CN101180924A - 电感器 - Google Patents

Abstract

本文描述一种组件，该组件具有用于至少部分地补偿组件的电路中的电容的电感器。

Description

电感器

技术领域

一般来说，本公开涉及电子学领域，更具体而不是排他地说，涉及电路板或封装中的超额电容的补偿问题。

背景技术

人们普遍意识到，多吉比特每秒平台通信信道的性能会因为与信道的实际实施(即，印刷电路板(PCB)和封装布线、连接器、芯片插槽等)的整体传输线质量有关的各种效应而受到限制。主要因素包括例如导体和电介质损耗、阻抗失配和短线(stub)效应。目前处理通孔短线和它们可能引起的大电容的方法集中在消除或避免它们上，即，通过PCB通孔反钻法或利用产生盲孔或埋孔的连续压合PCB工艺。但是，这两种方法实施起来成本都很高。

附图说明

将通过如附图所示的示例性实施例而不是限制性地描述本发明，附图中，类似的附图标记表示类似的元件，并且：

图1示出两个相连的现有技术的示例电路板的简化侧视图；

图2A和2B示出在图1中的示例现有技术电路板之一上的底板连接器处的局部放大图；

图3A和3B示出根据一个实施例的图2A和2B中的电路板的局部放大图；

图4A-4C示出位于电路板上的现有技术的存储器板连接器的各种视图；

图5A-5C示出根据本发明的一个实施例的图4A-4C的电路板上的存储器板连接器的各种视图；

图6A和6B示出现有技术的网格焊台阵列(LGA)封装600的简化局部图；

图7A和7B示出根据本发明的一个实施例的图6A和6B的LGA封装的简化视图；以及

图8示出根据一个实施例的系统。

具体实施方式

本发明的实施例包括但不限于具有适于提供电感以便至少部分地补偿组件的电路中的电容的电感器的组件、制造该组件的方法和具有该组件的系统。

将利用本领域的技术人员普遍用来向本领域的其他技术人员传达他们的工作实质的术语来描述说明性实施例的各个方面。但是，本领域的技术人员将明白，只需利用所描述的方面的某些方面便可实施本发明的实施例。为了说明的目的，阐述了具体数字、材料和构造，以便充分理解这些说明性实施例。但是，本领域的技术人员将明白，即便没有这些具体细节，也可以实现本发明的实施例。在其它情况下，省略或简化了众所周知的特征，以免使这些说明性实施例晦涩难懂。

同样，将以最有助于理解本发明的实施例的方式将各种操作作为多个分离的操作进行描述，但是不应将描述顺序理解为意味着这些操作必定和顺序有关。具体来说，这些操作不需要按照介绍顺序执行。

重复使用了短语“在一个实施例中”。这个短语一般不是指相同的实施例，但它也可以指相同的实施例。除非另外特别声明，否则术语“包括”、“具有”的含义是相同的。

为了简单、清楚地解释，图中根据各种视图示出本发明的各种实施例。将明白，这些视图仅仅是举例说明，且不一定按比例或确切的形状绘制。此外，将明白，由于不同的制造方法、设备、设计公差或其它实际的考虑会导致各个半导体设备之间存在变化，所以除了图中所示外，利用本发明的实施例的原理的实际设备的形状、尺寸、构造、轮廓等可以改变。

图1示出在底板连接器处相连的两个现有技术的电路板的简化侧视图。在图1中，底板或第一电路板100在底板连接器103处连接到第二电路板105。电路板100包括设置在电路板100中的多个电介质层或信号层，其中每一层都与多个基准平面或接地平面中的每一个平面交替分布。注意，至少一条传输线或迹线110设置在上述多个信号层中的一个信号层中。图2A和2B示出对应于图1中的区域107的放大图。

图2A示出图1中的底板连接器103处的电路板100部分的侧视图。如上所述，电路板100包括与一个或多个接地平面204交替分布的一个或多个信号层202。一对信号通孔或通孔206连接到一对迹线210，并且与信号层202和接地平面204相交。在每个通孔206的终端处是通孔焊盘211。一个或多个接地引线208设置在和通孔206相邻的位置。图2B中示出上述电路板100部分的俯视图，其中一对通孔206、一对通孔焊盘211和一对迹线210被间隙或反焊盘214和接地平面204包围。

根据本发明的一个实施例，图3A和3B示出包括一对电感器316的电路板300，这对电感器316中的每一个电感器耦合到设置在信号层202中的一对相应迹线210中的一条迹线。由图3B的俯视图可见，电感器316形成与信号层202共面的线圈的至少一部分。在一个实施例中，电感器316可以由迹线210形成，并且可以适于提供电感以便至少部分地补偿在沿着迹线210传输信号过程中产生的电容的至少一部分。

注意， $Z=\sqrt{L/C},$ 其中Z、L和C分别表示阻抗、电感和电容。因而，电容的增加或超额都会导致阻抗的下降。为了基本保持预定的阻抗，电感器316可以增大电感，以便增加降低的阻抗。因此，对于该实施例，电感器316可以补偿至少部分地由通孔206引起的超额电容。

因此，对于该实施例，在电介质或信号层中形成一对通孔206，并有一对迹线210耦合到这对通孔206中的相应的一个通孔。在该实施例中，这对迹线210中的每一条迹线可以耦合以形成与每个通孔206相邻的相应的电感元件或电感器316，其中每个电感元件都有助于在包含在电路板300中的互连处增大或增加电路中降低的阻抗。在一个实施例中，这对迹线210中的每一条迹线与超额电容的来源相邻地耦合，并且可以在互连中根据电容量调谐。

在备选实施例中，电感器316可以用在电路板300中的其它位置和其它各种合适的设备中，以便抵消或补偿超额电容或阻抗不连续。为了进一步说明，图4A-4C示出位于母板或电路板400上的现有技术的存储器板连接器的一部分的几个视图。如图4A的X-Y视图所示，存储器板连接器401可以包括与一个或多个接地引线408相邻的通孔引线对或通孔对406。如图所示，通孔406和接地引线408与信号层402和接地平面404相交。通孔406布置成用于沿基准箭头409所指的方向通过插槽连接将电子信号传输给存储器板。

图4B和4C分别是连接器401的Z-Y和Z-X视图。由图4C可见，一条或多条迹线410在相应的通孔焊盘407处耦合到每个通孔406。

接下来，图5A-5C示出根据本发明的一个实施例的位于电路板500上的连接器501。如图所示，对于该实施例，迹线410耦合到通孔406，并且可以形成类似线圈的结构或电感器516以提供电感来抵消在传输电子信号过程中产生的电容。如该实施例所示，电感器516可以耦合到相交通孔406的通孔焊盘407。

注意，对于该实施例，通孔406在信号层402中的反焊盘或开口处与电介质或信号层402相交，并且类似线圈的结构或电感器516可以基本上设置在该开口中。另外注意，一个或多个接地平面404可以设置在信号层402的一个或多个侧面上，接地平面404具有垂直于电感器516或基本上位于电感器516的上面或下面的开口。在一个实施例中，这些开口可以帮助减小电路板500中的电容。注意，在该实施例中，连接器501可以是双列直插式存储器模块(DIMM)、单列直插式存储器模块(SIMM)或其它合适的存储器模块或板的连接器。因此，在该实施例中，电感器516可以设置在诸如但不限于电路板500上的插槽或连接器的互连处。

作为另一个实施例，电感器可以适于补偿诸如网格焊台阵列(LGA)封装的封装中的超额电容。为了说明，图6A和6B示出现有技术的LGA封装600的底部的局部剖视图。

图6A示出封装600的简化透视图。封装600包括焊盘或触点609，该焊盘或触点609比起微通孔或通孔606和封装600的其它组件来说相对较大。因而，触点609会产生干扰封装600中的电子信号的传输的超额电容。参考如图6B所示的放大侧视图，封装600内设置了多个信号层，其中每一个信号层与多个接地平面中的每一个接地平面交替分布，分别如位置602和604所示。多个通孔606中的每一个通孔按照交错排列形成在每个相应信号层中，每个通孔606耦合到一个或多个通孔焊盘611。在一个操作中，电子信号可以从传输线或迹线610行进到通孔焊盘611和通孔606，以便到达底部焊盘或触点609，从而离开封装600。

现在参考图7A和7B，其中示出根据本发明的实施例的封装700。在如图7A所示的透视图中，对于该实施例，电感器716形成与封装700的信号层和接地平面共面的线圈或类似线圈的结构。在所示实施例中，电感器716具有终端716a和716b，并且可以调谐，以便根据和信号层共面的电感器中的同心圈的数量改变电感量。注意，在所示实施例中，电感器716可以具有至少3个同心圈，并且形成有沿逆时针方向的绕组。在备选实施例中，电感器716可以具有不同的外形尺寸，并且也可以具有沿顺时针方向的绕组。

图7B说明，在一个实施例中，电感器716的终端可以耦合到相应的信号通孔。更具体地说，在一个实施例中，电感器716的第一终端716a(见图7A中的剖视图)可以耦合到第一信号层中的第一通孔706a，而第二终端716b可以耦合到设置在下一个信号层中的第二信号通孔706b。因此，对于该实施例，封装700可以包括电介质层和与该电介质层相交的通孔，该通孔布置成用于传输电子信号。对于该实施例，迹线610可以设置在电介质层中并耦合到相交通孔，该迹线还耦合到类似线圈的结构或电感器716，从而提供电感以抵消在传输电子信号过程中产生的电容。

应注意，尽管为了易于理解，图7中只示出一对电感器716，但在备选实施例中，封装700也可以包括额外的电感器716。

在不同的实施例中，封装700可以是不同于LGA封装的封装，如球栅阵列(BGA)或针栅阵列(PGA)封装。

最后，图8示出根据一个实施例的系统800。如图所示，对于该实施例，系统800包括处理器802、存储器804、磁盘驱动器806和电路板801，该电路板801包括用于将处理器802、存储器804和磁盘驱动器806耦合在一起的外围控制接口(PCI)总线或高速微分(HSD)串行总线808。在该实施例中，电路板801可以包括信号或电介质层，例如如图1-7所示的电介质层。此外，对于该实施例，PCI总线808可以包括设置在电介质层中的多条迹线，这些迹线中的至少一些迹线各自形成线圈或螺线的至少一部分，以便有助于达到一定的电感来补偿电路板801中的电容。在一个实施例中，螺线的至少一部分可以耦合到电路板801上的底板连接器或存储器设备连接器。在一个实施例中，该存储器设备连接器可以包括DIMM板连接器。

另外，尽管为了易于理解，将处理器802、存储器804和磁盘驱动器806示为耦合到“简单的”PCI总线808，但实际上，PCI总线808可以包括由例如PCI总线桥桥接而成的多个总线“段”。

在不同的实施例中，系统800可以是服务器、桌面型计算机、膝上型计算机、平板计算机、掌上型计算设备、机顶盒、数码相机、媒体演示单元或CD/DVD播放器。

因此，由以上描述可见，描述了具有适于通过提供电感以至少部分地补偿组件的电路中的电容来增加降低的阻抗的电感器的新颖组件、制造该组件的方法和具有该组件的系统。尽管就前述实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将意识到，本发明并不局限于所描述的实施例。实施本发明的实施例时可以在随附权利要求的精神和范围内进行修改和改变。

因此，应将本描述视为是说明而不是限制本发明的实施例。

Claims (21)

1.一种装置，包括：

从由电路板和封装组成的组中选择的部件；

设置在所选部件中的信号层；

设置在所述信号层中的迹线；以及

耦合到所述迹线的电感器，所述电感器适于提供电感，以便至少部分地补偿在沿着所述信号层中的所述迹线传输信号过程中产生的电容的至少一部分。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所选部件包括电路板，并且所述电感器设置在所述电路板上的互连处。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述互连包括插槽或连接器。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电感器包括与所述信号层共面的线圈的至少一部分。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电感器还包括与所述信号层共面的所述线圈中的多个同心圈，同心圈的数量设计成用于提供所需的电感量。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述线圈的所述部分由所述迹线形成。

7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，线圈的至少一部分的终端耦合到相应的信号通孔。

8.一种装置，包括：

从由电路板和封装组成的组中选择的部件；

设置在所选部件中的电介质层；

与所述电介质层相交的通孔，所述通孔布置成用于传输电子信号；以及

设置在所述电介质层中且耦合到所述相交通孔的迹线，所述迹线形成类似线圈的结构，以便提供电感来抵消在传输所述电子信号过程中产生的电容。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述通孔在所述电介质层中的开口处与所述电介质层相交，并且所述类似线圈的结构基本上设置在所述电介质层的所述开口中。

10.如权利要求9所述的装置，还包括设置在所述电介质层的一个或多个侧面上的一个或多个接地平面，所述接地平面具有基本上位于所述类似线圈的结构的上方或下方的开口。

11.如权利要求8所述的装置，还包括位于所述相交通孔处的耦合到所述类似线圈的结构的通孔焊盘。

12.一种方法，包括：

提供电介质层；

提供形成在所述电介质层中的一对信号通孔；

提供一对迹线，所述一对迹线中的每一条迹线设置在所述电介质层中并耦合到所述一对信号通孔中相应的一个信号通孔；以及

耦合所述一对迹线中的每一条迹线，以便形成与所述信号通孔中的每一个信号通孔相邻的相应的电感元件，所述电感元件中的每一个电感元件都有助于在互连中增加降低的阻抗。

13.如权利要求12所述的方法，还包括在所述电介质层的第一侧面上形成接地平面，所述接地平面具有与所述相应的电感元件垂直的开口。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，耦合所述一对迹线中的每一条迹线以便形成相应的电感元件的步骤包括与超额电容的来源相邻地耦合所述线圈中的每一个线圈。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，形成所述相应的电感元件的步骤包括在所述互连处形成可以根据电路的电容量调谐的电感元件。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，形成所述相应的电感元件的步骤包括形成具有至少3个同心圈的线圈或部分线圈。

17.一种系统，包括：

处理器；

存储器；

磁盘驱动器；以及

电路板，所述电路板包括用于将所述处理器、所述存储器和所述磁盘驱动器相互耦合在一起的外围控制接口总线，所述电路板包括电介质层，所述外围控制接口总线包括设置在所述电介质层中的多条迹线，所述多条迹线中的至少一些迹线各自形成螺线的至少一部分以有助于达到一定电感来补偿所述电路板中的电容。

18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述螺线的至少一部分耦合到底板连接器或存储器板连接器。

19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述存储器板连接器包括用于双列直插式存储器模块的连接器。

20.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述电路板还包括网格焊台阵列封装、球栅阵列封装或针栅阵列封装。

21.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述系统是从由机顶盒、数码相机、媒体演示单元和CD/DVD播放器组成的组中选择的一个系统。

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