CN101494948B

CN101494948B - 电路板及其设计方法

Info

Publication number: CN101494948B
Application number: CN2008103002037A
Authority: CN
Inventors: 林有旭; 吴政达; 赵志航
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2028-01-24
Also published as: EP2086293A1; US20090188699A1; US8035034B2; CN101494948A

Abstract

一种电路板，其包括一层绝缘层，该绝缘层中设有一层绝缘布，该绝缘布由一组平行的第一纤维线和一组与该第一纤维线垂直的第二纤维线组成，该绝缘层上布设了至少一信号线，该信号线包括若干相互平行的信号线段，每一信号线段的延伸方向与该第一纤维线延伸方向相同，该信号线的其中一部分信号线段与该组第一纤维线中的至少一条第一纤维线重叠，另一部分信号线段布设于该组第一纤维线中的至少两条相邻的第一纤维线之间，相邻的两信号线段分别通过一过渡信号线段连接。该种电路板的信号线在绝缘布上的正投影与绝缘布的纤维线不重合，从而使信号线具有稳定的阻抗值，提升信号的传输品质。

Description

电路板及其设计方法

技术领域

本发明是关于一种电路板及其设计方法，特别是关于一具备高质量的信号传输能力的电路板和这种电路板的设计方法。

背景技术

印刷电路板通常包括一层基板，该基板由绝缘层和铜箔所构成，绝缘层一般是由绝缘布(例如玻璃纤维布等)浸渍在热固性树脂中固化而成。

如图1和图2所示，印刷电路板的绝缘层1上布设有信号线17，绝缘层1中设有绝缘布10，该绝缘布10为业界通常采用的一种由横向设置的纤维线11和纵向设置的纤维线12采用平织法编织而成的绝缘布，这些横向和纵向的纤维线11、12同时在绝缘布上围成了若干整齐排列的间隙13，树脂填充于这些间隙13中，纤维线11、12和树脂通常具有不同的介电常数，如一般采用的纤维线的介电常数约为6.6，而树脂的介电常数约为3.2，另一方面，印刷电路板的信号线层上所布设的信号线17一般具有多种走向，如通常采用的0°、45°、90°、-45°等多个角度布线，因此，有时信号线17在绝缘布10上的投影正好与纤维线11或12重合(如图1中成0°和90°布设的信号线)，有时信号线17在绝缘布10上的投影穿过间隙13中的树脂(如图1中成正负45°布线的信号线)，由于纤维线11、12和树脂13具有不同的介电常数，布设在纤维线11、12和树脂13上的信号线具有的阻抗值不同，当一组平行的信号线的一信号线布设在纤维线11或12上，而另一条信号线布设在树脂13上，它们具有的延迟差异比较大，从而影响信号传送品质。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种设有具备稳定的阻抗值的信号线的电路板。

一种电路板，其包括一层绝缘层，该绝缘层中设有一层绝缘布，该绝缘布由一组平行的第一纤维线和一组与该第一纤维线垂直的第二纤维线组成，该绝缘层上布设了至少一信号线，该信号线包括若干相互平行的信号线段，每一信号线段的延伸方向与该第一纤维线延伸方向相同，该信号线的其中一部分信号线段与该组第一纤维线中的至少一条第一纤维线重叠，另一部分信号线段布设于该组第一纤维线中的至少两条相邻的第一纤维线之间，相邻的两信号线段分别通过一过渡信号线段连接。

一种电路板设计方法，该电路板的绝缘层有一层绝缘布，该绝缘布由一组平行的第一纤维线和一组与所述第一纤维线垂直的第二纤维线组成，该电路板设计方法包括以下步骤：

在该绝缘层上布设至少一信号线，该信号线包括若干相互平行的信号线段，每一信号线段的延伸方向与该第一纤维线延伸方向相同，该信号线的其中一部分信号线段与该组第一纤维线中的至少一条第一纤维线重叠，另一部分信号线段分布于该组第一纤维线中的至少两条相邻的第一纤维线之间，相邻的两信号线段分别通过一过渡信号线段连接。

相较于现有技术，本发明电路板上的信号线在绝缘布上的正投影与其中一组纤维线既有重叠部分又有非重叠部分，从而使信号线具备稳定的阻抗值，提升信号传输品质。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是现有技术中电路板的绝缘布和信号线的示意图。

图2是图1中沿II-II线的剖视图。

图3是本发明电路板一较佳实施例的绝缘布和信号线的示意图。

图4是本发明电路板的另一较佳实施例的绝缘布和信号线的示意图。

图5是本发明电路板的另一较佳实施例的绝缘布和信号线的示意图，其包括一变量X。

图6是图5中的X为特定值示意图。

图7是本发明电路板的又一较佳实施例的绝缘布和信号线的示意图。

具体实施方式

请参阅图3，其为本发明一较佳实施例，印刷电路板的绝缘层2布设有一信号线27，该绝缘层2中设有绝缘布20。该绝缘布20由一组平行的纤维线21及一组与该纤维线21垂直的纤维线22组成，相邻的两纤维线21的中心线之间的垂直距离为P。该信号线27包括平行该纤维线21的信号线段A1、B1、A2、B2、A3、B3，其中信号线段A1、B1长度相等，信号线段A2、B2长度相等，信号线段A3、B3长度相等。信号线段A1、B1在该绝缘布20上的投影之间的垂直距离为3P/2，信号线段B1、A2在该绝缘布20上的投影之间的垂直距离为P/2，信号线段A2、B2在该绝缘布20上的投影之间的垂直距离为P/2，信号线段B2、A3在该绝缘布20上的投影之间的垂直距离为P/2，信号线段A3、B3在该绝缘布20上的投影之间的垂直距离为P/2，每两相邻的信号线段之间通过常用的45度的信号线段连接，通过这种设计，该信号线27的一半处在该纤维线21上，一半处在两纤维线21之间，这样避免该信号线27处在的介质的阻抗过大，同时，对于一组这样的信号线27，避免了其间信号线27的延时相对过大的情况。

请参阅图4，其为本发明另一较佳实施例，印刷电路板的绝缘层3布设有一信号线37，该绝缘层3中设有绝缘布30。该绝缘布30由一组平行的纤维线31及一组与该纤维线31垂直的纤维线32组成，该绝缘布30上的两相邻纤维线31的中心线之间的垂直距离为P。该信号线37包括平行该纤维线31的信号线段A1’、B1’、A2’，其中信号线段A1’、A2’长度之和等于信号线段B1’的长度。每两相邻的信号线段之间通过常用的45度的信号线段连接，通过这种设计，该信号线37的一半处在该纤维线31上，一半处在两纤维线31之间，这样避免该信号线37处在的介质的阻抗过大，同时，对于一组这样的信号线37，避免了其间信号线37的延时相对过大的情况。

根据本发明的设计思想，一组纤维线相邻纤维线之间的垂直距离设为P，信号线的与绝缘布的一组纤维线平行的相邻信号线段在绝缘布上的投影之间的垂直距离为N*P/2，其中，N为奇数，取其中一信号线段作为参考信号线段，在所述绝缘布上的投影与所述参考信号线段在所述绝缘布上的投影之间的垂直距离为M*P的信号线段设为第一类信号线段，其中，M为整数，在该绝缘布上的投影与该参考信号线段在所述绝缘布上的投影之间的垂直距离为R*P/2的信号线段设为第二类信号线段，其中，R为奇数，只要满足该第一类信号线段的总长度等于该第二类信号线段的总长度，即可实现本发明目的。

请参阅图5，其为本发明另一较佳实施例，印刷电路板的绝缘层4布设有一组信号线47，该绝缘层4中设有绝缘布40。该绝缘布40由一组平行的纤维线41及一组与该纤维线41垂直的纤维线42组成，该绝缘布40上的两相邻纤维线41的中心线垂直距离为P’。该纤维线41的宽度为F，该信号线47的宽度为W。每一信号线47包括平行该纤维线41的信号线段C1、C2、C3、C4，其中该信号线段C1与信号线段C2的中心线在该绝缘布40上的投影之间的垂直距离为P’/2，该信号线段C3与信号线段C2的中心线在该绝缘布40上的投影之间的垂直距离为X，该信号线段C4与信号线段C3的中心线在该绝缘布40上的投影之间的垂直距离为P’/2。每两相邻的信号线段之间通过常用的45度的过渡信号线段连接。该信号线段C1的长度等于该信号线段C2的长度，该信号线段C3的长度等于该信号线段C4的长度。经过计算，该信号线段C1的上边缘与该信号线段C3的下边缘之间的垂直距离及该信号线段C2的上边缘与该信号线段C4的下边缘之间的垂直距离都为P’/2-W-X，该信号线段C2的下边缘与该信号线段C3的上边缘之间的垂直距离为X-W，该信号线段C1的下边缘与该信号线段C4的上边缘之间的垂直距离为P’+W-X。当纤维线41的宽度F较小时，要使纤维线41在任意位置都与该信号线47有重叠时，需满足以下条件：P’/2-W-X＜F，X-W＜F，且P’+W-X＞P’-F，从而得出X满足P’/2-W-F＜X＜F+W，得出P’满足2(W+F)＜P’＜4(W+F)。通过这种设计，该信号线47无论起始位置在哪个地方，其一部分必定处在该纤维线41上，另一部分处在相邻纤维线41之间，这样避免该信号线47处在的介质的阻抗过大或过小的情况，同时，对于该组信号线47，避免了其间信号线47的延时也相对过大的情况。当X-W＝P’/2-W-X，从而得出X＝P’/4，此时该信号线段C2与该信号线段C3的中心线在该绝缘布40上的投影之间的垂直距离等于该信号线段C4与该信号线段C2在该绝缘布40上的投影之间的垂直距离，如图6所示。

当纤维线41的宽度F较大时，要使相邻两纤维线41之间空隙在任意位置都与该信号线47有重叠时，需满足以下条件：P’/2-W-X＜P’-F，X-W＜P’-F，且P’+W-X≥F，从而得出X满足F-P’/2-W＜X＜P’-F+W，得出P’满足4(F-W)/3＜P’＜2(F-W)。当2(F-W)＜P’＜2(F+W)时，即P’/2-W＜F，且P’/2+W＞F，对于该信号线段C1及该信号线段C2，它们中心线之间的垂直距离为P’/2，该信号线段C1的上边缘与该信号线段C2的下边缘之间的距离为P’/2-W，该信号线段C1的下边缘与该信号线段C2的上边缘之间的垂直距离为P’/2+W，若P’/2-W＜F，且P’/2+W＞F，则该信号线段C1、C2一定不会完全布设在同一纤维线41上；同样，当2(F-W)＜P’＜2(F+W)时，即P’/2-W＜P’-F，且P’/2+W＞P’-F，对于该信号线段C1及该信号线段C2，它们中心线之间的垂直距离为P’/2，该信号线段C1的上边缘与该信号线段C2的下边缘之间的距离为P’/2-W，该信号线段C1的下边缘与该信号线段C2的上边缘之间的垂直距离为P’/2+W，则该两信号线段C1、C2一定不会完全布设在相邻纤维线41之间的空隙上。也就是说，当2(F-W)＜P’＜2(F+W)时，X可为任意值。因此，该两信号线段C1、C2一部分与纤维线41重叠，另一部分与两相邻纤维线41的空隙重叠。

综上所述，无论该绝缘布40的纤维线41怎么分布，通过该种设计，该信号线47无论起始位置在哪个地方，其一部分必定处在该纤维线41上，另一部分处在相邻纤维线41之间的空隙，这样避免该信号线47处在的介质的阻抗过大或过小的情况，同时，对于该组信号线47，避免了其间信号线47的延时相对过大的情况。

请参阅图7，其为本发明又一较佳实施例，印刷电路板的绝缘层5布设有一组信号线57，该绝缘层5中设有绝缘布50。该绝缘布50由一组平行的纤维线51及一组与该纤维线51垂直的纤维线52组成，该绝缘布50上的两相邻纤维线51的中心线垂直距离为P’。该纤维线51的宽度为F，该信号线57的宽度为W。每一信号线57包括平行该纤维线51的信号线段D1、D2、D3、D4、D5、D6，其中该信号线段D1与信号线段D2的中心线在该绝缘布50上的投影之间的垂直距离为P’/2，该信号线段D3与信号线段D2的中心线在该绝缘布50上的投影之间的垂直距离为X，该信号线段D4与信号线段D3的中心线在该绝缘布50上的投影之间的垂直距离为2X，该信号线段D5与信号线段D4的中心线在该绝缘布50上的投影之间的垂直距离为X，该信号线段D6与信号线段D5的中心线在该绝缘布50上的投影之间的垂直距离为P’/2，该信号线段D1与该信号线段D3处在该信号线段D2的同侧，该信号线段D4与该信号线段D6处在该信号线段D5的同侧。每两相邻的信号线段之间通过常用的45度的过渡信号线段连接。该信号线段D1的长度等于该信号线段D2的长度，该信号线段D3的长度等于该信号线段D4的长度，该信号线段D5的长度等于该信号线段D6的长度。经过计算，该信号线段D3的上边缘与该信号线段D1的下边缘之间的垂直距离及该信号线段D6的上边缘与该信号线段D4的下边缘之间的垂直距离都为P’/2-W-X，该信号线段D3的下边缘分别与该信号线段D2及该信号线段D5的上边缘之间的垂直距离以及该信号线段D5的下边缘与该信号线段D4的上边缘之间的垂直距离都为X-W。当纤维线51的宽度F较小时，要使纤维线51在任意位置都与该信号线57有重叠时，需满足以下条件：P’/2-W-X＜F，X-W＜F，从而得出X满足P’/2-W-F＜X＜F+W，得出P’满足2(W+F)＜P’＜4(F+W)。通过这种设计，该信号线57无论起始位置在哪个地方，其一部分必定处在该纤维线51上，另一部分处在相邻纤维线51之间的空隙，这样避免该信号线57处在的介质的阻抗过大或过小的情况，同时，对于该组信号线57，避免了其间信号线57的延时也相对过大的情况。当X-W＝P’/2-W-X，从而得出X＝P’/4，此时该信号线段D2与该信号线段D3的中心线在该绝缘布50上的投影之间的垂直距离等于该信号线段D1与该信号线段D3在该绝缘布50上的投影之间的垂直距离。

当纤维线51的宽度F较大时，要使相邻两纤维线51之间空隙在任意位置都与该信号线57有重叠时，需满足以下条件：P’/2-W-X＜P’-F，X-W＜P’-F，从而得出X满足F-P’/2-W＜X＜P’-F+W，得出P’满足4(F-W)/3＜P’＜2(F-W)。当2(F-W)＜P’＜2(F+W)时，即P’/2-W＜F，且P’/2+W＞F，对于该信号线段D1及该信号线段D2，它们中心线之间的垂直距离为P’/2，该信号线段D1的上边缘与该信号线段D2的下边缘之间的距离为P’/2+W，该信号线段D1的下边缘与该信号线段D2的上边缘之间的垂直距离为P’/2-W，若P’/2-W＜F，且P’/2+W＞F，则该两信号线段D1、D2一定不会完全布设在同一纤维线51上；同样，当2(F-W)＜P’＜2(F+W)时，即P’/2-W＜P’-F，且P’/2+W＞P’-F，对于该信号线段D1及该信号线段D2，它们中心线之间的垂直距离为P’/2，该信号线段D1的上边缘与该信号线段D2的下边缘之间的距离为P’/2+W，该信号线段D1的下边缘与该信号线段D2的上边缘之间的垂直距离为P’/2-W，若P’/2-W＜P’-F，且P’/2+W＞P’-F，则该两信号线段D1、D2一定不会完全布设在相邻纤维线51之间的空隙上。也就是说，当2(F-W)＜P’＜2(F+W)时，X可为任意值。因此，该两信号线段D1、D2一部分与纤维线51重叠，另一部分与两相邻纤维线51的空隙重叠。

综上所述，无论该绝缘布50的纤维线51怎么分布，通过该种设计，该信号线57无论起始位置在哪个地方，其一部分必定处在该纤维线51上，另一部分处在相邻纤维线51之间的空隙，这样避免该信号线57处在的介质的阻抗过大或过小的情况，同时，对于该组信号线57，避免了其间信号线57的延时相对过大的情况。

Claims

1.一种电路板，其包括一层绝缘层，该绝缘层中设有一层绝缘布，该绝缘布由一组平行的第一纤维线和一组与该第一纤维线垂直的第二纤维线组成，该绝缘层上布设了至少一信号线，其特征在于：该信号线包括若干相互平行的信号线段，每一信号线段的延伸方向与该第一纤维线延伸方向相同，该信号线的其中一部分信号线段与该组第一纤维线中的至少一条第一纤维线重叠，另一部分信号线段布设于该组第一纤维线中的至少两条相邻的第一纤维线之间，相邻的两信号线段分别通过一过渡信号线段连接；每相邻的两第一纤维线的中心线之间的垂直距离为P，第一纤维线的宽度为F，该信号线的宽度为W，该若干相互平行的信号线段包括一第一信号线段、一第二信号线段、一第三信号线段及一第四信号线段，该第一信号线段的中心线与该第二信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为P/2，该第三信号线段与该第二信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为X，该第一信号线段与该第三信号线段分布在该第二信号线段的同一侧，该第四信号线段与第三信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为P/2，当2(W+F)＜P＜4(W+F)，该X需满足P/2-W-F＜X＜F+W；当4(F-W)/3＜P＜2(F-W)，该X需满足F-P/2-W＜X＜P-F+W；当2(F-W)＜P＜2(W+F)，该X可为任意值。

2.如权利要求1所述的电路板，其特征在于：该第三信号线段与该第二信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为P/4。

3.如权利要求1所述的电路板，其特征在于：每一信号线段的长度与其相邻的一信号线段的长度相等。

4.一种电路板，其包括一层绝缘层，该绝缘层中设有一层绝缘布，该绝缘布由一组平行的第一纤维线和一组与该第一纤维线垂直的第二纤维线组成，该绝缘层上布设了至少一信号线，其特征在于：该信号线包括若干相互平行的信号线段，每一信号线段的延伸方向与该第一纤维线延伸方向相同，该信号线的其中一部分信号线段与该组第一纤维线中的至少一条第一纤维线重叠，另一部分信号线段布设于该组第一纤维线中的至少两条相邻的第一纤维线之间，相邻的两信号线段分别通过一过渡信号线段连接；每相邻的两第一纤维线的中心线之间的垂直距离为P，第一纤维线的宽度为F，该信号线的宽度为W，该若干相互平行的信号线段包括一第一信号线段、一第二信号线段、一第三信号线段、一第四信号线段、一第五信号线段及一第六信号线段，该第一信号线段的中心线与该第二信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为P/2，该第三信号线段与该第二信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为X，该第一信号线段与该第三信号线段分布在该第二信号线段的同一侧，该第四信号线段与第五信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为X，该第六信号线段与该第五信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为P/2，该第四信号线段与该第六信号线段分布在该第五信号线段的同一侧，当2(W+F)＜P＜4(W+F)，该X需满足P/2-W-F＜X＜F+W；当4(F-W)/3＜P＜2(F-W)，该X 需满足F-P/2-W＜X＜P-F+W；当2(F-W)＜P＜2(W+F)，该X可为任意值。

5.如权利要求4所述的电路板，其特征在于：每一信号线段的长度与其相邻的一信号线段的长度相等。

6.如权利要求1所述的电路板，其特征在于：该过渡信号线段与相邻的信号线段之间具有一夹角。

7.一种电路板设计方法，该电路板的绝缘层有一层绝缘布，该绝缘布由一组平行的第一纤维线和一组与所述第一纤维线垂直的第二纤维线组成，该电路板设计方法包括以下步骤：

在该绝缘层上布设至少一信号线，该信号线包括若干相互平行的信号线段，每一信号线段的延伸方向与该第一纤维线延伸方向相同，该信号线的其中一部分信号线段与该组第一纤维线中的至少一条第一纤维线重叠，另一部分信号线段分布于该组第一纤维线中的至少两条相邻的第一纤维线之间，相邻的两信号线段分别通过一过渡信号线段连接；每相邻的两第一纤维线的中心线之间的垂直距离为P，第一纤维线的宽度为F，该信号线的宽度为W，该若干相互平行的信号线段包括一第一信号线段、一第二信号线段、一第三信号线段及一第四信号线段，该第一信号线段的中心线与该第二信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为P/2，该第三信号线段与该第二信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为X，该第一信号线段与该第三信号线段分布在该第二信号线段的同一侧，该第四信号线段与第三信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为P/2，当2(W+F)＜P＜4(W+F)，取X值需满足P/2-W-F＜X＜F+W；当4(F-W)/3＜P＜2(F-W)，取X值需满足F-P/2-W＜X＜P-F+W；当2(F-W)＜P＜2(W+F)，该X可为任意值。

8.如权利要求7所述的电路板设计方法，其特征在于：第三信号线段与该第二信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为P/4。

9.如权利要求7所述的电路板设计方法，其特征在于：每一信号线段的长度与其相邻的一信号线段的长度相等。

10.一种电路板设计方法，该电路板的绝缘层有一层绝缘布，该绝缘布由一组平行的第一纤维线和一组与所述第一纤维线垂直的第二纤维线组成，该电路板设计方法包括以下步骤：

在该绝缘层上布设至少一信号线，该信号线包括若干相互平行的信号线段，每一信号线段的延伸方向与该第一纤维线延伸方向相同，该信号线的其中一部分信号线段与该组第一纤维线中的至少一条第一纤维线重叠，另一部分信号线段分布于该组第一纤维线中的至少两条相邻的第一纤维线之间，相邻的两信号线段分别通过一过渡信号线段连接；每相邻的两第一纤维线的中心线之间的垂直距离为P，第一纤维线的宽度为F，该信号线的宽度为W，该若干相互平行的信号线段包括一第一信号线段、一第二信号线段、一第三信号线段、一第四信号线段、一第五信号线段及一第六信号线段，该第一信号线段的中心线与该第二信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为P/2，该第三信号线段与该第二信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为X，该第一信号线段与该第三信号线段分布在该第二信号线段的同一侧，该第四信号与第五信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为X，该第六信号线段与该第五信号线段的中心线在第二纤维线方向上的垂直距离为P/2，该第四信号线段与该第六信号线段分布在该第五信号线段的同一侧，当2(W+F)＜P＜4(W+F)，取X值需满足P/2-W-F＜X＜F+W；当4(F-W)/3＜P＜2(F-W)，取X 值需满足F-P/2-W＜X＜P-F+W；当2(F-W)＜P＜2(W+F)，该X可为任意值。

11.如权利要求10所述的电路板设计方法，其特征在于：每一信号线段的长度与其相邻的一信号线段的长度相等。

12.如权利要求7所述的电路板设计方法，其特征在于：该过渡信号线段与相邻的信号线段之间具有一夹角。