[发明专利]能够降低边缘辐射的印刷电路板及终端设备

说明书

技术领域

本发明属于电路板领域，尤其涉及一种能够降低边缘辐射的印刷电路板及终端设备。

背景技术

对于高频高速PCB，因为电源平面和地平面的层间耦合磁通泄露，会导致RF电流沿着PCB边缘辐射出去，造成系统的电磁辐射超过EMC标准，而产生EMC问题的三要素是电磁干扰源、耦合途径和敏感设备。

随着电子设备系统速率的提高，以及电子器件工艺技术的不断完善，信号上升沿越来越快，PCB板上的传输线效应越来越不可忽视，与此同时带来的时序、信号完整性、电磁兼容等问题也日益突出。不断变快的工作时钟，即高速数字信号，产生的电磁干扰成了影响设备性能的一个重要因素，不仅会造成系统内部的严重互扰，降低系统的抗干扰能力，同时也会向外部空间和环境产生很强的电磁辐射。对于多层PCB，在使用高速逻辑或高频时钟时，逻辑时钟的谐波会在PCB上引起谐振，产生RF能量(RF电流)，而电源平面和地平面相互耦合RF能量，并在平面边缘辐射这些能量到自由空间和环境中去，形成边缘辐射，进而使PCB成为一个有效的电磁辐射源。

而对于降低PCB边缘辐射，目前业内普遍采用的一种方法是遵循“20H”规则。20H规则最早由W.Michael King于1980年所提出，并由Mark.I.Montrose于其著作中首次报导，并成为业界高速数字电路PCB制板重要的EMI设计规则，其中“H”指的是相应两个平面间的厚度，20H规则即电源平面比地平面内缩20H的距离。该规则是基于电路板上一旦存在变化的电流，则存在与之相关的电磁场辐射的原则，尺寸相同的电源层和地层边缘会产生边际效应，由其生成的场量为边际场，这些RF场量会从PCB的边际发射出去，造成EMI的问题。电源平面内缩约10H时效果不明显；电源平面内缩20H时，则吸收70％边际通量边界；电源平面内缩100H时，则可吸收98％的边际通量边界；因而内缩电源层能抑制边际效应所造成的辐射。

但是，为实现20H规则，要将电源平面内缩20H，假设H为0.006inch(0.15mm，这在多层PCB设计中是比较常见的一个数值)，则可算出20H为0.120inch(3.0mm)，此时要求电源平面比地平面内缩0.12inch(3mm)。与此同时，出于阻抗控制和RF电流回流的考虑，临近电源平面的布线层中不允许有非地属性的印制线或铜箔超出电源平面的范围。这就导致了板边较大一块面积不允许存在插接器件的非地属性的管脚以及贴片器件的非地属性过孔，这就降低了PCB的板面利用率，这对某些PCB(例如小尺寸PCB，高密度PCB等)来说是极大的不利因素。更不用说PCB的叠层结构中，电源平面和地平面的距离比上文假设中的数值要大的情况。

随着技术的发展，PCB势必趋于更小尺寸更高频率，这时PCB物理尺寸的缩小会使得共振频率增大。此时如果继续采用内缩电源层的设计，那么在共振点附近的高频段则会出现较高的辐射能量，天线效应会更加严重。

为了解决上述技术问题，人们进行了长期的探索，例如中国专利公开了一种安装在印刷电路板上的二部件式电磁辐射屏蔽装置[申请号：CN98105612.1]它包括一个用来容纳要求屏蔽的电学或电子学零件的基本敞开的框架件和一个封闭用的外壳或外罩件，上述框架和外罩件都是用导电材料构成的，而且都具有一些适于彼此紧扣的周边，这样，在使用时上述框架件和外罩件就可将安装在上述PCB上的上述零件包围在一个密封的装置中，其特征在于，上述框架件和外罩件的周边具有这样的形状，即在使用时可施加一个持续的紧扣力，从而在上述的框架件和外罩件之间的上述两构件的周边的紧贴边缘上建立并保持周边的电接触。

上述方案虽然提出了一种能够起到电磁屏蔽作用的装置，但是它存在结构过于复杂，需要在电路板上外加装置，投入成本高等问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构简单的能够降低边缘辐射的印刷电路板；

本方案的另一目的是提供一种采用上述印刷电路板的终端设备。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

本发明能够降低边缘辐射的印刷电路板包括具有信号层和内电层的PCB板，所述的内电层包括电源层和接地层，所述PCB板的四周侧面包覆有金属包边，且所述的金属包边的上侧和下侧分别向内延伸至PCB板上表面的边缘和下表面的边缘。

通过上述技术方案，将PCB板上下表面边缘和四周进行金属化处理，获得将整个板面包围的屏蔽结构，通过该屏蔽结构防止RF能量对外辐射，从而达到降低PCB边缘辐射的目的。