决上述问题，有一种常规印刷电路板采用了附图的附图说明图1所示的电路互连。如图1中所示，常规印刷电路板承载着产生数量互不相同的高频电流的电路器件101、102、103，电路器件101、102、103相互并列地连接在一根电源线104和一根地线105之间。电路器件101产生数量最大的高频电流，电路器件102产生数量居第二位的高频电流，而电路器件103则产生数量居第三位的高频电流。电源线104形成在印刷电路板的电源层(未示出)中，而地线105则形成在印刷电路板的地线层(未示出)中。电源层设置成一平面层，它包括形成在整个印刷电路板表面上的一层导电层。印刷电路板由一电源提供电能，电源与电源线104的供电端104a以及地线105的电源接地端105A相连。在电源线104和地线105之间靠近电源供电端104a和电源接地端105A处连接一个隔离电容器106。隔离电容器107a、107b、107c分别具有与相应电路器件101、102、103所产生的高频电流数量相当的电容，它们分别在电路器件101、102、103的供电端101a、102a、103a和接地端101b、102b、103b之间分别跨在电路器件101、102、103上。隔离电容器107a有数量最大的静电电容，隔离电容器107b有数量居第二位的静电电容，而隔离电容器107c则有数量居第三位的静电电容。由于隔离电容器107a、107b、107c的阻抗与它们的静电电容的数量成反比，隔离电容器107c有数量最大的阻抗，隔离电容器107b有数量居第二位的阻抗，而隔离电容器107a则有数量居第三位的阻抗。由电路器件101、102、103产生的高频电流分别经隔离电容器107a、107b、107c流至地线105，使在电路器件101、102、103的供电端101a、102a、103a的电压避免了变动。由于印刷电路板的电源层是在整个印刷电路板的表面上形成的一层平面层，所以电源线104的电阻，即阻抗很小。从而，即使当有高频电流流入电源线104时，也能使电源层的电压避免变动。电源层的阻抗小于隔离电容器107a、107b、107c的阻抗。因而，由电路器件101、102、103产生的高频电流可以不经隔离电容器107a、107b、107c而经电源层流入其它电路器件或有更小阻抗或更大静电电容的隔离电容器。由于流经隔离电容器107a、107b、107c的高频电流很复杂，难以精确掌握为隔离电容器107a、107b、107c分别需求的静电电容。此外，即使隔离电容器属于同一类型，它们也有依赖于静电电容的不同的阻抗随频率变动的特性。例如，在频率高于一定的频率时，具有较小静电电容的隔离电容器的阻抗往往要比具有较大静电电容的隔离电容器的阻抗小。从而，在一宽频带内的高频电流流入和流出隔离电容器。由于这一原因，印刷电路板需配备许多电容器，其静电电容远大于理论所需求的静电电容值。当有高频电流流入平面电源层时，高频电流可能作为在电源层中的环路电流，或者可能作为共模高频电流流入与印刷电路板相连的一条电缆内，造成电磁噪音辐射。若是由一电路器件产生的高频电流未流入跨接于其上的隔离电容器，而是流向另一途径，则此途径的阻抗增加了，引起另一电路器件中的大的电压变动，将会对其稳定运行产生不利影响。将包含多个这种印刷电路板的电子部件封装在一个金属盒内以避免电磁噪音的泄漏。与此电子部件连接并伸出盒外的电缆装配有共模线圈和磁心以抑制电磁噪音的传导。然而，由于要在盒中开孔容纳电子部件的控制旋钮与开关，因而难以完全制止电磁噪音从盒中泄漏。在日本专利公报No.300593/88、25497/89、273699/91以及293416/96中公开了在印刷电路板上印制互连线形成印刷电路板上的电感器。具体情况是，日本专利公报No.300593/88公开了将磁层分层为线圈图形以形成电感器用于提高电感。按照日本专利公报No.25497/89，在第一导电层上设置一磁层，并覆盖上一层第二导电层，制成一个电感器件。日本专利公报No.273699/91和293416/96示出通过在两层重叠的导电层上经通孔连续连接印刷的互联线形成线圈状的电感器。所有上述公开的常规设计都在印刷电路板上采用了印刷的互联线形成一种印刷电路板上的电感器。在所公开的印刷电路板中均未提到降低由具有图1所描绘的隔离电路的印刷电路板所辐射的电磁噪音。本专利技术的一项目的是要提供一种将会降低电磁噪音辐射的印刷电路板。按照本专利技术，一块印刷电路板至少有包括一层电源层和一层地线层的两层导电层，并有一个螺旋线圈电感器设在导电层之一的对面。螺旋线圈电感器有一端与电源层的电源线相连，而另一端则与设在导电层之一上面的一器件电源端相连并要和电路器件的一电源端以及一个隔离电容器的一端相连。这一设计增加了电源线和电路器件之间的阻抗。器件接地端设在导电层之一的上面并要和电路器件的接地端以及隔离电容器的另一端相连，器件接地端连接到接地层的接地线上。由电路器件产生的高频电流经隔离电容器流至接地层。结果使得由印刷电路板辐射的电磁噪音得到降低。螺旋线圈电感器可以包括一种喇叭口状的螺线圈电感器，即使只有在一有限区域内才能安装这种螺旋线圈电感器，也能用以提高电源线和电路器件之间的阻抗。导电层之一的对面可以分别包括电源层和接地层。由于螺旋线圈电感器的导线是由在导电层中的框状切槽形成的，导线与导电层绝缘并与其无电气关联。因此，螺旋线圈电感器可设在任意两层相对导电层之间。即若导电层只包括电源和接地层，无需为设置螺旋线圈电感器增加另外的导电层。导电层可以包括两层相对的电源层以及分别设置在两层相对的电源层表面上的两层接地层，并且螺旋线圈电感器导线可以设在两层相对的电源层上。设在电源层之间的螺旋线圈电感器是夹在接地层之间，因此提供稳定的特性。接地层用作为降低由信号层上的喇叭口状螺旋线圈所产生的电磁场影响的一道屏蔽。导电层还可以包括分别设置在接地层表面上的两层信号层，穿孔或通孔包括经电源层和接地层伸展并与信号层连接的穿孔或通孔以及经电源层伸展并与接地层连接的穿孔或通孔，穿孔或通孔相互紧挨地设置，降低信号层和接地层之间的阻抗。降低了信号层和接地层之间的阻抗就减少了由流经穿孔或通孔的信号电流所引起的电磁噪音并缩小了信号波形的畸变。最好印刷电路板还包括一层设置在相对的导电层之间的绝缘层，该绝缘层含有一种磁性材料。绝缘层与磁性材料混合起着螺旋线圈的磁芯的作用，使螺旋线圈电感器的电感增加。绝缘层可以设置在至少由螺旋线圈电感器的导线和穿孔或通孔内绕的一线圈内。与磁性材料混合的绝缘层还起着螺旋线圈电感器的磁芯的作用。绝缘层可以包括一种混合有作为磁性材料的Ni-Zn铁氧体细粒的绝缘溶剂，或者一种混合有作为磁性材料的Mn-Zn铁氧体细粒的绝缘溶剂，或者一种混合有作为磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种印刷电路板，在其上的一个电路器件有一电源端和一接地端，并且安装着一个带有一对线端的隔离电容器，所述印刷电路板的特征在于，它包括：至少包括一层电源层和一层接地层的两层导体层，所述电源层有一电源线，而所述接地层则有一地线；设在所述导 体层之一的上面并要与电路器件的电源端以有隔离电容器的一个线端相连的一器件电源端；设在所述导体层之一的上面并要与电路器件的接地端以及隔离电容器的另一线端相连的一器件接地端，所述器件接地端与接地层的所述地线相连；以及一螺旋线圈电感器，它 包括确定在所述导体层的相对层中由框状沟槽所确定的多条导体线，以及使所述导体线互连的穿孔或通孔，所述螺旋线圈电感器有一端与所述电源层的所述电源线相连并有另一端与所述器件电源端相连。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：远矢弘和，吉田史郎，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]