CN102970815A

CN102970815A - 印刷电路板结构

Info

Publication number: CN102970815A
Application number: CN2011102597530A
Authority: CN
Inventors: 曹双林
Original assignee: Inventec Corp
Current assignee: Inventec Corp
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2013-03-13

Abstract

本发明提供了一种印刷电路板结构，包含：第一圆孔单元、第二圆孔单元、第一传输线以及第二传输线。第二圆孔单元相邻于第一圆孔单元。第一传输线具有第一螺旋状线段，从第一圆孔单元的中心延伸并超出第一圆孔单元的外周缘，并环绕第一圆孔单元的外周缘的一部分，直至第一圆孔单元与第二圆孔单元之间的间隔。第二传输线具有第二螺旋状线段，第二螺旋状线段对称于第一螺旋状线段。采用本发明的印刷电路板结构，可使信号经过焊垫时连接器的零件孔或贯通孔的瞬间阻抗保持连续，还可使信号在连接器上传输时不失真，信号传输的上升沿不会发生延时。从而提高产品的品质。

Description

印刷电路板结构

技术领域

本发明涉及一种电路板结构，尤其涉及一种印刷电路板结构。

背景技术

在印刷电路板中，贯通孔或零件孔的外围会有环形悍垫(RingPad)与抵抗焊垫(Anti Pad)。在高频环境下的电路中经过贯通孔或零件孔会产生对地的寄生电容，这样的寄生电容对电路产生的主要影响是延长高频信号的上升沿时间，降低信号的传输速度。在连接器或贯通孔或零件孔转换成寄生电容与寄生电感的等效模型中，寄生电容可以透过下列的公式(1)作近似的计算。

C = \frac{1.41 ϵ_{r} {TD}_{2}}{D_{1} - D_{2}}

---公式1

C：寄生电容；

D₁：环形悍垫的直径；

D₂：抵抗焊垫的直径；

T：印刷电路板的厚度；

ε_r：印刷电路板之材料的介电常数。

透过公式(1)可以得出当印刷电路板的层数越多，且孔径越小，寄生电容效应对信号的影响就越大，而寄生电容效应可造成阻抗值较小的问题。

在现在的服务器等高速信号系统设计中，对于印刷电路板其中的传输线的阻抗要求具有一定的水平，但是高速信号在通过贯通孔或者零件孔的瞬间，传输线与贯通孔(VIA)或零件孔(PTH)的阻抗皆不相同，因此会产生阻抗不连续的状况。系统间的连接器(Connector)也会产生这种现象，当信号传输的速度超过10Gt/s时，这样的问题会更严重。

发明内容

因此，本发明之一目的是在提供一种印刷电路板结构，以解决阻抗不连续的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种印刷电路板结构。此印刷电路板结构包含第一圆孔单元、第二圆孔单元、第一传输线以及第二传输线。第二圆孔单元相邻于第一圆孔单元。第一传输线具有一第一螺旋状线段，第一螺旋状线段从第一圆孔单元的中心延伸并超出第一圆孔单元的外周缘，环绕第一圆孔单元的外周缘的一部分，直至第一圆孔单元与第二圆孔单元之间的间隔。第二传输线具有一第二螺旋状线段，第二螺旋状线段对称于第一螺旋状线段，从第二圆孔单元的中心延伸并超出第二圆孔单元的外周缘，并以相反于第一螺旋状线段的环绕方向，环绕第二圆孔单元的外周缘的一部分，直至第一圆孔单元与第二圆孔单元之间的间隔。

依据本发明一实施例，第一螺旋状线段环绕第一圆孔单元的外周缘的四分之一到四分之三。

依据本发明另一实施例，第一螺旋状线段环绕第一圆孔单元的外周缘的部分时，第一螺旋状线段与第一圆孔单元的外周缘相隔一距离。

依据本发明又一实施例，第一螺旋状线段与第一圆孔单元的外周缘相隔的距离至少为4mil。

依据本发明再一实施例，第一螺旋状线段从第一圆孔单元的中心延伸并超出第一圆孔单元的外周缘时为弧形的。

依据本发明另再一实施例，第一传输线接续环绕至第一圆孔单元与第二圆孔单元之间的间隔的部分，向第一圆孔单元的中心方向侧弯，并直线延伸。

依据本发明另又一实施例，第二传输线接续环绕至第一圆孔单元与第二圆孔单元之间的间隔的部分，向第二圆孔单元的中心方向侧弯，并直线延伸，且平行于第一传输线直线延伸的部分。

依据本发明再另一实施例，此印刷电路板结构更包含第一抵抗焊垫和第二抵抗焊垫。第一抵抗焊垫同轴并环绕第一圆孔单元，第一螺旋状线段在第一抵抗焊垫的内周缘。第二抵抗焊垫同轴并环绕第二圆孔单元，第二螺旋状线段在第二抵抗焊垫的内周缘。

依据本发明再另再一实施例，第一传输线与第二传输线为差分线路。

依据本发明再另又一实施例，第一圆孔单元及第二圆孔单元为贯通孔或零件孔。

采用本发明的印刷电路板结构，藉由采取在布局设计中加入类似螺旋状的结构于贯通孔或零件孔，可达到提高接脚节点的阻抗值的效果。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1示出本发明一个方面的印刷电路板结构的示意图。

图2示出依照本发明一实施例中采用该印刷电路板结构的印刷电路板的示意图。

【主要组件符号说明】

100：印刷电路板结构 110：第一圆孔单元

112：孔洞 114：环形焊垫

116：第一抵抗焊垫 120：第二圆孔单元

122：孔洞 124：环形焊垫

126：第二抵抗焊垫 130：第一传输线

132：第一螺旋状线段 140：第二传输线

142：第二螺旋状线段 200：印刷电路板

210～218：圆孔单元 220：传输线

230：传输线 240：传输线

250：传输线

具体实施方式

以下将以图式及详细叙述清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

针对阻抗值不连续对信号的影响可以在布局设计上改变来达到减小甚至抵消。采取将接入到接脚(Pin)的传输线设计成螺旋状的方法，使得螺旋状的传输线有着高的电感性，再加上贯通孔或零件孔的电容性，便可使接脚节点的阻抗值提高，以达到提高接脚的阻抗值的效果。

首先，请参考图1，图1示出依据本发明一个方面的印刷电路板结构100的示意图。印刷电路板结构100包含第一圆孔单元110、第二圆孔单元120、第一传输线130以及第二传输线140。第二圆孔单元120相邻且对称于第一圆孔单元110，第一圆孔单元110包含在中心的孔洞112以及与孔洞112同轴的环形焊垫114，第二圆孔单元120也包含孔洞122以及环形焊垫124。较佳地，第一圆孔单元与第二圆孔单元可为贯通孔或零件孔。

在一具体实施例中，第一传输线130具有一第一螺旋状线段132，第一螺旋状线段132是从第一圆孔单元110的中心延伸并超出第一圆孔单元110的外周缘，即环形焊垫114的外缘，并环绕第一圆孔单元110的外周缘的一部分，环绕方向可以是顺时针或逆时针，第一螺旋状线段132会环绕直至第一圆孔单元110与第二圆孔单元120之间的间隔。

第二传输线140具有一第二螺旋状线段142，第二螺旋状线段142对称于第一螺旋状线段132，第二螺旋状线段142从第二圆孔单元120的中心延伸并超出第二圆孔单元120的外周缘，即环形焊垫124的外缘，并以相反于第一螺旋状线段132的环绕方向，环绕第二圆孔单元120的外周缘的一部分。举例来说，第一螺旋状线段132以顺时针环绕，则第二螺旋状线段142就会以逆时针的方式环绕。接着，第二螺旋状线段142环绕直至第一圆孔单元110与第二圆孔单元120之间的间隔。值得注意的是，第二传输线140与第一传输线130保持距离，没有互相接触到。较佳地，第一传输线与第二传输线可为差分传输线。

因为各种印刷电路板的厚度不尽相同或者是信号从不同的层面连接到圆孔单元，因此，传输线在环绕圆孔单元的长度不一样。在一实施例中，第一螺旋状线段132环绕第一圆孔单元的外周缘的四分之一到四分之三，第二螺旋状线段142则对称于第一螺旋状线段132，例如：第一螺旋状线段132环绕环形焊垫114外周缘的约四分之一，则第二螺旋状线段142也环绕环形焊垫124外周缘的约四分之一。少于四分之一或大于四分之三皆无法达到提高圆孔单元的阻抗值的效果。应当理解，需要环绕多少，取决于不同参数的设计，或者是由仿真软件来仿真确定。

在一实施例中，第一螺旋状线段132环绕第一圆孔单元110的外周缘的一部分时，第一螺旋状线段132与第一圆孔单元110的外周缘相隔一距离，其中相隔的距离可至少为4mil(1mil等于0.0254毫米)，如此便有利于之后的加工或布线，而不会因为相隔距离过近，导致加工与布线的困难。而第二螺旋状线段142则对称于第一螺旋状线段132，也与第二圆孔单元120的外周缘相隔一距离。例如，第一螺旋状线段132与第一圆孔单元110的外周缘相隔的距离约为4mil，第二螺旋状线段142与第二圆孔单元120的外周缘相隔的距离约为4mil。较佳地，螺旋状传输线越靠近环形焊垫越好，目前印刷电路板制造的制程能力一般在4mil以内。

在另一实施例中，第一螺旋状线段132从第一圆孔单元110的中心延伸并超出第一圆孔单元110的外周缘时为弧形的，第二螺旋状线段142从第二圆孔单元120的中心延伸并超出第二圆孔单元120的外周缘时也为弧形的。

在再一实施例中，第一传输线130接续环绕至第一圆孔单元110与第二圆孔单元120之间的间隔的部分(虚线标示处)，向第一圆孔单元110的中心方向侧弯，并直线延伸。

在又一实施例中，其中第二传输线140接续环绕至第一圆孔单元110与第二圆孔单元120之间的间隔的部分(虚线标示处)，向第二圆孔单元120的中心方向侧弯，并直线延伸，且平行于第一传输线130直线延伸的部分。

在另一实施例中，印刷电路板结构100更包含第一抵抗焊垫116与第二抵抗焊垫126。第一抵抗焊垫116同轴并环绕第一圆孔单元110，第一螺旋状线段132在第一抵抗焊垫116的内周缘。第二抵抗焊垫126同轴并环绕第二圆孔单元120，第二螺旋状线段142在第二抵抗焊垫126的内周缘。

在又一实施例中，第一传输线130与第二传输线140为差分线路，因此，第一传输线130与第二传输线140必须为耦合。

另一方面，请参照图2，图2示出本发明的一实施例中采用印刷电路板结构100的印刷电路板200的示意图。印刷电路板200包含多个圆孔单元210～218、传输线220、传输线230、传输线240以及传输线250。圆孔单元210～218彼此整齐排列且保持相同的间距，且圆孔单元210～218各自包含一中心孔洞(未示出)以及一环形焊垫(未示出)。传输线220、传输线230是采用第一传输线130、第二传输线140的构造，并且传输线220、传输线230在互相平行的地方保持相同的距离，并且不与任何圆孔单元210～218碰触。传输线240、传输线250也是采用第一传输线130、第二传输线140的构造，且不与任何圆孔单元210～218碰触，但在遇到圆孔单元213时，会对称地包围圆孔单元213。

较佳地，信号经过接脚而连接到连接器时，由于连接器的阻抗相对比较高(大约107欧姆)，信号进入接脚的瞬间阻抗就会掉到大约80欧姆，整个传输在线的阻抗会不连续，会对信号质量造成影响，在本发明的一实施例中，将接入到接脚的传输线设计成螺旋状，就会使接脚的阻抗值提高，进而解决阻抗不连续的问题。

综合上述，本发明具有诸多优点。首先，可以使信号经过焊垫时，连接器的零件孔或贯通孔的瞬间阻抗保持连续。使信号在连接器上传输时不失真，信号传输的上升沿不会发生延时。还可提高产品的品质。

上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims

1.一种印刷电路板结构，其特征在于，所述印刷电路板结构包含：

一第一圆孔单元；

一第二圆孔单元，与该第一圆孔单元相邻；

一第一传输线，该第一传输线具有一第一螺旋状线段，该第一螺旋状线段从该第一圆孔单元的中心延伸并超出该第一圆孔单元的外周缘，并环绕该第一圆孔单元的该外周缘的一部分，直至该第一圆孔单元与该第二圆孔单元之间的间隔；以及

一第二传输线，该第二传输线具有一第二螺旋状线段，该第二螺旋状线段对称于该第一螺旋状线段，该第二螺旋状线段从该第二圆孔单元的中心延伸并超出该第二圆孔单元的外周缘，并以相反于该第一螺旋状线段的环绕方向，环绕该第二圆孔单元的该外周缘的一部分，直至该第一圆孔单元与该第二圆孔单元之间的间隔。

2.如权利要求1所述的印刷电路板结构，其特征在于，该第一螺旋状线段环绕该第一圆孔单元的该外周缘的四分之一到四分之三。

3.如权利要求1所述的印刷电路板结构，其特征在于，该第一螺旋状线段环绕该第一圆孔单元的该外周缘的该部分时，该第一螺旋状线段与该第一圆孔单元的该外周缘相隔一距离。

4.如权利要求3所述的印刷电路板结构，其特征在于，该第一螺旋状线段与该第一圆孔单元的该外周缘相隔的该距离至少为4mil。

5.如权利要求1所述的印刷电路板结构，其特征在于，该第一螺旋状线段从该第一圆孔单元的中心延伸并超出该第一圆孔单元的该外周缘时为弧形的。

6.如权利要求1所述的印刷电路板结构，其特征在于，该第一传输线接续环绕至该第一圆孔单元与该第二圆孔单元之间的间隔的部分，向该第一圆孔单元的中心方向侧弯，并直线延伸。

7.如权利要求6所述的印刷电路板结构，其特征在于，该第二传输线接续环绕至该第一圆孔单元与该第二圆孔单元之间的间隔的部分，向该第二圆孔单元的中心方向侧弯，并直线延伸，且平行于该第一传输线直线延伸的部分。

8.如权利要求1所述的印刷电路板结构，其特征在于，所述印刷电路板结构还包含：

一第一抵抗焊垫，同轴并环绕该第一圆孔单元，该第一螺旋状线段在该第一抵抗焊垫的内周缘；以及

一第二抵抗焊垫，同轴并环绕该第二圆孔单元，该第二螺旋状线段在该第二抵抗焊垫的内周缘。

9.如权利要求1所述的印刷电路板结构，其特征在于，该第一传输线与该第二传输线为差分线路。

10.如权利要求1所述的印刷电路板结构，其特征在于，该第一圆孔单元及该第二圆孔单元为贯通孔或零件孔。