CN104125705B - 软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构 - Google Patents

软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构 Download PDF

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Abstract

一种软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构，其在一基板的元件面布设有多个高频焊垫区，多条差模信号线布设在该基板并连接于多个高频焊垫区,基板的接地面形成有一接地层,该接地层在对应于该交界转换区处，形成有一抗损耗接地图型结构，该抗损耗接地图型结构包括一镂空区及一凸伸部，其中该凸伸部由该接地层向该高频焊垫区的方向、且沿着该相邻的高频焊垫区之间，凸伸出一预定长度至该交界转换区，该凸伸部与该高频焊垫区在该交界转换区形成一渐变极化方向的电场。通过本发明的软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构，可降低高频差模信号传送失误的机率及确保高频信号传输的品质。

Description

软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构
技术领域
本发明是关于一种改善电路板高频信号传输品质的结构设计，特别是关于一种具有抗损耗接地图型结构的软性电路板结构，且该抗损耗接地图型结构是对应于该软性电路板的高频焊垫区。
背景技术
在现今使用的各种电子装置中，由于信号线传输数据量越来越大，因此所需要的信号传输线数量不但越来越多，传输信号的频率也越来越高，故目前已普遍采用差模(Differential Mode)信号传输的技术以降低电磁干扰(EMI)，例如USB或LVDS(LowVoltage Differential Signaling)或EDP(Embedded Display Port)信号就大量使用这种传输技术来降低电磁干扰。
在差模信号传输的技术中，主要是以两条差模信号线组成一信号对，传送振幅相等、相位相反的信号。由于外来干扰信号于两条信号线上感应出振幅与相位均相等的共模噪声，并被集成元件的差动输入对将其拒斥，因此使电路具有较佳的电磁干扰防制效果。
虽然差模信号传输的技术可以大大地改善信号传送可能发生的问题，但若设计不良，则在实际应用时，往往会有信号反射、电磁波发散、信号传送接收漏失、信号波形变形等问题。特别是在软性电路板的基板厚度薄的状况下，这些信号传送的问题会较为严重。会造成这些问题的原因例如包括：差模信号线在长度延伸方向的特性阻抗匹配不良、差模信号线与接地层间多余的杂散电容效应控制不良、高频焊垫区与接地层间多余的杂散电容效应控制不良、差模信号线与高频焊垫区的特性阻抗不匹配等。
又例如在软性电路板在插接至一连接器母座的插接槽时，差模信号线与高频焊垫区与连接器母座内部的导电端子间所产生的寄生电容及电感会造成数字信号高频成份反射与损耗，进而影响到高速数字信号传送的品质。
又例如在软性电路板上配置一连接器的应用场合中，差模信号线与高频焊垫区与连接器的信号导接脚间所产生的寄生电容及电感亦会影响到高频信号传送的品质。
在现有的技术下，如何防止软性电路板在差模信号线的长度延伸方向受到电磁波辐射干扰及阻抗匹配的问题，目前已有许多研发出的技术足以予以克服。然而，在差模信号线与软性电路板上所布设的高频焊垫区连接处及邻近区域，由于受到差模信号线的线宽(线宽极小)与连接器的信号导接脚及零组件尺寸规格(相对于信号线的线宽具有较大的尺寸)的限制，至目前为止，此技术领域业者则尚无有效的解决方法来确保高频信号传送的品质。
此外，在软性电路板在插接至一连接器母座的插接槽以及在软性电路板上配置一连接器的应用场合中，差模信号线与高频焊垫区与连接器母座的导电端子、连接器的信号导接脚间的高频信号传送的品质问题，至目前为止亦无任何可行的有效方法来确保。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构，该抗损耗接地图型结构与高频焊垫区之间形成的良好的阻抗匹配，可降低信号传输时的高频成份反射与损耗，进而改善该软性电路板的差模信号线的信号传输品质。
本发明为解决现有技术的问题所采用的技术方案为：
本发明提供一种软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构，该软性电路板包括有：一基板，具有一第一端、一第二端、以及介于该第一端与该第二端间以一延伸方向延伸的一延伸区段，该基板的其中一表面作为元件面，另一对应的表面作为接地面；至少一对高频焊垫区，彼此相邻且绝缘地布设在该基板的元件面所定义的一焊垫布设区，并邻近于该基板的该第一端；至少一对差模信号线，与该至少一对高频焊垫区相对应，一对差模信号线彼此相邻且绝缘地布设在该基板的延伸区段并分别连接于对应的一对高频焊垫区，该至少一对差模信号线载送至少一高频差模信号，一对差模信号线与一对高频焊垫区相连接的区域定义为一交界转换区；该基板的接地面形成有一接地层；其中，该接地层在对应于该交界转换区处，形成有一抗损耗接地图型结构，该抗损耗接地图型结构包括：一镂空区，对应于该焊垫布设区，且该镂空区对应地涵盖该交界转换区；一凸伸部，由该接地层向一对高频焊垫区的凸伸方向、且沿着一对高频焊垫区之间，凸伸出一预定长度至该交界转换区。
本发明另提供一种软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构，该软性电路板包括有：一基板，具有一第一端、一第二端、以及介于该第一端与该第二端间以一延伸方向延伸的一延伸区段，该基板的其中一表面作为元件面，另一对应的表面作为接地面；至少一对高频焊垫区，彼此相邻且绝缘地布设在该基板的接地面所定义的一焊垫布设区，并邻近于该基板的该第一端，一对高频焊垫区各形成有一导电贯孔配置延伸段；至少一对导电贯孔，与该至少一对高频焊垫区相对应，一对导电贯孔分别形成在对应的一对高频焊垫区的一对导电贯孔配置延伸段，并电连通于一对高频焊垫区；至少一对差模信号线，与该至少一对高频焊垫区相对应，一对差模信号线彼此相邻且绝缘地布设在该基板的延伸区段并分别经由一对导电贯孔电连接于对应的一对高频焊垫区，该至少一对差模信号线载送至少一高频差模信号，一对差模信号线、一对导电贯孔与一对高频焊垫区相连接的区域定义为一交界转换区；该基板的接地面形成有一接地层；其中，该接地层在对应于该交界转换区处，形成有一抗损耗接地图型结构，该抗损耗接地图型结构包括：一镂空区，对应于该焊垫布设区，且该镂空区对应地涵盖该交界转换区；一凸伸部，由该接地层向一对高频焊垫区的凸伸方向、且沿着一对高频焊垫区之间，凸伸出一预定长度至该交界转换区。
在一基板的元件面布设有多个高频焊垫区，多条差模信号线布设在该基板并通过该交界转换区连接于该高频焊垫区，基板的接地面形成有一接地层，该接地层在对应于该高频焊垫区处形成有一镂空区，交界转换区的地线为一凸伸部，由该差模信号线的接地层向该高频焊垫区的方向、且沿着该交界转换区中心线，凸伸出一预定长度至该镂空区中，该凸伸部与该交界转换区的差模信号线形成一渐变极化方向电场。
本发明较佳实施例中，凸伸部具有一渐缩宽度，亦即该凸伸部在连接于该接地层处的宽度较宽，越往该高频焊垫区的延伸方向的宽度越窄。
本发明的另一实施例中，高频焊垫区还分别形成有一导电贯孔配置延伸段，并在该导电贯孔配置延伸段配置有至少一个导电贯孔。高频焊垫区可分别通过导电贯孔而电连接至形成于基板的另一面的差模信号线，可达到双面板跳线或多层板信号跳线的目的。
本发明提供的一种具有渐变电场极化方向的软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构，其在软性电路板的差模信号线与高频焊垫区相连接处所定义的交界转换区对应位置处，形成有一抗损耗接地图型结构；在高频焊垫区与差模信号线相连接的交界转换区，通过该抗损耗接地图型结构中的凸伸部，将差模信号线的垂直电场渐进转换成高频焊垫区所需的水平电场。
经由本发明所采用的技术手段，可通过抗损耗接地图型结构的设计所形成的渐变极化方向电场，以降低高频信号在传送时的反射损耗，达到良好的阻抗匹配效果、降低高频差模信号传送失误的机率及确保高频信号传输的品质。
而在软性电路板连接连接器的应用场合时，差模信号线在传送高频差模信号、并将高频差模信号导送至信号导接脚时，通过本发明的接地图型结构设计，亦可以使差模信号线所传送的高频信号由延伸区段送至高频焊垫区时，达到两区段的阻抗匹配效果，进而降低了高频差模信号传送失误的机率及确保高频信号传输的品质。
附图说明
图1显示本发明第一实施例的立体分解图；
图2显示本发明第一实施例的立体图；
图3显示图2中M-M剖面的剖视图；
图4显示图2中N-N剖面的剖视图；
图5显示图2的俯视图；
图6显示图2的仰视图，其显示本发明第一实施例的抗损耗接地图型结构与高频焊垫区、交界转换区、差模信号线间的对应关系的示意图；
图7显示本发明的软性电路板可插置一连接器母座的分离示意图；
图8显示本发明第二实施例的立体分解图；
图9显示本发明第二实施例的剖视示意图；
图10显示本发明第三实施例的顶视平面图；
图11显示本发明第三实施例的底视平面图；
图12显示本发明第三实施例的O-O剖面的剖视图。
符号说明：
100、200、300 软性电路板
1 基板
11 第一端
12 第二端
13 延伸区段
14、14a 元件面
15、15a 接地面
16 绝缘覆层
2 焊垫区
2a、2b 高频焊垫区
20a、20b 差模信号延伸段
21a、21b 导电贯孔配置延伸段
22a、22b 导电贯孔
23a、23b 差模信号延伸段
3a、3b 差模信号线
3c 共模信号导线
4 屏蔽层
41 阻抗控制结构
5 接地层
6、6a、6b 抗损耗接地图型结构
61 镂空区
62 凸伸部
63 延伸凸伸部
64 窄接地线
7 连接器母座
71 电路板
72 插接槽
73 导电端子
8 连接器
81 高频信号导接脚
A1 焊垫布设区
A2、A2’ 交界转换区
d 基板厚度
E 渐变极化方向电场
I1 延伸方向
I2 凸伸方向
L 预定长度
P 电力线
G 接地线
S 高频差模信号
具体实施方式
本发明所采用的具体技术，将通过以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。
参阅图1～2所示，其中图1显示本发明第一实施例的立体分解图，图2显示本发明第一实施例的立体图。本实施例的软性电路板100包括有一基板1，该基板1具有一第一端11、一第二端12、以及介于该第一端11与该第二端12之间以一延伸方向I1延伸的一延伸区段13。
请一并参阅图3，多个焊垫区2，彼此相邻且绝缘地布设在该基板1的元件面14，并邻近于该基板1的第一端11所定义的焊垫布设区A1。各个焊垫区2中包括有至少一对高频焊垫区2a、2b。
延伸区段13布设有至少一对差模信号线3a、3b，用以载送至少一高频差模信号S。差模信号线3a、3b分别连接于对应的高频焊垫区2a、2b。延伸区段13中亦包括有共模信号导线3c、电力线P、接地线G，这些信号线亦连接于指定的焊垫区2。
同时参阅图3及图4，基板1具有一预定的基板厚度d，并在该基板1的其中一表面作为元件面14，另一对应的表面作为接地面15。在实际产品中，基板1的元件面14可形成有一绝缘覆层16以及形成在该绝缘覆层16上的一屏蔽层4，且在该屏蔽层4形成有一阻抗控制结构41。
同时参阅图3及图6，基板1的接地面15在对应于差模信号线3a、3b的位置处，形成有一连续的接地层5。接地层5与差模信号线3a、3b之间形成电容耦合，并建立一电场。布设在基板1的延伸区段13的差模信号线3a、3b的宽度尺寸一般较高频焊垫区2a、2b的宽度尺寸为小，故在该差模信号线3a、3b与高频焊垫区2a、2b相连接处定义为一交界转换区A2(Transition Region)。本发明在接地层5对应于交界转换区A2处，形成有一抗损耗接地图型结构6。在本实施例中，该抗损耗接地图型结构6包括有一镂空区61及至少一凸伸部62所构成。凸伸部62与接地层5电连通，凸伸部62由该接地层5向该高频焊垫区2a、2b的凸伸方向I2、且沿着该相邻的高频焊垫区2a、2b之间，凸伸出一预定长度L，该凸伸部62与该交界转换区A2的差模信号延伸段20a、20b在该交界转换区A2形成一渐变极化方向电场E。渐变极化方向电场E的电场强度与基板1的基板厚度d、凸伸部62的图型结构有关。因此，渐变极化方向电场E沿交界转换区A2向高频焊垫区2a、2b的方向逐渐由垂直电场(即差模信号延伸段20a、20b与凸伸部62之间所形成的垂直电场)转变成水平电场(即高频焊垫区2a、2b两者之间所形成的水平电场)。
本发明通过该抗损耗接地图型结构6的设计所形成的渐变极化方向电场E，以降低高频信号在传送时的反射损耗，达到良好的阻抗匹配效果、降低高频差模信号传送失误的机率及确保高频信号传输的品质。
凸伸部62的凸伸长度除凸伸至交界转换区A2之外，亦可视需要更沿着高频焊垫区2a、2b之间形成一延伸凸伸部63，该延伸凸伸部63凸伸至高频焊垫区2a、2b的自由端部，更有助于将差模信号线的垂直电场渐进转换成高频焊垫区所需的水平电场。
参阅图7所示，其显示本发明第一实施例的软性电路板100可插置一连接器母座7的应用例示意图。连接器母座7设置于一电路板71上。当本发明的软性电路板100插入至连接器母座7的插接槽72时，软性电路板100的各高频焊垫区2a、2b可定位接触于连接器母座7内所布设的导电端子73。
参阅图8及图9所示，其分别显示本发明第二实施例的立体分解图及剖视图。本实施例的软性电路板200的大部分结构与前述第一实施例相同，其差异在于基板1的元件面14的第一端11布设有二排以上的多个焊垫区2，并在该焊垫区2上的对应位置可连接一现有的连接器8或现有的集成电路元件，且该连接器8的信号导接脚81可经由现有的焊料焊着于焊垫区2。焊垫区2中包括有至少一对高频焊垫区2a、2b。
本实施例中，接地层5在对应于焊垫布设区A1处，形成有一抗损耗接地图型结构6a，其同样包括有一镂空区61及至少一凸伸部62所构成。镂空区61及凸伸部62的结构大致上与前一实施例相同。其中，镂空区61对应地涵盖该延伸区段13的差模信号线3a、3b与高频焊垫区2a、2b相连接的交界转换区A2。
当连接器8焊着定位在焊垫区2的上方位置时，抗损耗接地图型结构6a中的凸伸部62与该高频焊垫区2a、2b与该连接器8的信号导接脚81在该交界转换区A2形成一渐变极化方向电场E。通过该抗损耗接地图型结构6a的设计所形成的渐变极化方向电场E，以降低高频信号在传送时的反射损耗，达到良好的阻抗匹配效果、降低高频差模信号传送失误的机率及确保高频信号传输的品质。
参阅图10～12所示，其分别显示本发明第三实施例的顶视平面图、底视平面图及O-O剖视图。相较于第一实施例，本发明第三实施例的软性电路板300差异在于基板1的下表面作为元件面14a，而上表面作为接地面15a。各个焊垫区2及高频焊垫区2a、2b形成在该基板1的上表面(即与接地面15a同平面)。
高频焊垫区2a、2b还分别形成有一导电贯孔配置延伸段21a、21b，并在该导电贯孔配置延伸段21a、21b中配置有至少一个导电贯孔22a、22b，并电连通于该高频焊垫区2a、2b，故高频焊垫区2a、2b可分别通过导电贯孔22a、22b而电连接至形成于基板1的元件面14a的差模信号延伸段23a、23b、再连接至位在基板1的元件面14a的差模信号线3a、3b。通过导电贯孔22a、22b的设计，使软性电路板300可达到双面板跳线或多层板信号跳线的目的。
在本发明第三实施例中，是在基板1的接地面15a形成有一接地层5，该接地层5与接地线G相连接。差模信号线3a、3b通过导电贯孔22a、22b与高频焊垫区2a、2b相连接处定义为一交界转换区A2’。
接地层5在对应于该焊垫布设区A1及导电贯孔配置延伸段21a、21b处的交界转换区A2’，形成有一镂空区61及凸伸部62，构成了本发明中的抗损耗接地图型结构6b。抗损耗接地图型结构6b同样可以使凸伸部62与该高频焊垫区2a、2b在交界转换区A2’形成一渐变极化方向电场，以降低高频信号在传送时的反射损耗，达到良好的阻抗匹配效果、降低高频差模信号传送失误的机率及确保高频信号传输的品质。
在此实施例中，凸伸部62的凸伸长度除凸伸至交界转换区A2’之外，亦可视需要在基板1的元件面14a在对应于高频焊垫区2a、2b的自由端部邻近处且在高频焊垫区2a、2b之间，形成有一窄接地线64，更有助于将差模信号线的垂直电场渐进转换成高频焊垫区所需的水平电场。
以上所举实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围，凡其他未脱离本发明所揭示的精神下而完成的等效修饰或置换，均应包含于权利要求书内。

Claims (5)

1.一种软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构，该软性电路板包括有：
一基板，具有一第一端、一第二端、以及介于该第一端与该第二端间以一延伸方向延伸的一延伸区段，该基板的其中一表面作为元件面，另一对应的表面作为接地面；
至少一对高频焊垫区，彼此相邻且绝缘地布设在该基板的元件面所定义的一焊垫布设区，并邻近于该基板的该第一端；
至少一对差模信号线，与该至少一对高频焊垫区相对应，所述一对差模信号线彼此相邻且绝缘地布设在该基板的延伸区段并分别连接于对应的一对高频焊垫区，该至少一对差模信号线载送至少一高频差模信号，所述一对差模信号线与所述一对高频焊垫区相连接的区域定义为一交界转换区；
该基板的接地面形成有一接地层；
其特征在于，该接地层在对应于该交界转换区处，形成有一抗损耗接地图型结构，该抗损耗接地图型结构包括：
一镂空区，对应于该焊垫布设区，且该镂空区对应地涵盖该交界转换区；
一凸伸部，由该接地层向所述一对高频焊垫区的凸伸方向、且沿着所述一对高频焊垫区之间，凸伸出一预定长度至该交界转换区；其中，凸伸部具有一渐缩宽度，亦即该凸伸部在连接于该接地层处的宽度较宽，越往所述至少一对高频焊垫区的延伸方向的宽度越窄。
2.根据权利要求1所述的软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构，其特征在于，该凸伸部的凸伸长度除凸伸至该交界转换区之外，更沿着所述一对高频焊垫区之间形成一延伸凸伸部，且该延伸凸伸部凸伸至所述一对高频焊垫区的一自由端部。
3.根据权利要求1所述的软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构，其特征在于，该焊垫布设区上连接有一连接器，该连接器包括有多个高频信号导接脚，且所述多个高频信号导接脚对应地焊着定位在所述至少一对高频焊垫区。
4.一种软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构，该软性电路板包括有：
一基板，具有一第一端、一第二端、以及介于该第一端与该第二端间以一延伸方向延伸的一延伸区段，该基板的其中一表面作为元件面，另一对应的表面作为接地面；
至少一对高频焊垫区，彼此相邻且绝缘地布设在该基板的接地面所定义的一焊垫布设区，并邻近于该基板的该第一端，所述一对高频焊垫区各形成有一导电贯孔配置延伸段；
至少一对导电贯孔，与该至少一对高频焊垫区相对应，所述一对导电贯孔分别形成在对应的一对高频焊垫区的所述一对导电贯孔配置延伸段，并电连通于所述一对高频焊垫区；
至少一对差模信号线，与该至少一对高频焊垫区相对应，所述一对差模信号线彼此相邻且绝缘地布设在该基板的延伸区段并分别经由所述一对导电贯孔电连接于对应的一对高频焊垫区，该至少一对差模信号线载送至少一高频差模信号，所述一对差模信号线、所述一对导电贯孔与所述一对高频焊垫区相连接的区域定义为一交界转换区；
该基板的接地面形成有一接地层；
其特征在于，该接地层在对应于该交界转换区处，形成有一抗损耗接地图型结构，该抗损耗接地图型结构包括：
一镂空区，对应于该焊垫布设区，且该镂空区对应地涵盖该交界转换区；
一凸伸部，由该接地层向所述一对高频焊垫区的凸伸方向、且沿着所述一对高频焊垫区之间，凸伸出一预定长度至该交界转换区；其中，凸伸部具有一渐缩宽度，亦即该凸伸部在连接于该接地层处的宽度较宽，越往所述至少一对高频焊垫区的延伸方向的宽度越窄。
5.根据权利要求4所述的软性电路板焊垫区的抗损耗接地图型结构，其特征在于，该基板的元件面在对应于所述一对高频焊垫区的一自由端部邻近处且在所述一对高频焊垫区之间，形成有一窄接地线。
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