CN102548189B - 电路板的特性阻抗精度控制结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，系在一基板上形成有复数条延伸的第一信号传输路径，一第一覆盖绝缘层形成在该基板的第一表面，并覆盖该各个第一信号传输路径的表面以及各个第一信号传输路径间的间隔区。各个第一信号传输路径所传送的信号系为差模信号或共模信号之一。该第一覆盖绝缘层的表面与该第一导电屏蔽层之间形成有至少一第一平坦化绝缘层，该第一平坦化绝缘层填补各个第一信号传输路径的表面与各个第一信号传输路径间的间隔区间的高度差，如此可确保信号传输路径与导电导电屏蔽层之间较为固定的距离，而达到信号传输电路板的特性阻抗精度控制的目的。

Description

电路板的特性阻抗精度控制结构

技术领域

本发明系关于一种软性电路板的特性阻抗结构设计，特别是一种可控制电路板或软性排线的特性阻抗精度的软性电路板结构设计。

背景技术

在各项电子设备中大部分都具备电路板或软性排线，以将各种所需的电路元件、插接器构件等配置定位。并传输信号至需要的功能元件上。在电路板的制作技术中，一般是以一基板表面藉由布线技术形成延伸的信号传输路径。常用的电路板型态概分为硬质电路板及软性电路板或排线。

例如以目前广泛运用于笔记型电脑、个人数位助理、行动电话等各种电子产品中的软性排线，其结构一般是将数条外覆有绝缘层的导线并列形成一排线的结构，并配合连接器或电路焊接的方式作为电子信号的传送之用。

同时参阅图1及图2，其分别显示现有电路板的平面示意图及剖视图。图中显示，一基板1具有第一表面11及一第二表面12。基板1以一延伸方向延伸而在基板1的自由端形成复数个导电接触端13。基板1可以其自由端插接至一配置在电路基板14的插槽15中，使基板1的各个导电接触端13接触于插槽15中的对应导电接触端。

在基板1的第一表面11上，布设有复数条可能相互平行延伸一段长度且彼此间隔的信号传输路径2。布设在基板1的第一表面11上的各个信号传输路径2彼此间隔一预定间距d，而在该基板1的第一表面11上定义出数个被信号传输路径2遮盖的布线区A1及数个未被信号传输路径2遮盖的间隔区A2。一覆盖绝缘层3形成在该基板1的第一表面11，并覆盖该各个信号传输路径2的表面以及该各个间隔区A2。最后再于覆盖绝缘层3的表面形成一导电屏蔽层4。该屏蔽导电层一般会与系统主要接地路径接地，以增加其屏蔽效果，并形成特性阻抗的接地面。

不论是硬质电路板或是软性电路板，由于是在基板1表面布线形成多数条信号传输路径2，且各条信号传输路径2的厚度即使很薄，但在基板1的第一表面11形成覆盖绝缘层3时，覆盖绝缘层3的表面絶不会得到一平整的表面，而会有如波浪状的凹凸表面结构。因此，在覆盖绝缘层3的表面上再形成导电屏蔽层4时，在导电屏蔽层4的表面也絶不会得到一平整的表面，同样会有如图2所示波浪状的凹凸表面结构。

由于上述的结构特性，会使得电路板上各个信号传输路径的特性阻抗(Electrical Impedance)不一致，且难以控制其特性阻抗的精度。

此电路板在实际应用时，会造成阻抗匹配不良、信号反射、电磁波发散、信号传送接收时漏失、信号波形变形等问题。这些存在的问题，对于目前普遍使用在高精密电子设备的电路板会造成很大的问题。

尤其对于工作频率较高的电子装置(例如笔记型电脑)，由于工作频率越高，对阻抗精度的要求越高。在采用传统技术所制成的电路板结构，便无法符合产业的需求。特别对于软性电路板或软性排线，因材料要求轻薄又需良好的可挠性，绝缘层通常由薄型覆膜(Coverlay)压合而成，此时，凹凸表面结构更为明显，阻抗精度更难达成。

发明内容

缘此，本发明的一目的即是提供一种可控制软性电路板的特性阻抗精度的软性电路板结构，特别是要求轻薄又具可挠性的软性电路板或排线。

本发明的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构一基板，具有一第一表面及一第二表面；复数条延伸的第一信号传输路径，布设在基板的第一表面上，各个第一信号传输路径彼此间隔一预定间距，而在基板的第一表面上定义出数个被第一信号传输路径遮盖的布线区及数个未被第一信号传输路径遮盖的间隔区；一第一覆盖绝缘层，形成在基板的第一表面，并覆盖各个第一信号传输路径的表面以及各个间隔区，第一覆盖绝缘层的表面在对应至布线区处具有第一高度，而第一覆盖绝缘层的表面在对应至间隔区处具有第二高度，第一高度与所述的第二高度之间存在一高度差；一第一导电屏蔽层，位于第一覆盖绝缘层的表面；第一覆盖绝缘层的表面与第一导电屏蔽层之间形成有至少一第一平坦化绝缘层，第一平坦化绝缘层填补所述的高度差，使第一导电屏蔽层不论在对应至基板的布线区或在对应至基板的间隔区，均具有实质相同的高度，基板、第一信号传输路径、第一覆盖绝缘层、第一平坦化绝缘层、第一导电屏蔽层构成一单面信号传输电路板。

本发明的另一目的是提供一种具有平坦化绝缘结构的电路板，藉以固定传输信号路径与导电屏蔽层的距离，并改善电路板的特性阻抗精度。

本发明为达成上述目的，系在电路基板结构中，位在第一覆盖绝缘层的表面与第一导电屏蔽层之间形成有至少一第一平坦化绝缘层，该第一平坦化绝缘层填补各个第一信号传输路径的表面与各个第一信号传输路径间的间隔区间的高度差，如此以达到软性电路板的特性阻抗精度控制的目的。

在效果方面，本发明提供了一种信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，在基板表面布线形成的各条第一信号传输路径及第一覆盖绝缘层后，以平坦化技术及结构得到一平整的表面，而不会有波浪状的凹凸表面结构。因此，在第一覆盖绝缘层的表面上再形成第一导电屏蔽层时，即可得到一平整的第一导电屏蔽层表面。如此使得电路板各个第一信号传输路径的特性阻抗得到一良好的特性阻抗精度控制，而不会有现有技术中阻抗匹配不良、信号反射、电磁波发散、信号传送接收时漏失、信号波形变形等问题。

特别是软性电路板的应用上，若选用的平坦化材质与厚度控制得宜并配合适合的轻薄基材选用下，除可增加软性电路板的可挠性，同时亦可大幅改善阻抗精度的控制(例如可由未改善前的100Ω±15Ω提升至100Ω±5Ω)，更具实用价值。

另外，在结构特性方面，由于电路板的各层结构具有一致平坦化结构，故当材料更薄，致导电屏蔽层需开孔洞以提高特性阻抗值，特别是银浆涂布开孔时，孔洞边缘较不会有渲染(锯齿状结构)的问题，可因此而降低开孔时边缘渲染对阻抗控制值的影响，进而达到阻抗精度控制的目的。

本发明所采用的具体实施例，将藉由以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。

附图说明

图1显示现有软性电路板的示意图；

图2显示图1中2-2断面的剖视图；

图3显示本发明第一实施例的剖视图；

图4显示本发明第二实施例的剖视图；

图5显示图4所示本发明第二实施例的顶视图；

图6显示本发明第三实施例的剖视图；

图7显示本发明第四实施例的剖视图；

图8显示本发明第五实施例的剖视图；

图9显示本发明第六实施例的剖视图。

主要元件符号说明:

1          基板

11         第一表面

12         第二表面

2          第一信号传输路径

3          第一覆盖绝缘层

4          第一导电屏蔽层

5、51、52  第一平坦化绝缘层

2a         第二信号传输路径

3a         第二覆盖绝缘层

4a         第二导电屏蔽层

5a         第二平坦化绝缘层

6          开孔结构

100        单面信号传输电路板

100a       第一信号传输电路板

100b       第二信号传输电路板

200        双面信号传输电路板

300        迭置结构

A1         布线区

A2         间隔区

d          间距

G          接地电位

h1         第一高度

h2         第二高度

h          高度差

具体实施方式

参阅图3，其显示本发明第一实施例的剖视图。图中显示，一基板1具有第一表面11及一第二表面12。在基板1的第一表面11上，布设有复数条相互平行延伸且彼此间隔的第一信号传输路径2。该基板1系为软性基板，亦可为硬质基板或其它型态的基板(如软硬结合板)，且该基板1系可为单面、双面或多层板之一。

这些第一信号传输路径2一般是由铜箔材料或复合材料所形成，其截面可为长方形、梯形、圆形、椭圆或其他形状，但实用上若以电路板的蚀刻制程而言，是以长方形或梯形为主，若使用电子排线之类，就有可能是长方形或圆形。且这些第一信号传输路径2中，视不同的需求，第一信号传输路径2所传送的信号系为差模信号(Differential Mode Signal)或共模信号(CommonMode Signal)之一，且这些第一信号传输路径2的周边可能有至少一接地导电路径连接至接地电位G。

各个第一信号传输路径2彼此间隔一预定间距d，而在该基板1的第一表面11上定义出数个被第一信号传输路径2遮盖的布线区A1及数个未被第一信号传输路径2遮盖的间隔区A2。

一第一覆盖绝缘层3形成在该基板1的第一表面11，并覆盖该各个第一信号传输路径2的表面以及该各个间隔区A2。第一覆盖绝缘层3一般是使用絶缘材料所制成，亦可为纯胶、覆膜（Coverlay）、油墨之一。

第一覆盖绝缘层3的表面在对应至该布线区A1处具有第一高度h1，而该第一覆盖绝缘层3的表面在对应至该间隔区A2处具有第二高度h2，该第一高度h1与该第二高度h2之间存在一高度差h。

在本发明的结构中，第一覆盖绝缘层3的表面更形成有一第一平坦化绝缘层5，然后在第一平坦化绝缘层5的表面形成一第一导电屏蔽层4。该第一平坦化绝缘层5填补该第一高度h1与该第二高度h2之间存在的高度差h，使该第一导电屏蔽层4的底面不论在对应至该布线区A1或在对应至该间隔区A2，均具有实质相同的高度。亦即，在本发明的结构中，第一覆盖绝缘层3的表面与第一导电屏蔽层4之间更形成有一第一平坦化绝缘层5。第一导电屏蔽层4所使用的材料系为银质材料层，亦可为等效应的导电层，例如铝质材料层、铜质材料层、导电碳浆、导电粒子胶层之一。

该基板1、该第一信号传输路径2、该第一覆盖绝缘层3、该第一平坦化绝缘层5、该第一导电屏蔽层4构成一单面信号传输电路板100。

第一平坦化绝缘层5的形成可采用目前习用技术之一，例如油墨印刷、涂布、滚轮涂布等方法。而该第一平坦化绝缘层5所使用的材料可选用絶缘材料、高分子材料等。第一平坦化绝缘层5所选用的较佳实施例材料，为液态材料经油墨印刷、涂布、滚轮涂布固化等方法之一形成在第一覆盖绝缘层3的表面后，再以热固或紫外线照射的方式固化定形在第一覆盖绝缘层3的表面。第一平坦化绝缘层5可形成在该第一覆盖绝缘层3的整个表面，也可以选择性地在特性阻抗要求精密的局部区域形成局部的第一平坦化绝缘层5。

藉由第一平坦化绝缘层5形成在第一覆盖绝缘层3的表面与第一导电屏蔽层4之间，故使得第一导电屏蔽层4不论在顶面或底面皆形成为具有平坦表面的全平面结构。故第一导电屏蔽层4在相对于各条第一信号传输路径2在布线区A1与各条第一信号传输路径2之间的间隔区A2形成了均一高度，其意谓各条第一信号传输路径2之间的特性阻抗不致因高低差而有差异，如此可达到信号传输电路板，特别是软性电路板或软性排线的特性阻抗精度控制的目的。

在实际应用时，第一信号传输路径2所传送的信号不论是差模信号或共模信号，由于需具备均一特性阻抗精度，故在信号传输的效能与可靠度方面皆具有良好的效果。

参阅图4，其显示本发明第二实施例的剖视图。此实施例的大致结构皆与第一实施例相同，故相同元件乃标示相同的元件编号，其差异在于第一导电屏蔽层4更可开设有不同图型的开孔结构6(同时参阅图5所示的顶视图)，如此可进一步调节第一信号传输路径2的特性阻抗值。开孔结构6可为圆形开孔、方形开孔、菱形开孔或其它型态，这些开孔结构可依据欲调节的特性阻抗需求而决定其尺寸大小、区域分布状况。

参阅图6，其显示本发明第三实施例的剖视图。此实施例的大致结构皆与第一实施例相同，其差异在于第一覆盖绝缘层3的表面与第一导电屏蔽层4之间形成有二层以上的第一平坦化绝缘层51、52。第一平坦化绝缘层51、52的层数可依据各个第一信号传输路径2间的间距大小、材料的选用、第一平坦化绝缘层厚度及效果而定。藉由第一平坦化绝缘层51、52形成在第一覆盖绝缘层3的表面达到更为平坦的效果，可达到更精确的特性阻抗精度控制。

图7显示本发明第四实施例的剖视图。此实施例的大致结构与图3所示第一实施例相同，其差异在于基板1的第二表面12更形成有一凹凸不平均的第二覆盖绝缘层3a，并在第二覆盖绝缘层3a的底面形成至少一层第二平坦化绝缘层5a，并在该第二平坦化绝缘层5a的底面形成一第二导电屏蔽层4a。亦即，图7系显示本发明技术应用在基板的其中一表面形成信号传输路径的应用例。在实务上，亦可直接在基板1的第二表面12形成第二平坦化绝缘层5a，而省略第二覆盖绝缘层3a。

图8显示本发明第五实施例的剖视图。此实施例的大致结构与图7所示第四实施例相同，其差异在于基板1的第二表面12更布设有复数条彼此间隔的第二信号传输路径2a，然后再顺序地形成第二覆盖绝缘层3a、第二平坦化绝缘层5a及第二导电屏蔽层4a。亦即，图8系显示本发明技术应用在基板的两个表面皆形成有信号传输路径的应用例。

基板1、第一信号传输路径2、第一覆盖绝缘层3、第一平坦化绝缘层5、第一导电屏蔽层4、第二信号传输路径2a、第二覆盖绝缘层3a、第二导电屏蔽层4a、第二平坦化绝缘层5a构成一双面信号传输电路板200。

图9显示本发明第六实施例的剖视图。此实施例系以图7所示实施例结构为基础构成多层迭置的信号传输电路板。例如以图式中所示的二层迭置结构为例，第一信号传输电路板100a中包括有一基板1、第一信号传输路径2、第一覆盖绝缘层3、第一导电屏蔽层4、第一平坦化绝缘层5、第二覆盖绝缘层3a、第二导电屏蔽层4a、第二平坦化绝缘层5a。相同地，第二信号传输电路板100b亦包括有一基板1、第一信号传输路径2、第一覆盖绝缘层3、第一导电屏蔽层4、第一平坦化绝缘层5、第二覆盖绝缘层3a、第二导电屏蔽层4a、第二平坦化绝缘层5a。将第一信号传输电路板100a与第二信号传输电路板100b上下迭置结合后，即可构成具有特性阻抗精度控制结构的多层迭置信号传输电路板。第一信号传输电路板100a与第二信号传输电路板100b构成一迭层结构300。

在本发明的产业应用时，可以多种迭置的结构组合。例如：

1.将至少二个以上的该单面信号传输电路板迭置后，构成一个多个单面信号传输电路板的迭置结构。

2.将至少二个以上的该双面信号传输电路板迭置后，构成一个多个双面信号传输电路板的迭置结构。

3.将至少一个该单面信号传输电路板与至少一个该双面信号传输电路板迭置后，构成一复合式的迭置结构。

以上实施例仅为例示性说明本发明的结构设计，而非用于限制本发明。任何本领域的技术人员均可在本发明的结构设计及精神下，对上述实施例进行修改及变化，唯这些改变仍属本发明的精神及权利要求范围中。因此本发明的权利保护范围应如本发明权利要求所列。

Claims (15)

1.一种信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，包括有：

一基板，具有一第一表面及一第二表面；

复数条延伸的第一信号传输路径，布设在所述的基板的第一表面上，各个第一信号传输路径彼此间隔一预定间距，而在所述的基板的第一表面上定义出数个被第一信号传输路径遮盖的布线区及数个未被第一信号传输路径遮盖的间隔区；

一第一覆盖绝缘层，形成在所述的基板的第一表面，并覆盖所述的各个第一信号传输路径的表面以及所述的各个间隔区，所述的第一覆盖绝缘层的表面在对应至所述的布线区处具有第一高度，而所述的第一覆盖绝缘层的表面在对应至所述的间隔区处具有第二高度，所述的第一高度与所述的第二高度之间存在一高度差；

一第一导电屏蔽层，位于所述的第一覆盖绝缘层的表面；

其特征在于：

所述的第一覆盖绝缘层的表面与所述的第一导电屏蔽层之间形成有至少一第一平坦化绝缘层，所述的第一平坦化绝缘层填补所述的高度差，使所述的第一导电屏蔽层不论在对应至所述的基板的布线区或在对应至所述的基板的间隔区，均具有实质相同的高度，所述的基板、所述的第一信号传输路径、所述的第一覆盖绝缘层、所述的第一平坦化绝缘层、所述的第一导电屏蔽层构成一单面信号传输电路板。

2.如权利要求1所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，所述的第一导电屏蔽层系为银质材料层、铝质材料层、铜质材料层、导电碳浆、导电粒子胶层之一。

3.如权利要求1所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，所述的第一导电屏蔽层为全平面结构。

4.如权利要求1所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，所述的第一导电屏蔽层包括有复数个开孔结构。

5.如权利要求1所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，所述的信号传输线截面为长方形、梯型、圆形、椭圆形之一。

6.如权利要求1所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，所述的各个第一信号传输路径所传送的信号系为差模信号或共模信号之一。

7.如权利要求1所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，所述的第一平坦化绝缘层的形成采用油墨印刷、涂布、滚轮涂布方式之一。

8.如权利要求1所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，所述的覆盖绝缘层为薄型覆膜、纯胶或绝缘油墨之一。

9.如权利要求1所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，所述的基板系为软性基板、硬式基板之一。

10.如权利要求1所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，所述的结构更包括：

至少一第二平坦化绝缘层，形成在所述的基板的第二表面；

一第二导电屏蔽层，形成在所述的第二平坦化绝缘层的表面。

11.如权利要求10所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，其中所述的第二平坦化绝缘层与所述的基板的第二表面之间更包括有一第二覆盖绝缘层。

12.如权利要求1所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，至少二个以上的所述的单面信号传输电路板迭置后，构成一个多个单面信号传输电路板的迭置结构。

13.如权利要求1所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，所述的单面信号传输电路板更包括：

复数条延伸的第二信号传输路径，布设在所述的基板的第二表面上，各个第二信号传输路径彼此间隔一预定间距，而在所述的基板的第二表面上定义出数个被第二信号传输路径遮盖的布线区及数个未被第二信号传输路径遮盖的间隔区；

一第二覆盖绝缘层，形成在所述的基板的第二表面，并覆盖所述的各个第二信号传输路径的表面以及所述的各个间隔区，所述的第二覆盖绝缘层在对应至所述的布线区处具有第一高度，而所述的第二覆盖绝缘层在对应至所述的间隔区处具有第二高度，所述的第一高度与所述的第二高度之间存在一高度差；

至少一第二平坦化绝缘层，形成在所述的第二覆盖绝缘层的表面；

一第二导电屏蔽层，位在所述的第二平坦化绝缘层的表面；

其中所述的基板、所述的第二信号传输路径、所述的第二覆盖绝缘层、所述的第二平坦化绝缘层、所述的第二导电屏蔽层、所述的第一信号传输路径、所述的第一覆盖绝缘层、所述的第一平坦化绝缘层、所述的第一导电屏蔽层构成一双面信号传输电路板。

14.如权利要求13所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，至少二个以上的所述的双面信号传输电路板迭置后，构成一个多个双面信号传输电路板的迭置结构。

15.如权利要求13所述的信号传输电路板的特性阻抗精度控制结构，其特征在于，至少一个所述的单面信号传输电路板与至少一个所述的双面信号传输电路板迭置后，构成一迭置结构。