CN102970817A - 电子电路板 - Google Patents

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CN102970817A CN2012100077841A CN201210007784A CN102970817A CN 102970817 A CN102970817 A CN 102970817A CN 2012100077841 A CN2012100077841 A CN 2012100077841A CN 201210007784 A CN201210007784 A CN 201210007784A CN 102970817 A CN102970817 A CN 102970817A
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Abstract

本发明的电子电路板的一实施例，包含一叠层结构，具有一上表面，其中该上表面具有一凹槽；一高频同轴线，设置于该凹槽中；以及一保护层，填入该凹槽；其中该高频同轴线经配置以传送一高频信号，该高频同轴线包含一中心导体、一外部导体及一绝缘材料，该绝缘材料夹置于该中心导体及该外部导体之间。在本发明的一实施例中，该高频同轴线可以是全硬线、半硬线或任何结构与材料。

Description

电子电路板
技术领域
本发明关于一种电子电路板，特别关于一种高频电子电路板，其配置可传送高频信号的高频同轴线。
背景技术
电子元件(例如手机)使用电路传送高频及低频信号。整合高频及低频电路一般均使用混合式基板，将低频元件设置于FR4上，并将高频元件设置于陶磁基板或低介电损耗的基材上。虽然高频及低频信号均可在同一基板中传送；然而，必须使用单一金属线传送低频信号，并使用多重金属线(形成波导结构，例如微带线)传送高频信号。
图1为一现有的电子电路板10。该电子电路板10包含一信号线11、二层介电层13、15以及二层金属层17、19。该二层金属层17、19作为接地线，用以维持其高频信号的特征阻抗(Z0)值(如50欧姆、100欧姆等)的特性电阻。然而，此现有技艺的缺点为印刷电路板的整体阻抗取决于二层介电层13、15的厚度(T1、T2)，亦即受到制作规格与环境的影响。因此，介电层13、15的厚度(T1、T2)必须予以精确控制，方可符合高频应用的需求。美国专利US5,828,555及美国专利6,717,494二者均公开了运作于高速度及高频率的电子电路板。
发明内容
本发明提供一种电子电路板，其配置可传送高频信号的高频同轴线。
本发明的电子电路板的一实施例，包含一叠层结构，具有一上表面，其中该上表面具有一凹槽；一高频同轴线，设置于该凹槽中；以及一保护层，填入该凹槽；其中该高频同轴线经配置以传送一高频信号，该高频同轴线包含一中心导体、一外部导体及一绝缘材料，夹置于该中心导体及该外部导体之间。在本发明的一实施例中，该高频同轴线可以是全硬线、半硬线或任何结构与材料。
本发明的电子电路板的另一实施例，包含一下叠层；一上叠层；以及一高频同轴线，夹置于该上叠层及该下叠层之间；其中该高频同轴线经配置以传送一高频信号，该高频同轴线包含一中心导体、一外部导体及一绝缘材料，夹置于该中心导体及该外部导体之间。在本发明的一实施例中，该高频同轴线可以是全硬线、半硬线或任何结构与材料。
为了在印刷电路板中传送高频信号，现有技艺采用二层金属层以维持高频信号的特征阻抗(Z0)值，并使用二层介电层将信号线与金属层予以电气隔离。然而，此一现有技艺的缺点为印刷电路板的整体阻抗取决于介电层的厚度(T1、T2)，亦即受到制作规格与环境的影响。
相对地，本发明的实施例使用高频同轴线在印刷电路板中传送高频信号，高频同轴线可弯折而埋设于印刷电路板的叠层之中。此外，高频同轴线的特征阻抗(Z0)实质上与其使用环境无关，因此高频同轴线可直接应用于印刷电路板之中传送高频信号，实质上不受印刷电路板的膜层厚度影响。
上文已相当广泛地概述本发明的技术特征及优点，俾使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的申请专利范围标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本发明所属技术领域技术人员应了解，可相当容易地利用下文公开的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或工艺而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域技术人员亦应了解，这类等效建构无法脱离后附的申请专利范围所界定的本发明的精神和范围。
通过参照前述说明及下列图式，本发明的技术特征及优点得以获得完全了解。
附图说明
图1为一现有的电子电路板；
图2为一上视图，例示本发明一实施例的电子电路板；
图3为沿图2的1-1剖面线的剖示图；
图4为剖示图，例示本发明一实施例的高频同轴线；
图5为一分解图，例示本发明一实施例的电子电路板；
图6为沿图5的2-2剖面线的剖示图；
图7为一剖视图，例示本发明另一实施例的电子电路板；
图8为一剖视图，例示本发明另一实施例的电子电路板；
图9为现有的使用FR4的电子电路板的眼图(eye diagram)；
图10为另一现有的电子电路板(Rogers公司：型号4350B)的眼图；
图11为本发明的电子电路板的眼图；
图12为现有的使用FR4的电子电路板的频率响应；
图13为另一现有的电子电路板(Rogers公司：型号4350B)的频率响应；
图14为本发明另一实施例的电子电路板的频率响应；
图15为现有的使用FR4的电子电路板的频率响应；
图16为另一现有的电子电路板(Rogers公司：型号4350B)的频率响应；以及
图17为本发明另一实施例的电子电路板的频率响应。
其中，附图标记说明如下：
10    电子电路板      11    信号线
13    介电层          15    介电层
17    金属层          19    金属层
30    电子电路板      31    叠层结构
33A   上表面          33B   下表面
35    凹槽            36A   导通孔
36B   导通孔          36C   信号接垫
36D   信号接垫        36E   接地导线
37    复合结构        37A   信号接垫
37B   接地接垫        37C   导电接垫
38A   信号接垫        38B   接地接垫
39    膜层            41    高频同轴线
41A   水平部          41B   转角
43    导线            51    保护层
55    复合结构        55A   信号接垫
55B   接地接垫        55C   导电接垫
57     电路元件        63     中心导体
65     外部导体        67     绝缘材料
110    电子电路板      120    上叠层
123    膜层            125    导线
127    中间粘着层      130    下叠层
137    复合结构        137A   信号接垫
137B   接地接垫        137C   导电接垫
139    膜层            141    高频同轴线
141A   水平部          141B   转角
155    复合结构        155A   信号接垫
155B   接地接垫        155C   导电接垫
157    电路元件        163    中心导体
165    外部导体        241    高频同轴线
263    中心导体        265    外部导体
341    高频同轴线      363    中心导体
365    外部导体
具体实施方式
图2为一上视图，例示本发明一实施例的高频电子电路板30，图3为沿图2的1-1剖面线的剖示图。在本发明的一实施例中，该电子电路板30包含一叠层结构31，具有一上表面33A及一下表面33B，其中该上表面33A具有一凹槽35；一高频同轴线41，设置于该凹槽35之中；以及一保护层51，填入该凹槽35。
在本发明的一实施例中，该高频同轴线41经配置以传送一高频信号，该高频同轴线41的一端连接于一复合结构37，另一端连接于另一复合结构55。在本发明的一实施例中，该复合结构37包含一信号接垫37A及一接地接垫37B，该接地接垫37B实质上环绕该信号接垫37A。在本发明的一实施例中，该复合结构55另包含一信号接垫55A及一接地接垫55B，该接地接垫55B实质上环绕该信号接垫55A。
由于具有可挠特性，该高频同轴线41可弯折而埋设于该叠层结构31之中。在本发明的一实施例中，该高频同轴线41包含一水平部41A及一转角41B，该水平部41设置于该叠层结构31之中，该转角41B连接于该水平部41A，其中该水平部41A可设置于该叠层结构31的最上层。
在本发明的一实施例中，该高频同轴线41埋设于该叠层结构31的凹槽35之中，该保护层51填满该凹槽35；如此，电路元件57(例如接垫、电阻器或电容器等等)可设置于该水平部41A正上方的上表面33A，亦即设置于该保护层51之上。同理，该高频同轴线41并未占用该叠层结构31的下表面33B，因此电路元件59(例如接垫、电阻器或电容器等等)可设置于该水平部41A正下方的下表面33B。
在本发明的一实施例中，该叠层结构31包含多层由介电环氧玻璃(例如FR4)构成的膜层39，电气隔离具有特定图案的导线43。此外，该电路板30的特定区域具有导电接垫37C，用以电气连接该导线43。在本发明的一实施例中，该导线43经配置以传送一低频信号。
图4为剖示图，例示本发明一实施例的高频同轴线41。在本发明的一实施例中，该高频同轴线41包含一中心导体63、一外部导体65及一绝缘材料67，夹置于该中心导体63及该外部导体65之间。在本发明的一实施例中，该高频同轴线41的直径小于0.3mm。在本发明的一实施例中，该高频同轴线41的特征阻抗(Z0)实质上与其使用环境无关。因此，该高频同轴线41可直接应用于该电子电路板30之中传送高频信号，实质上不受该叠层结构30的膜层(介电层)39的厚度影响。在本发明的一实施例中，该中心导体63包含铜，该外部导体65包含铜或镍，该绝缘材料67包含PTFE(poly-tetrafluoroethene)，且没有覆盖该外部导体65的外部绝缘壳。
在本发明的一实施例中，该叠层结构31的下表面33B设有多个下接垫55A-55C。在本发明的一实施例中，该中心导体63连接该上表面33A的信号接垫37A至该下表面33B的信号接垫55A，该外部导体65连接该上表面33A的接地接垫37B至该下表面33B的接地接垫55B，该导线43连接该上表面33A的信号接垫37C至该下表面33B的信号接垫55C。
图5为一分解图，例示本发明一实施例的电子电路板110，图6为沿图5的2-2剖面线的剖示图。在本发明的一实施例中，该电子电路板110包含一下叠层130；一上叠层120；以及一高频同轴线141，夹置于该下叠层130及该上叠层120之间。在本发明的一实施例中，该上叠层120经由一中间粘着层127附着于该下叠层130，且该高频同轴线141埋设于该中间粘着层127之中。在本发明的一实施例中，该下叠层130设有一凹槽(未显示于图中)，该高频同轴线141埋设于该凹槽之中，且一保护层填满该凹槽。
在本发明的一实施例中，该高频同轴线141包含一中心导体163、一外部导体165及一绝缘材料(未显示于图中)，夹置于该中心导体及该外部导体之间，该高频同轴线141经配置以传送一高频信号。在本发明的一实施例中，该高频同轴线141的一端连接于一复合结构137，另一端连接于另一复合结构155。在本发明的一实施例中，该复合结构137包含一信号接垫137A及一接地接垫137B，该接地接垫137B实质上环绕该信号接垫137A。在本发明的一实施例中，该复合结构155另包含一信号接垫155A及一接地接垫155B，该接地接垫155B实质上环绕该信号接垫155A。
在本发明的一实施例中，该高频同轴线141的直径小于0.3mm。由于具有可挠特性，该高频同轴线141可弯折而埋设于该下叠层130之中。在本发明的一实施例中，该高频同轴线141包含一水平部141A及一转角141B，该水平部141设置于该电路板110之中，该转角141B连接于该水平部41A。在本发明的一实施例中，该高频同轴线141的特征阻抗(Z0)实质上与其使用环境无关。因此，该高频同轴线141可直接应用于该下叠层130及该上叠层120之中传送高频信号，实质上不受该下叠层130的膜层(介电层)139或及该上叠层120的膜层(介电层)123的厚度影响。此外，该电路板110的特定区域具有电气相连的导线125、153，其中该导线125电气连接导电接垫137C，该导线153电气连接导电接垫155C，用以传送一低频信号。
在本发明的一实施例中，该高频同轴线141埋设于该下叠层130及该上叠层120之中，并未占用该电路板110的上表面；如此，电路元件157(例如接垫、电阻器或电容器等等)可设置于该水平部141A正上方的上表面。同理，该高频同轴线141并未占用该电路板110的下表面，因此电路元件159(例如接垫、电阻器或电容器等等)可设置于该水平部141A正下方的下表面。
图7为一剖视图，例示本发明另一实施例的电子电路板200。相较于图3所示的电子电路板30的高频同轴线41电气连接设置上表面33A的复合结构37及下表面33B的复合结构55；图7的电子电路板200的高频同轴线241呈直线状，电气连接设置上表面33A的复合结构37及复合结构38，其中该高频同轴线241的中心导体263电气连接该复合结构37的信号接垫37A及该复合结构38的信号接垫38A，而该高频同轴线241的外部导体265电气连接该复合结构37的接地接垫37B及该复合结构38的接地接垫38B。
图8为一剖视图，例示本发明另一实施例的电子电路板300。图8的电子电路板300的高频同轴线341呈直线状且埋设于该电子电路板300之中。该高频同轴线341的中心导体363通过一导通孔36A电气连接该上表面33A的信号接垫36C，并通过一导通孔36B电气连接该下表面33B的信号接垫36D，而该高频同轴线341的外部导体36则5电气连接一接地导线36E。
图9为现有的使用FR4的电子电路板的眼图(eye diagram)；图10为另一现有的电子电路板(Rogers公司：型号4350B)的眼图；图11为本发明的电子电路板的眼图。比较图9、图10及图11可知，本发明的电子电路板在高频传输特性(例如信号抖动)明显优于现有的电子电路板。
图12为现有的使用FR4的电子电路板的频率响应；图13为另一现有的电子电路板(Rogers公司：型号4350B)的频率响应；图14为本发明的电子电路板的频率响应。比较图12、图13及图14可知，本发明的电子电路板的折返损耗(S11)特性明显优于现有的电子电路板。
图15为现有的使用FR4的电子电路板的频率响应；图16为另一现有的电子电路板(Rogers公司：型号4350B)的频率响应；图17为本发明的电子电路板的频率响应。比较图15、图16及图17可知，本发明的电子电路板的折返损耗(S21)特性明显优于现有的电子电路板。
为了在印刷电路板中传送高频信号，现有技术采用二层金属层以维持高频信号的特征阻抗(Z0)值，并使用二层介电层将信号线与金属层予以电气隔离。然而，此一现有技术的缺点为印刷电路板的整体阻抗取决于介电层的厚度(T1、T2)，亦即受到制作规格与环境的影响。
相对地，本发明的实施例使用高频同轴线在印刷电路板中传送高频信号，高频同轴线可弯折而埋设于印刷电路板的叠层之中。此外，高频同轴线的特征阻抗(Z0)实质上与其制作规格与环境无关，因此高频同轴线可直接应用于印刷电路板之中传送高频信号，实质上不受印刷电路板的膜层厚度与基板介电损耗影响。
本发明的技术内容及技术特点已公开如上，然而本发明所属技术领域技术人员应了解，在不背离后附申请专利范围所界定的本发明精神和范围内，本发明的教导及公开可作种种的替换及修饰。例如，上文公开的许多工艺可以不同的方法实施或以其它工艺予以取代，或者采用上述二种方式的组合。
此外，本发明的权利范围并不局限于上文公开的特定实施例的工艺、设备、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。本发明所属技术领域技术人员应了解，基于本发明教导及公开工艺、设备、制造、物质的成份、装置、方法或步骤，无论现在已存在或日后开发者，其与本发明实施例公开者以实质相同的方式执行实质相同的功能，而达到实质相同的结果，亦可使用于本发明。因此，以下的申请专利范围用以涵盖用以此类工艺、设备、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。

Claims (18)

1.一种电子电路板，包含：
一叠层结构，具有一上表面，其中该上表面具有一凹槽；
一高频同轴线，设置于该凹槽中；以及
一保护层，填入该凹槽；
其中该高频同轴线经配置以传送一高频信号，该高频同轴线包含一中心导体、一外部导体及一绝缘材料，该绝缘材料夹置于该中心导体及该外部导体之间。
2.根据权利要求1所述的电子电路板，另包含：
一信号接垫，连接于该高频同轴线的中心导体；以及
一接地接垫，连接于该高频同轴线的外部导体。
3.根据权利要求1所述的电子电路板，其中该高频同轴线包含一水平部，设置于该叠层结构之中。
4.根据权利要求1所述的电子电路板，其中该高频同轴线包含一转角。
5.根据权利要求1所述的电子电路板，其中该叠层结构包含一导线，经配置以传送一低频信号。
6.根据权利要求1所述的电子电路板，其中该高频同轴线没有覆盖该外部导体的外部绝缘壳。
7.根据权利要求1所述的电子电路板，其中该高频同轴线连接于一复合结构，该复合结构包含一信号接垫及接地接垫，该接地接垫环绕该信号接垫。
8.根据权利要求1所述的电子电路板，其另包含：
一第一导通孔，设置于该叠层结构之中；以及
一第二导通孔，设置于该叠层结构之中；
其中该高频同轴线的中心导体电气连接该第一导通孔及该第二导通孔。
9.根据权利要求8所述的电子电路板，其中该叠层结构另包含一导线，电气连接于该高频同轴线的外部导体。
10.一种电子电路板，包含：
一下叠层；
一上叠层；以及
一高频同轴线，夹置于该上叠层及该下叠层之间；其中该高频同轴线经配置以传送一高频信号，该高频同轴线包含一中心导体、一外部导体及一绝缘材料，该绝缘材料夹置于该中心导体及该外部导体之间。
11.根据权利要求10所述的电子电路板，其中该高频同轴线包含一水平部，设置于该下叠层的一上表面。
12.根据权利要求10所述的电子电路板，其中该高频同轴线包含一转角。
13.根据权利要求10所述的电子电路板，其中该下叠层包含一导线，经配置以传送一低频信号。
14.根据权利要求10所述的电子电路板，另包含一中间粘着层，经配置以将该上叠层粘着该下叠层。
15.根据权利要求10所述的电子电路板，其中该高频同轴线没有覆盖该外部导体的外部绝缘壳。
16.根据权利要求10所述的电子电路板，其中该高频同轴线连接于一复合结构，该复合结构包含一信号接垫及接地接垫，该接地接垫环绕该信号接垫。
17.根据权利要求10所述的电子电路板，其另包含：
一第一导通孔，设置于该电子电路板之中；以及
一第二导通孔，设置于该电子电路板之中；
其中该高频同轴线的中心导体电气连接该第一导通孔及该第二导通孔。
18.根据权利要求17所述的电子电路板，其中该电子电路板另包含一导线，电气连接于该高频同轴线的外部导体。
CN2012100077841A 2011-08-30 2012-01-12 电子电路板 Pending CN102970817A (zh)

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