CN102811549A - 电路板 - Google Patents

Abstract

一种电路板，其包括至少一信号传输线、至少四个层面及至少三个绝缘层。相邻两层面之间均设置一绝缘层。电路板上开设至少一圆形的第一过孔。至少四个层面包括第一信号层、第二信号层及设置在第一、第二信号层之间的第一参考层、第二参考层。第一、第二信号层上分别设置与第一过孔同轴的第一焊垫。每条第一信号传输线包括分别设置在第一、第二信号层上且与对应的第一焊垫电连接的第一、第二部分。第一过孔内壁镀有与第一焊垫电连接的金属导体。第一、第二参考层上围绕第一过孔的部分均被挖空，以分别形成与第一过孔同轴的圆形第一通孔。第一通孔的半径比第一过孔大第一预定值d1，1.5密耳≦d1≦4密耳，以有效提高信号传输质量。

Description

电路板

技术领域

本发明涉及一种电路板。

背景技术

随着信号传输线的信号波长变大，当传输线的尺寸和信号的波长在同一个或相邻的数量级上时，高速信号传输线需要从第一信号层换到第二信号层时，会用过孔连接。第一、第二信号层上设置有与过孔同轴且与过孔内壁上镀的铜箔电连接的焊垫，但焊垫会与相邻的参考层之间产生寄生电容，因此如何减少寄生电容对信号传输线的信号质量的影响就成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种有效提高信号传输质量的电路板。

一种电路板，其包括至少一个第一信号传输线、至少四个层面及至少三个绝缘层。相邻的两个层面之间均设置一绝缘层。所述电路板上开设有至少一个贯穿所述至少四个层面及至少三个绝缘层的圆形的第一过孔。所述至少四个层面包括一个第一信号层、一个第二信号层及设置在第一、第二信号层之间的第一、第二参考层。所述第一、第二信号层上均设置与所述第一过孔同轴的第一焊垫。每条第一信号传输线包括第一部分及第二部分。所述第一部分设置在所述第一信号层上，且与对应的第一焊垫电连接。所述第二部分设置在所述第二信号层上，且与对应的第一焊垫电连接。所述第一过孔的内壁镀有与所述第一焊垫电连接的金属导体，以将所述第一部分及所述第二部分电连接。所述第一、第二参考层上围绕所述第一过孔的部分均被挖空，以分别形成一个与第一所述过孔同轴设置的圆形的第一通孔。所述第一通孔的半径比所述第一过孔的半径大第一预定值，所述第一预定值大于或等于1.5密耳，且小于或等于4密耳。

本发明的电路板，通过将第一参考层上围绕第一过孔的部分挖空，形成一个与所述第一过孔同轴设置的第一通孔，同时将所述第一通孔的半径大于所述第一过孔的预定值限定在大于或等于1.5密耳，且小于或等于4密耳，从而不仅可以有效减小信号传输线与第一参考层之间的寄生电容，而且还不会使第一信号传输线产生很大的信号损耗，因此可有效提高信号传输质量。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的电路板的剖视图。

图2是图1的电路板的俯视图。

图3是本发明第二实施方式的电路板的剖视图。

主要元件符号说明

电路板	100、300
		绝缘层	101、301
第一信号层	11、311
		第二信号层	12、312
第一参考层	21、321
		第二参考层	22、322
过孔	30
		金属导体	31、331a、332a
焊垫	33
		第一焊垫	333
第二焊垫	334
		通孔	40
第一部分	210、410、510
		第二部分	220、420、520
第三信号层	313
		第四信号层	314
第一过孔	331
		第二过孔	332
第一通孔	341
		第二通孔	342

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1及图2，为本发明第一实施方式提供的一种电路板100，其包括依次堆叠的四个层面及三个绝缘层101。相邻两个层面之间均设置一层绝缘层101。在本实施方式中，所述四个层面分别为一个第一信号层11、一个第二信号层12、一个第一参考层21及一个第二参考层22。所述第一参考层21及所述第二参考层22设置在所述第一信号层11及所述第二信号层12之间，所述第一参考层21靠近所述第一信号层11，所述第二参考层22靠近所述第二信号层12，因此所述第一信号层11以所述第一参考层21为参考层，所述第二信号层12以所述第二参考层22为参考层。在本实施方式中，所述电路板100为USB3.0电路板。

所述电路板100上设置有一条信号传输线200。所述信号传输线200包括第一部分210及第二部分220。所述第一部分210设置在所述第一信号层11上，所述第二部分230设置在所述第二信号层12上。所述第一参考层21上与所述第一部分210垂直正对的位置设置有一整块的接地铜箔，所述第二参考层22上与所述第二部分220垂直正对的位置设置有一整块的接地铜箔。

所述电路板100上开设有一个贯穿所述第一信号层11、第一参考层21、第二参考层22、所述第二信号层12及所述绝缘层101的圆形的过孔30。所述第一信号层11及所述第二信号层12上均设置与所述过孔30同轴的圆形的焊垫33。所述第一部分210与所述第一信号层11上的焊垫33电连接，所述第二部分220与所述第二信号层12上的焊垫33电连接。所述过孔30的内壁镀有与所述两个焊垫33电连接的金属导体31，以将所述第一部分210及所述第二部分220电连接。所述第一参考层21及所述第二参考层22上围绕所述过孔30的部分被挖空，以形成一个与所述过孔30同轴设置的圆形的通孔40，所述通孔40的直径大于所述过孔30的直径。若所述过孔30的直径为D1，所述通孔40的直径为D2，所述通孔40的半径比所述过孔30的半径大一预定值d，即D2=D1+2d，其中1.5密耳≦d≦4密耳(1密耳=0.0254毫米)。在本实施方式中，d=3密耳。

如下表一，为频率为5GHZ的信号传输线经过仿真之后的通孔40与过孔30的半径之差d与信号损耗之间的数值表格。

表一

d(密耳)	-3	0	1.5	2.5	3	4	5	6	6.5
										信号损耗(分贝)	-1.47	-1.20	-1.10	-1.07	-1.06	-1.12	-1.13	-1.21	-3.49

由表一可以看出，当1.5 密耳≦d≦4 密耳时，信号损耗的范围比较小，尤其是d=3 密耳时，信号损耗最小，为-1.06 分贝。

如图3所示，本发明的第二实施方式的电路板300与第一实施方式的电路板100的区别在于，所述电路板300包括依次堆叠的六个层面及五个绝缘层301。所述电路板300上开设一个贯穿所述六个层面及所述五个绝缘层301的第一过孔331和第二过孔332。所述六个层面从上至下依次为第一信号层311、第一参考层321、第三信号层313、第四信号层314、第二参考层322及第二信号层312。所述第一信号层311与所述第三信号层313均以所述第一参考层321为参考层。所述第二信号层312与所述第四信号层314均以所述第二参考层322为参考层。所述电路板300上布设有两条信号传输线，即第一信号传输线及第二信号传输线。所述第一信号层311及所述第二信号层312上分别设置与所述第一过孔331同轴设置的第一焊垫333，所述第三信号层313及所述第四信号层314上分别设置与所述第二过孔332同轴设置的第二焊垫334。所述第一信号传输线的第一部分410及第二部分420分别布设在所述第一信号层311及所述第二信号层312上，且分别与对应的第一焊垫333电连接。所述第二信号传输线的第一部分510及第二部分520设置在第三信号层313及所述第四信号层314上，且分别与对应的第二焊垫334电连接。所述两个第一焊垫333均与所述第一过孔331内壁上镀的金属导体331a电连接，以将所述第一部分410与所述第二部分420电连接。所述两个第二焊垫334均与所述第二过孔332内壁上镀的金属导体332a电连接，以将所述第三部分510及所述第四部分520电连接。所述第一参考层321上分别与所述第一信号传输线的第一部分410及所述第二信号传输线的第一部分510垂直正对的位置设置均有一整块的接地铜箔，所述第二参考层322上分别与所述第一信号传输线的第二部分420及所述第二信号传输线的第二部分520垂直正对的位置均设置有一整块的接地铜箔。所述第一参考层321、第二参考层322上围绕所述第一过孔331的部分均被挖空，分别形成与所述第一过孔331同轴设置的圆形的第一通孔341。所述第一参考层321、第二参考层322上围绕所述第二过孔332的部分均被挖空，分别形成与所述第二过孔332同轴设置的圆形的第二通孔342。所述第一通孔341的半径比所述第一过孔331的半径大一预定值d1，所述第二通孔342的半径比所述第二过孔332的半径大一预定值d2，且1.5密耳≦d1≦4密耳，1.5密耳≦d2≦4密耳。

在其他实施方式中，所述第一信号传输线的第一部分410也可同时布设在所述第一信号层311及所述第三信号层313上，所述第二部分420也可同时布设在第二信号层312及所述第四信号层314上，均通过所述第一过孔331内壁上镀的金属导体331a进行电连接。同理，所述第二信号传输线的第一部分510也可同时布设在所述在所述第一信号层311及所述第三信号层313上，所述第二部分520也可同时布设在第二信号层312及所述第四信号层314上，均通过所述第二过孔332内壁上镀的金属导体332a进行电连接。

在其他实施方式中，所述第二过孔332也可不贯穿所述第一信号层311及所述第二信号层312，但是为了增加布线的灵活性及加工的方便，一般电路板300上的过孔均贯穿所有的层面及所有的绝缘层301。

在其他实施方式中，所述电路板也可包括八个层面、十个层面或多于十个层面，当信号传输线的第一部分及第二部分分布在两个信号层上，并且通过过孔进行电连接时，就需要在所述两个信号层分别对应的参考层上均开设与所述过孔同轴的通孔。

在其他实施方式中，所述信号传输线的数量并不局限于本实施方式。

本发明的电路板，由于所述第一参考层上的铜箔与所述第一信号层上的第一焊垫断开，相当于平行板电容器的两个极板，根据平行板电容器的电容的计算公式                                               

(其中，k为常数，

为介电常数，S为两个极板的正对面积，d为两个极板之间的距离)，当两个极板的正对面积S减小时，所述平行板电容器的电容减小，同理，所述第一参考层上的铜箔与所述第三信号层上的第二焊垫也相当于平行板电容器的两个极板，所述第二参考层上的铜箔与所述第二信号层上的第一焊垫也相当于平行板电容器的两个极板，所述第二参考层上的铜箔与所述第四信号层上的第二焊垫也相当于平行板电容器的两个极板，因此通过在所述第一、第二参考层上开设与所述过孔同轴，但直径比所述过孔略大的通孔，也有效减小寄生电容的容值。但是当两个极板的正对面积S减小到一定程度之后，又会导致信号传输线的信号损耗变大，因此当1.5密耳≦d≦4密耳时，可以有效提高电路板上信号传输线的信号传输质量。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种电路板，其包括至少一个第一信号传输线、至少四个层面及至少三个绝缘层，相邻的两个层面之间均设置有一个绝缘层，所述电路板上开设有至少一个贯穿所述至少四个层面及所述至少三个绝缘层的圆形的第一过孔，所述至少四个层面包括一个第一信号层、一个第二信号层、一个第一参考层、一个第二参考层；所述第一、第二参考层均设置在所述第一、第二信号层之间；所述第一、第二信号层上分别设置与所述第一过孔同轴的第一焊垫，每条第一信号传输线包括第一部分及第二部分，所述第一部分设置在所述第一信号层上，且与所述第一焊垫电连接；所述第二部分设置在所述第二信号层上，且与所述第一焊垫电连接；所述第一过孔的内壁镀有与所述第一焊垫电连接的金属导体，以将所述第一部分及所述第二部分电连接，其特征在于，所述第一、第二参考层上围绕所述第一过孔的部分均被挖空，以分别形成一个与所述第一过孔同轴的圆形的第一通孔，所述第一通孔的半径比所述第一过孔的半径大第一预定值，所述第一预定值大于或等于1.5密耳，且小于或等于4密耳。

2.如权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述第一预定值为3密耳。

3.如权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述第一参考层及所述第二参考层上分别与所述第一信号传输线的第一部分、第二部分垂直正对的位置均设置一整块的接地铜箔。

4.如权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述至少四个层面还包括设置在所述第一、第二参考层之间的第三、第四信号层，所述第三信号层靠近所述第一参考层，所述第四信号层靠近所述第二参考层，所述第三信号层与所述第一参考层之间设置一绝缘层，所述第三、第四信号层之间设置一绝缘层，所述第四信号层与所述第二参考层之间设置一绝缘层，所述电路板上还开设至少一个贯穿所述至少四个层面及所述至少三个绝缘层的圆形的第二过孔，所述第三、第四信号层上分别设置有一个与所述第二过孔同轴且与所述第二过孔内壁上镀的金属导体电连接的第二焊垫，所述电路板上还设置至少一个第二信号传输线，所述至少一个第二信号传输线的第一部分设置在所述第三信号层上且与对应的第二焊垫电连接，所述至少一个第二信号传输线的第二部分设置在所述第四信号层上且与对应的第二焊垫电连接，所述第一、第二参考层上围绕所述第二过孔的位置均被挖空，以分别形成一个与所述第二过孔同轴的圆形的第二通孔，所述第二通孔的半径比所述第二过孔的半径大第二预定值，所述第二预定值大于或等于1.5密耳，且小于或等于4密耳。

5.如权利要求4所述的电路板，其特征在于，所述第一参考层上与所述第二信号传输线的第一部分垂直正对的位置设置一整块的接地铜箔，所述第二参考层上与所述第二信号传输线的第二部分垂直正对的位置设置一整块的接地铜箔。

6.如权利要求4所述的电路板，其特征在于，所述第二预定值为3密耳。

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