[发明专利]一种多层印制线路板

说明书

本发明提供了一种多层印制线路板。该多层印制线路板包括：接地层、电源层以及至少一层信号层，所述多层印制线路板还包括缺陷接地结构，且所述接地层具有回流线的连续性，以使得所述多层印制线路板的环路面积为零。本发明中，多层印制线路板在包含缺陷接地结构的情况下，同时具有回流线的连续性，并满足引线电感为零的要求，使得多层印制线路板中SSN电压的大小能够为零，从而改善了采用该多层印制线路板的电子系统的完整性和电磁干扰，提高了电子系统的整体稳定性。

技术领域

本发明涉及半导体技术，特别涉及一种多层印制线路板。

背景技术

随着现代数字通信系统的发展和多层PCB印制线路板设计复杂度的逐步提高，同时为了满足系统高速度和低功耗的要求，高速时钟信号的边沿不断变陡，信号电压不断变低。时钟信号的变化使得系统工作过程中会产生大量的同步开关噪声（SimultaneousSwitching Noise，SSN），即大量高速开关器件同时处于切换状态时会产生的噪声，同步开关噪声会产生严重的信号完整性和电磁干扰问题，从而影响到系统的整体稳定性。

可以通过SSN电压来衡量SSN的大小。SSN电压的大小与引线电感的大小、器件处于开关状态时产生的瞬间变化的电流、以及电源分配系统的输入阻抗Z等因素有关。具体的，假设多层PCB印制线路板中信号线、电源线和地线等存在的引线电感为L，瞬态负载电流I_L与噪声电流ΔI复合后产生的瞬态变化电流为di/dt，瞬态变化电流通过引线电感的感抗产生的尖峰电压为V₁，那么V₁=-L*di/dt；假设电源分配系统的输入阻抗Z，瞬态变化电流通过输入阻抗Z引起尖峰电压为V₂，那么V₂=Z*di/dt，并且SSN电压为V₁与V₂之和。

为了抑制SSN电压的大小，需要同时将V₁和V₂减小至零，即需要减小引线电感L以及系统输入阻抗Z的大小。通过使PCB布线的环路面积为零，可以将L减到最小，通过增加去耦电容，可以将Z减到最小。但是，只有系统的工作频率在一定的频率范围内时，可以通过增加去耦电容来抑制SSN电压，具体地，当系统的工作频率低于600MHz时，通过增加去耦电容对SSN电压有较好的抑制作用，当系统的工作频率大于600MHz时，由于去耦电容的引线电感会与去耦电容发生谐振，在高于谐振频率的范围等效为电感，极大地增大了电源分配系统的输入阻抗Z，严重破坏了去耦电容对SSN电压的抑制作用。

为了保证去耦电容对SSN电压的抑制作用，在系统中引入电磁带隙（Electromagnetic Band-Gap，EBG），或缺陷接地结构（Defected Ground Structure，DGS），来实现去耦电容对SSN电压的抑制作用，即实现Z=0，其中，和EBG结构相比，DGS结构简单，易于电磁场理论分析和等效电路建模分析，也更适于抑制SSN噪声的实际应用。但是，由于DGS是建立在接地层上，会破坏接地层的连续性，割断PCB迹线的回流线，影响环路面积为零的要求，会使得引线电感L无法为零，因此瞬态变化电流通过引线电感的感抗产生的尖峰电压为V₁依然存在，使得SSN电压的大小无法为零，系统中依然存在信号的完整性和电磁干扰问题，影响了系统的整体稳定性。

发明内容

本发明提供一种多层印制线路板，该多层印制线路板中SSN电压的大小能够为零，从而改善了采用该多层印制线路板的电子系统的完整性和电磁干扰，提高了电子系统的整体稳定性。

为实现上述目的，本发明提供一种多层印制线路板，包括：接地层、电源层以及至少一层信号层，所述多层印制线路板还包括缺陷接地结构，且所述接地层具有回流线的连续性，以使得所述多层印制线路板的环路面积为零。