一种PCB层叠结构及电路板的制作方法

一种pcb层叠结构及电路板
技术领域
1.本实用新型涉及电子器件检测领域，更具体的，涉及一种pcb层叠结构及电路板。


背景技术：

2.传统的pcb板一般走一种信号，通过在信号层之间设立地层隔离即可。然而，目前平板检测领域用到的信号包括数字信号、模拟信号以及电源信号，这三种信号在工作时会互相干扰，需要完全隔离；数字模块、模拟模块以及电源模块需要单独摆放，做到完全分隔。现有技术中要做到数字、模拟以及电源完全分开，必须有更大的基板面积和更多的层叠，且数字、模拟以及电源模块不能异面布局，增大了pcb板的设计难度。
3.此外，传统的数模混合以及电源电路板一般采用一整块多层板或者多块基板互联的方式，多块基板互联装配繁琐，体积较大，采用整块多层板的形式的电路板主要通过在pcb上打孔，并在孔内形成金属导层实现内部信号的引出，但在进行信号传输时会由于传输距离的影响导致信号衰减；由于孔内均布金属导层，在未布线的位置会造成信号的反射，需要通过钻孔的形式去除，工艺复杂，且在进行信号传输时会由于传输距离的影响导致信号衰减。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供一种pcb层叠结构及电路板。
5.第一方面，本实用新型提出了一种pcb层叠结构，包括层叠设置的第一部分和第二部分，所述pcb层叠结构至少用于实现模拟信号、数字信号、电源信号、接地信号中任一种信号走线，其中，模拟信号走线、数字信号走线和电源信号走线通过接地层彼此信号隔离。
6.在一个具体实施例中，其中模拟信号走线和数字信号走线设置在第一部分的不同层中，电源信号走线设置在第二部分中。
7.在一个具体实施例中，第一部分与第二部分别为第一基板和第二基板，所述第一基板与所述第二基板层叠压合固定；
8.所述第一基板与所述第二基板上开设有连接孔，信号经所述连接孔引出至pcb板表面器件。
9.在一个具体实施例中，所述模拟信号走线设置在所述第一基板的至少一层上；模拟信号接地层设置在所述模拟信号走线所在层的上下两层；所述数字信号走线设置在所述第二基板的至少一层上；数字信号接地层分别设置在所述数字信号走线所在层的上下两层。
10.在一个具体实施例中，所述第一基板还包括：
11.第一连接孔，用于将所述模拟信号走线电连接到所述第一基板的第一层上的第一焊盘，其中所述第一基板的第一层为所述pcb层叠结构的第一表面层；
12.第二连接孔，用于将所述数字信号走线电连接到所述第一层上的第二焊盘。
13.在一个具体实施例中，所述电源信号走线设置在所述第二基板的至少一层上；电
源信号接地层设置在所述电源信号走线所在层的上下两层。
14.在一个具体实施例中，所述第二基板还包括：
15.第三连接孔，用于将所述电源信号走线电连接到所述第二基板的第一层上的第三焊盘，其中所述第二基板的第一层为所述pcb层叠结构的与所述第一表面层相对的第二表面层。
16.在一个具体实施例中，所述pcb层叠结构包括第一层至第十六层，其中，
17.第一层为所述pcb层叠结构的第一表面层；第二层为第一模拟信号接地层；第三层上设置有模拟信号走线；第四层为第二模拟信号接地层；第五层为第一数字信号接地层；第六层上设置有第一数字信号走线；第七层上设置有第二数字信号走线；第八层为第二数字信号接地层；第九层为第一电源信号接地层；第十层上设置有第一电源信号走线；第十一层为第二电源信号接地层；第十二层上设置有第二电源信号走线；第十三层为第三电源信号接地层；第十四层上设置有第三电源信号走线；第十五层为第四电源信号接地层；第十六层为所述pcb层叠结构的与所述第一表面层相对的第二表面层。
18.在一个具体实施例中，所述pcb层叠结构还包括：
19.设置在所述第一层上的第一焊盘；
20.第一连接孔，从所述第一层贯穿到所述第四层或第八层，用于将所述模拟信号走线电连接到所述第一焊盘；
21.设置在所述第一层上的第二焊盘；
22.第二连接孔，从所述第一层贯穿到所述第八层，用于将所述第一数字信号走线和第二数字信号走线电连接到对应的第二焊盘；
23.设置在所述第十六层上的第三焊盘；
24.第三连接孔，从所述第十六层贯穿到所述第九层，用于分别将所述第一电源信号走线、第二电源信号走线和第三电源信号走线连接到对应的第三焊盘。
25.第二方面，本实用新型提出了一种pcb电路板，该pcb电路板包括：如第一方面所述的pcb层叠结构；
26.设置在所述第一表面层上的模拟器件，其中所述模拟器件电连接所述模拟信号走线；
27.设置在所述第一表面层上的数字器件，其中所述数字器件电连接所述数字信号走线；
28.设置在所述第二表面层上的电源器件，其中所述电源器件电连接所述电源信号走线。
29.在一个具体实施例中，该pcb电路板还包括：
30.设置在所述第一表面层上的模数转换器，其中所述模拟器件通过所述模拟信号走线电连接到所述模数转换器，所述模数转换器通过所述数字信号走线电连接到所述数字器件；
31.检流器件，包括插接安装在所述pcb电路板上的接地管脚、电源连接管脚、第一检测管脚和第二检测管脚；
32.设置在所述第二表面层上的采样电路；
33.其中，所述检流器件的接地管脚通过电源信号接地层接地，所述电源连接管脚通
过第一电源信号走线电连接所述电源器件，所述第一检测管脚和第二检测管脚分别通过第二电源信号走线和第三电源信号走线电连接所述采用电路。
34.本实用新型的有益效果如下：
35.本实用新型针对目前现有问题，制定一种新型的pcb层叠结构及电路板，通过设置不同的接地层，将电源信号、模拟信号、数字信号集成在一起，有效的隔离了各种信号间的干扰，进一步，利用半孔工艺，将一块基板分成两块基板制作，最后再完成整板压合，实现正反面模拟、数字以及电源的良好的信号屏蔽，提高了pcb基板设计的集成度，节约了pcb电路板的设计面积和电路板层数，降低了电路板的设计难度，进一步，连接孔分别在不同的基板上形成，能够减少信号的衰减以及信号反射的问题，简化工艺，保证了测试的准确度，适用于大电流大电压的检测，具有广泛的应用前景。
附图说明
36.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1示出根据本实用新型的一个实施例的pcb层叠结构的示意图；
38.图2示出根据本实用新型的一个实施例的pcb电路板的结构示意图；
具体实施方式
39.为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。
40.本实用新型提出了一种pcb层叠结构，该pcb层叠结构包括层叠设置的第一部分和第二部分，所述pcb层叠结构至少用于实现模拟信号、数字信号、电源信号、接地信号中任一种信号走线，其中，模拟信号走线、数字信号走线和电源信号走线通过接地层彼此信号隔离。
41.在一个具体实施例中，其中模拟信号走线和数字信号走线设置在第一部分的不同层中，电源信号走线设置在第二部分中。其他实施例中还可以在第一部分中布置模拟信号走线或数字信号走线，在第二部分中布置数字信号走线和电源信号走线，或者在第二部分中布置模拟信号走线和电源信号走线，具体不做限制。
42.其中第一部分与第二部分分别为层叠设置的第一基板和第二基板，所述第一基板与所述第二基板层叠压合固定，分别作为pcb板的上半部分与下半部分；第一基板与所述第二基板上开设有连接孔，信号经所述连接孔引出至pcb表面器件。通过将一块基板分成两块基板制作，最后再完成整板压合，实现正反面模拟、数字以及电源的良好的信号屏蔽，提高pcb基板设计的集成度。
43.实施例一
44.图1示出了根据本实用新型实施例的一种16层的pcb层叠结构。
45.如图1所示，该pcb层叠结构包括第一层至第十六层，其中，
46.第一层为所述pcb层叠结构的第一表面层101，通常用来根据不同的测试场景安装对应的电子元器件，例如利用表面贴装工艺。
47.第二层为第一模拟信号接地层102，在一个具体示例中，在第二层上铺设gnd铜皮作为模拟信号接地层。
48.第三层为模拟信号走线层，该层上设置有模拟信号走线103，在实际中，模拟信号走线层上的模拟信号走线可能有一条或多条，用于在各个器件间传送模拟信号。在一个具体示例中，所述模拟信号走线层依据3w走线规则进行走线。
49.第四层为第二模拟信号接地层104。在一个具体示例中，在第四层上铺设gnd铜皮作为模拟信号接地层。
50.由于模拟信号相对敏感，易受外部干扰，因此，通过在模拟信号走线层相邻的上下两层上形成接地结构，例如铜皮，从而构成了模拟信号的隔离层，能够使得模拟信号走线层中传输的信号不受其它信号影响。
51.第五层为第一数字信号接地层105。在一个具体示例中，在第五层上铺设gnd铜皮作为数字信号接地层。
52.第六层上设置有第一数字信号走线106，第七层上设置有第二数字信号走线107。在该示例中，第六层和第七层均为数字信号走线层，在另外的示例中，数字信号走线层为单向参考，根据实际需要，可以设置一层或更多层数字信号走线层。
53.通过在数字信号走线层相邻的上下两层上形成接地结构，例如铜皮，从而构成了数字信号的隔离层，能够使得数字信号走线层中传输的信号不受其它信号影响。
54.在实际中，数字信号走线层上的数字信号走线可能有一条或多条，用于在各个器件间传送数字信号。在一个具体示例中，所述数字信号走线层依据3w走线规则进行走线。
55.第八层为第二数字信号接地层108。在一个具体示例中，在第八层上铺设gnd铜皮作为数字信号接地层。
56.第一至第八层构成pcb层叠结构的第一基板，主要涉及模拟、数字信号的传输。
57.第九层为第一电源信号接地层109。在一个具体示例中，在第九层上铺设gnd铜皮作为电源信号接地层。
58.第十层上设置有第一电源信号走线110。
59.第十一层为第二电源信号接地层111。在一个具体示例中，在第十一层上铺设gnd铜皮作为电源信号接地层。
60.第十二层设置有第二电源信号走线112。
61.第十三层为第三电源信号接地层113。在一个具体示例中，在第十三层上铺设gnd铜皮作为电源信号接地层。
62.第十四层上设置有第三电源信号走线114。
63.第十五层为第四电源信号接地层115。
64.第十六层为所述pcb层叠结构的与所述第一表面层相对的第二表面层116，通常用来根据不同的测试场景安装对应的电源器件，例如利用表面贴装工艺。
65.第九至第十六层构成pcb层叠结构的第二基板，主要涉及电源信号的传输。
66.在该示例中，第十层、第十二和第十四层均为电源信号走线层，每个电源信号走线层的上下两层均为接地层。在另外的示例中，根据实际需要，可以设置更少或更多层电源信
号走线层。
67.在实际中，电源信号走线层上的电源信号走线可能有一条或多条，用于在各个器件间传送电源信号。在一个具体示例中，所述电源信号走线层依据3w走线规则进行走线。
68.通过在电源信号走线层相邻的上下两层上形成接地结构，例如铜皮，从而构成了电源信号的隔离层，能够使得电源信号走线层中传输的电源信号不受其它信号影响和不干扰上述模拟和数字信号传输。尤其是，在下文中所述采用半孔工艺，使得传输电源信号的连接孔(图1中的第三连接孔)并不穿透到pcb层叠结构的第一至第八层，从而进一步防止电源信号对模拟、数字信号的影响。
69.为了能够与表面上安装的各种电子器件进行信号通信，如图1所示，所述pcb层叠结构还包括：
70.将模拟信号走线引出到第一表面101的焊盘上的连接孔，称为第一连接孔；
71.将数字信号走线引出到第一表面的焊盘上的连接孔，称为第二连接孔；
72.将电源信号走线引出到第二表面106的焊盘上的连接孔，称为第三连接孔。
73.尽管图1中示出第一连接孔为1个，然而本领域技术人员能够明了，模拟信号走线为多个的时候，分别通过不同的连接孔引出到对应的焊盘，因此，虽然统称为第一连接孔，实际上是一类连接孔，用于将模拟信号引出到对应的焊盘上，而对应的焊盘与安装在表面的模拟器件的对应管脚电连接，或者说，模拟器件的管脚焊接在对应的焊盘上。
74.第二连接孔和第三连接孔类似，在此不再赘述。
75.在上述示例中，第一连接孔从所述第一层贯穿到所述第四层(图1中未示出)或第八层，用于将所述模拟信号走线103电连接到第一焊盘；第二连接孔分别从第一层贯穿到第八层，用于分别将所述第一数字信号走线106和第二数字信号走线107电连接到对应的第二焊盘；第三连接孔分别从第十六层贯穿到所述第九层，用于分别将所述第一电源信号走线110、第二电源信号走线112和第三电源信号走线114电连接到对应的第三焊盘。图示中第一连接孔与第二连接孔均以贯通第一基板为例，其他实施例中可根据布线位置确定贯穿层数，保证信号可有效引出即可；且第一基板与第二基板的层数可相等或不等，具体不做限制。
76.此外，连接孔用于实现信号的连接，为了避免在未布线的位置造成信号反射，还需要将未布线位置的孔内金属导层去除。具体地，例如第一连接孔贯穿至第八层，由于第五至第八层未布线，所以需要采用钻孔的形式自背面将第八至第五层的金属导层去除。
77.从图1中可见，第一连接孔和第二连接孔并不贯穿整个pcb层叠结构，其仅存在于第一基板(第一层至第八层)中，而第三连接孔也并不贯穿整个pcb层叠结构，其仅存在于第二基板(第九层至第十六层)中，这可以使用半孔工艺实现。其中，第一基板为模拟和数字部分，并用模拟信号接地层和数字信号接地层将模拟信号和数字信号隔离开；第二基板为电源部分，与电源信号连接。模拟信号、数字信号以及电源信号被相应的接地层包裹，能够很好的起到信号的屏蔽与隔离，进一步，所有信号均能实现空间上的相互隔离，能够很好的起到信号的屏蔽与隔离效果。同时，由于半孔工艺，电源信号和模拟/数字信号分别存在于层叠结构的不同部分，能够实现大电流大电压的检测，具有广泛的应用前景。
78.另外，通过半孔工艺，本实用新型的中的pcb电路板采用了一块基板，节约了pcb电路板的设计面积和基板层数。
79.上述示例是16层的pcb层叠结构，需要说明的是，上述图1中模拟信号走线、数字信号走线、电源信号走线以及相对应的接地层的设置是示例性的，不构成对pcb层叠结构的具体限定。
80.本领域技术人员能够在阅读了本实用新型的方案后明了，本方案中的pcb层叠结构不限于16层，模拟信号走线、数字信号走线和电源信号走线并不一定设置在上述示例中的具体层中。
81.为此，在一个更广义的示例中，所述模拟信号走线设置在所述第一基板的至少一层上，模拟信号接地层设置在所述模拟信号走线所在层的上下两层；所述数字信号走线设置在所述第一基板的至少一层上，数字信号接地层分别设置在所述数字信号走线所在层的上下两层；所述电源信号走线设置在所述第二基板的至少一层上，电源信号接地层设置在所述电源信号走线所在层的上下两层。
82.此外，还包括一自第一表面层贯穿第二表面层的第四连接孔，该连接孔一端连接电源器件，用以向个信号层供电。
83.本实用新型针对目前现有问题，提供一种新型的pcb层叠结构，通过设置不同的接地层，将电源信号、模拟信号、数字信号集成在一起，有效的隔离了各种信号间的干扰，进一步，节约了pcb电路板的设计面积和基板层数，降低了电路板的设计难度，适用于大电流大电压的检测，具有广泛的应用前景。
84.实施例二
85.在实施例一所提供的pcb层叠结构基础上，技术人员可以在上下两侧的表面上安装对应的器件，形成实现完整电气功能的检测板。为此，如图2所示，本实用新型的又一个实施例提出了一种pcb电路板，该电路板包括，如图1所示的pcb层叠结构、模拟器件、数字器件以及电源器件，其中，模拟器件通过第一焊盘设置在第一表面层上，并电连接模拟信号走线；数字器件通过第二焊盘设置在第一表面层上，并电连接数字信号走线；电源器件通过第三焊盘设置在第二表面层上，并电连接电源信号走线。
86.在一个具体示例中，如图2所示，该pcb电路板还包括模数转换器、检流器件以及采样电路，其中，模数转换器设置在第一表面层上，采样电路设置在第二表面层上，模拟器件通过所述模拟信号走线电连接到模数转换器，进一步，模数转换器通过数字信号走线电连接到数字器件。
87.检流器件包括插接安装在所述pcb电路板上的接地管脚、电源连接管脚、第一检测管脚和第二检测管脚(图2中未示出)。其中，检流器件的接地管脚通过电源信号接地层接地；电源连接管脚通过第一电源信号走线电连接所述电源器件；第一检测管脚通过第二电源走线连接采样电路；第二检测管脚通过第三电源走线连接采样电路。
88.本实用新型针对目前现有问题，制定一种新型的pcb电路板，通过设置不同的接地层，将电源信号、模拟信号、数字信号集成在一起，有效的隔离了各种信号间的干扰，节约了pcb电路板的设计面积和基板层数，降低了电路板的设计难度，适用于大电流大电压的检测，具有广泛的应用前景。
89.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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
解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
90.还需要说明的是，在本实用新型的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
91.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。