CN106257967B - 多层印刷布线板以及多层印刷布线板和连接器的连接结构 - Google Patents

多层印刷布线板以及多层印刷布线板和连接器的连接结构 Download PDF

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Abstract

多层印刷布线板以及多层印刷布线板和连接器的连接结构。本发明提供一种具有增加的阻抗的过孔的多层印刷布线板。多层印刷布线板P包括接地层(L1)和过孔(V1)。接地层(L1)包括布线层(L11)和第一阻抗调节层(L12)。布线层(L11)包括具有开口(L112)和通道(L113)的固态导体(L111)，并且在开口(L112)和通道(L113)内设置导线(L114)。调节层(L12)包括具有开口(L122)的固态导体(L121)。过孔(V1)设置在接地层(L1)和绝缘层(L2)中，以便该过孔(V1)位于开口(L112)和开口(L122)内并连接至导线(L114)。距离(R1)小于距离(R2)，其中距离(R1)是在Y‑Y'方向上从开口(L112)的轮廓线(α1)到过孔(V1)的距离，并且距离R2)是在Y‑Y'方向上从开口(L122的轮廓线(α2)到过孔(V1)的距离。

Description

多层印刷布线板以及多层印刷布线板和连接器的连接结构
技术领域
本发明涉及多层印刷布线板以及多层印刷布线板和连接器的连接结构。
背景技术
日本未审查专利公布No.2001-244633和日本未审查专利公布No.2009-59873公开了传统的多层印刷布线板。每个多层印刷布线板包括多个层以及穿过这些层的通过孔(through via hole)(通孔，through hole)。这些层包括多个接地层、布线层以及多个绝缘层。接地层和布线层被布置在各自的绝缘层上。布线层具有连接至通过孔的导线。接地层各自具有位于通过孔周围的固态导体。该固态导体接地。
发明内容
技术问题
因为通过孔被接地层的固态导体包围，所以该通过孔的阻抗趋向于小于导线的阻抗。
鉴于上述情况，本发明提供一种具有增加的阻抗的通孔的多层印刷布线板。本发明还提供一种这样的多层印刷布线板和连接器的连接结构。
技术方案
根据本发明的一个方面的多层印刷布线板包括多个绝缘层、各个绝缘层上的多个接地层、以及在多个绝缘层的至少一个中以及多个接地层的至少一个中的至少一个过孔(via hole)。接地层包括布线层和第一阻抗调节层。布线层包括固态导体和导线。固态导体具有开口和通道，并且该通道与该开口相连通。导线被布置在开口和通道内。第一阻抗调节层包括固态导体，并且该第一阻抗调节层的固态导体具有开口。过孔位于布线层的开口内以及第一阻抗调节层的开口内，并且连接至导线。第一距离小于第二距离，其中第一距离是在第一方向上从布线层的开口的轮廓线到过孔的距离，并且第二距离是在第一方向上从第一阻抗调节层的开口的轮廓线到过孔的距离。所述第一方向是多层印刷布线板的平面方向。
在具有小于第二距离的第一距离的这方面的多层印刷布线板中，在第一方向上从第一阻抗调节层的固态导体到过孔的距离大于在第一方向上从布线层的固态导体到过孔的距离。该距离关系有助于增加过孔的阻抗。
过孔可以包括第一连接盘((land))和第二连接盘。第一连接盘可以设置在布线层的开口内。第二连接盘可以设置在第一阻抗调节层的开口内。
第二连接盘的外形尺寸可以小于第一连接盘的外形尺寸。在这种情况下，第一距离可以是在第一方向上从布线层的开口的轮廓线到过孔的第一连接盘的距离。第二距离可以是在第一方向上从第一阻抗调节层的开口的轮廓线到过孔的第二连接盘的距离。在本方面的多层印刷布线板中，通过使第一连接盘的外形尺寸不同于第二连接盘的外形尺寸来满足距离关系“第一距离<第二距离”。该构造也便于过孔的阻抗调节。
另选地，第二连接盘可以包括朝向过孔的中心轴凹陷的至少一个凹部。在本方面的多层印刷布线板中，第一距离可以是在第一方向上从布线层的开口的轮廓线到过孔的第一连接盘的距离，并且第二距离可以是在第一方向上从第一阻抗调节层的开口的轮廓线到过孔的第二连接盘的凹部的底部的距离。在本方面的多层印刷布线板中，通过在第二连接盘中设置凹部来满足距离关系“第一距离<第二距离”。此外，在第二连接盘中设置凹部也便于过孔的阻抗调节。
布线层的开口的轮廓线可以比第一阻抗调节层的开口的轮廓线更靠近过孔的中心轴。这种布置使得多层印刷布线板能够满足距离关系“第一距离<第二距离”。此外，仅通过如此调节布线层的开口的轮廓线与第一布线层的开口的轮廓线之间的位置关系，就可以轻易地调节过孔的阻抗。
接地层还包括第二阻抗调节层。该第二阻抗调节层可以包括固态导体和阻抗调节部分。该固态导体可以具有开口。阻抗调节部分可以是第二阻抗调节层的固态导体处的导体。该阻抗调节部分可以与布线层的导线相重叠。过孔可以设置在多个接地层中的至少一个接地层和多个绝缘层中的至少一个绝缘层中，位于布线层、第一阻抗调节层以及第二阻抗调节层的各自的开口中。在本方面的多层印刷布线板中，导线因为与第二阻抗调节层的阻抗调节部分相重叠而具有减小的阻抗。
第一阻抗调节层可以被布置在布线层和第二阻抗调节层之间。通常，第二阻抗调节层太靠近布线层设置将过度减小布线层的导线的阻抗。相反，在本方面的多层印刷布线板中，能够足够但不过度地降低布线层的导线的阻抗。这进而便于导线与过孔的阻抗匹配。
接地层还可以包括连接层。该连接层可以包括具有开口的固态导体。如果接地层不包括第二阻抗调节层，则过孔可以设置在多个接地层中的至少一个接地层和多个绝缘层中的至少一个绝缘层中，位于布线层、第一阻抗调节层以及连接层的各自的开口中。如果接地层包括第二阻抗调节层，则过孔可以设置在多个接地层中的至少一个接地层中以及多个绝缘层中的至少一个绝缘层中，位于布线层、第一阻抗调节层、第二阻抗调节层以及连接层的各自的开口中。
布线层可以是多层印刷布线板的第一最外层。连接层可以是与多层印刷布线板的第一最外层相对的第二最外层。如果接地层不包括第二阻抗调节层，如果布线层是第一最外层，并且如果连接层是第二最外层，则过孔可以设置在接地层和绝缘层中，位于布线层、第一阻抗调节层以及连接层的各自的开口中。如果接地层包括第二阻抗调节层，布线层是第一最外层，并且连接层是第二最外层，则过孔可以设置在接地层和绝缘层中，位于布线层、第一阻抗调节层、第二阻抗调节层以及连接层的各自的开口中。
第一阻抗调节层可以被布置在布线层和第二阻抗调节层之间和/或第二阻抗调节层和连接层之间。
第三距离可以小于第二距离，其中第三距离可以是在第一方向上从连接层的开口的轮廓线到过孔的距离。在本方面的多层印刷布线板中，满足位置关系“第一距离<第二距离”并且“第三距离<第二距离”，从第一阻抗调节层的固态导体到过孔的距离在第一方向上大于从布线层的固态导体到过孔的距离，并且从第一阻抗调节层的固态导体到过孔的距离在第一方向上大于从连接层的固态导体到过孔的距离。这些距离关系有助于增加过孔的阻抗。
布线层的开口一般可以是圆环形的。第一阻抗调节层的开口一般可以是圆环形的。过孔一般可以是圆柱形的。在这种情况下，第一方向可以对应于过孔的径向方向。
第二阻抗调节层的开口可以包括第一平直轮廓线和弧形的第二轮廓线，第一平直轮廓线可以是与导线正交的直线。另选地，布线层的开口以及第二阻抗调节层的开口可以是圆环形的。在这种情况下，第二阻抗调节层的开口可以以其相对于布线层的开口的中心在与导线被引出的方向相反的方向偏移的中心来定位。还另选地，第二阻抗调节层的开口可以是不规则四边形的/梯形的。在这种情况下，开口可以具有对应于不规则四边形/梯形的较短底边并与导线正交的第一轮廓线。
本发明的方面的连接结构包括上述任何方面的多层印刷布线板和连接器。多层印刷布线板的过孔是通过孔或盲过孔(blind via hole)。连接器包括端子。该端子包括容纳在过孔中并与过孔相连接的尾部。本方面的连接结构满足距离关系“第一距离<第二距离”，使得能够增加过孔的阻抗以及端子的尾部的阻抗。当端子、过孔、以及布线层的导线被用作信号传输路径的元件时，可以很容易在这些元件之间进行阻抗匹配。
附图说明
图1A是根据本发明的实施方式的多层印刷布线板的透视图。
图1B是沿图1A中1B-1B截取的多层印刷布线板的截面图。
图1C是沿图1A中1C-1C截取的多层印刷布线板的截面图。
图2示出多层印刷布线板的布线层。
图3示出多层印刷布线板的第一阻抗调节层。
图4示出多层印刷布线板的第一阻抗调节层的变型。
图5A示出多层印刷布线板的第二阻抗调节层。
图5B示出多层印刷布线板的改进的第二阻抗调节层。
图5C示出多层印刷布线板的另一改进的第二阻抗调节层。
图6示出多层印刷布线板的布线层的连接层。
图7是根据本发明的相同实施方式的沿图1A中1B-1B截取的多层印刷布线板和连接器的连接结构的截面图。
图8是从仿真第一比较例的连接结构的导线以及过孔而获得的阻抗的曲线图。
图9是从仿真第二比较例的连接结构的导线以及过孔而获得的阻抗的曲线图。
图10示出多层印刷布线板的第一阻抗调节层的变型。
在上述附图的简要说明以及随后的实施方式的描述中，为了方便专业技术读者使用了诸如“上面”、“下面”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“前”、“后”等的相对的空间术语，这些术语指的是如附图所示的多层印刷布线板、连接结构以及它们的组成部件的方位。在本发明的使用中、在制造、装运、保管或销售期间、或者在其零部件的装配期间、或当被合并到其它装置或与其它装置组合时，这些术语的使用都不旨在进行限制。
具体实施方式
下面参照图1A至图6对本发明的多层印刷布线板(统称为多层印刷布线板P或简称为布线板P)的实施方式进行描述。布线板P包括多个接地层L1、多个绝缘层L2以及至少一个过孔。下面将对布线板P的这些组成部分进行详细描述。图1C中所指示的Y-Y'方向是布线板P的平面方向，其对应于本发明中的第一方向。图1C中所指示的Z-Z'方向是布线板P的厚度方向，Z-Z'方向正交于Y-Y'方向。
接地层L1和绝缘层L2沿Z-Z'方向交替布置。过孔V1可以是接地层L1和绝缘层L2中的通过孔，以穿过所有的接地层L1和绝缘层L2，或者另选地可以是至少一个接地层L1和至少一个绝缘层L2中的盲过孔，以穿过至少一个接地层L1和至少一个绝缘层L2。盲过孔可以向布线板P的任一面(如所示的顶面或底面)开口。在图1A至图7的实施方式中，过孔V1是通过孔。
接地层L1包括至少一个布线层L11以及至少一个第一阻抗调节层L12。布线层L11可以是接地层L1中的任何一个。布线层L11可以是布线板P的最外层(第一最外层，如图1A至图1C所示的顶层)。
如图2最佳地示出的，布线层L11包括固态导体L111、开口L112、通道L113以及导线L114。固态导体L111被设置在位于紧在布线层L11下面的绝缘层L2上并与该绝缘层L2接触。固态导体L111接地并形成有开口L112和通道L113。当在本文中使用时，“固态导体”是指一薄片的导电材料。多层印刷布线板P的每个固态导体都充当接地面。
开口L112和通道L113是布线层L11的其中不存在固态导体L111的区域。开口L112是圆环形并且与过孔V1同心。开口L112具有弧形轮廓线α1。该轮廓线α1形成开口L112与固态导体L111之间的边界。通道L113与开口L112连通并且延伸远离开口L112。通道L113可以沿直线延伸或者具有一个或更多个弯曲，或者可以是整体或局部弯曲的。
导线L114被设置在位于紧在布线层L11下面的绝缘层L2上并与该绝缘层L2接触，以便定位在开口L112和通道L113内。导线L114远离过孔V1延伸，即连接至过孔V1。
至少一个第一阻抗调节层L12可以是除了布线层L11之外的任何一个接地层L1。如图3最佳地示出的，第一阻抗调节层L12具有固态导体L121和开口L122。固态导体L121设置在位于紧在第一阻抗调节层L12下面的绝缘层L2上并与该绝缘层L2接触。固态导体L121接地并形成有开口L122。
开口L122是第一阻抗调节层L12的其中不存在固态导体L121的区域。开口L122是圆环形并且与过孔V1同心。开口L122具有环形轮廓线α2。该轮廓线α2形成开口L122与固态导体L121之间的边界。
如图1B和1C最佳地示出的，过孔V1位于布线层L11的开口L112和第一阻抗调节层L12的开口L122内。过孔V1具有孔V11、连接导体V12、至少一个第一连接盘V131和至少一个第二连接盘V132。过孔V1具有小于开口L112的外径并且小于开口L122的外径的外径(包括第一连接盘V131的外径和第二连接盘V132的外径)。如果过孔V1是通过孔，则孔V11应是穿过所有接地层L1和绝缘层L2的圆柱形通孔。如果过孔V1是盲过孔，则孔V11应是穿过至少一个接地层L1并穿过至少一个绝缘层L2的圆柱形盲过孔，并且该孔V11可以向布线板P的任一面是打开的(如图所示的顶面或底面)。连接导体V12是沿孔V11的圆周设置的圆形管状导体。
第一连接盘V131是在绝缘层L2上并与该绝缘层L2接触的圆环形导体，该绝缘层L2位于紧在布线层L11下面，使得第一连接盘V131位于布线层L11的开口L112内(见图2)。第一连接盘V131的外径小于布线层L11的开口L112的外径。第一连接盘V131与孔V11以及布线层L11的开口L112同心。第一连接盘V131连接至连接导线V12并且也被连接至布线层L11的导线L114。
第二连接盘V132是在绝缘层L2上并与该绝缘层L2接触的圆环形导体，该绝缘层L2位于紧在第一阻抗调节层L12下面，使得第二连接盘V132位于第一阻抗调节层L12的开口L122内(见图3)。第二连接盘V132的外径小于第一阻抗调节层L12的开口L122的外径。第二连接盘V132与孔V11、第一阻抗调节层L12的开口L122以及第一连接盘V131同心。第二连接盘V132连接至连接导体V12。
应注意，建立了距离关系“第一距离R1<距离R2”。如图1C和图2所示，此处第一距离R1是沿Y-Y'方向(过孔V1的径向方向)从布线层L11的开口L112的轮廓线α1至过孔V1的第一连接盘V131的距离，并且如图1C和图3所示，第二距离R2是沿Y-Y'方向从第一阻抗调节层L12的开口L122的轮廓线α2至过孔V1的第二连接盘V132的距离。
距离关系R1<R2可以在任何下列布置(1)至(5)中得以满足。在图1A至图3的实施方式中采用布置(2)。(1)第二连接盘V132的外径小于第一连接盘V131的外径，并且开口L112的轮廓线α1在Z-Z'方向上与开口L122的轮廓线α2重叠，即开口L112具有与开口L122的外径相同的外径。(2)第二连接盘V132的外径(外形尺寸)小于第一连接盘V131的外径，并且开口L112的轮廓线α1在上述径向方向上位于开口L122的轮廓线α2内(相比轮廓线α2更靠近过孔V1的中心轴)，即开口L112的外径小于开口L122的外径。(3)第二连接盘V132的外径(外形尺寸)小于第一连接盘V131的外径，并且开口L112的轮廓线α1在上述径向方向上位于开口L122的轮廓线α2外(相比轮廓线α2离过孔V1的中心轴更远)，即开口L112的外径大于开口L122的外径。(4)第二连接盘V132具有与第一连接盘V131的外径相同的外径(外形尺寸)，并且开口L112的轮廓线α1在上述径向方向上位于开口L122的轮廓线α2内(相比轮廓线α2更靠近过孔V1的中心轴)，即开口L112的外径小于开口L122的外径。(5)第二连接盘V132的外径(外形尺寸)大于第一连接盘V131的外径，并且开口L112的轮廓线α1在上述径向方向上位于开口L122的轮廓线α2内(相比轮廓线α2更靠近过孔V1的中心轴)，即开口L112的外径小于开口L122的外径。
接地层L1可以包括多个第一阻抗调节层L12。在该实施方式中，过孔V1位于布线层L11的开口L112内以及第一阻抗调节层L12的各自开口L122内；如上所述过孔V1是通过孔或盲过孔；过孔V1包括多个第二连接盘V132；第二连接盘V132是位于紧在第一阻抗调节层L12下面的绝缘层L2上的圆环形导体，使得第二连接盘位于第一阻抗调节层L12的各自的开口L122内。
第一阻抗调节层L12可以包括第一阻抗调节层L12'。该第一阻抗调节层L12'可以位于紧在绝缘层L2下面，该绝缘层L2位于紧在布线层L11下面。如图4最佳地示出的，第一阻抗调节层L12'包括固态导体L121'、开口L122'和通道L123'。固态导体L121'设置在位于紧在第一阻抗调节层L12'下面的绝缘层L2上并与该绝缘层L2接触。固态导体L121'接地并形成有开口L122'和通道L123'。
开口L122'和通道L123'是第一阻抗调节层L12'的其中不存在固态导体L121'的区域。开口L122'是圆环形的并且与过孔V1同心。开口L122'具有圆形轮廓线α2'。该轮廓线α2'形成开口L122'与固态导体L121'之间的边界。通道L123'与开口L122'连通，并且从开口L122'沿导线L114引出的方向延伸。
接地层L1还可以包括第二阻抗调节层L13。在这种情况下，优选的是(但不限于)，在布线层L11与第二阻抗调节层L13之间布置至少一个第一阻抗调节层L12。
第二阻抗调节层L13(如果设置了第二阻抗调节层L13)包括固态导体L131、开口L132以及阻抗调节部分L133。固态导体L131设置在位于紧在第二阻抗调节层L13下面的绝缘层L2上并与该绝缘层L2接触。固态导体L131接地并形成有开口L132。
开口L132是第二阻抗调节层L13的其中不存在固态导体L131的区域。开口L132可以如图5A、图5B或图5C所示来构造。
图5A中所示出的开口L132包括第一轮廓线α31和第二轮廓线α32。第一轮廓线α31是沿Y-Y'方向延伸的直线，并且与布线层L11的导线L114正交。第一轮廓线α31具有第一端和与该第一端相对的第二端。第二轮廓线α32是连接在第一轮廓线α31的第一端与第二端之间的弧形线。第一轮廓线α31和第二轮廓线α32形成开口L132与固态导体L131之间的边界。
图5B中所示出的开口L132'是圆环形的并且位于过孔V1的外部。更具体地，开口L132'以其中心被如下限定来定位：其中心在与导线L114被引出的方向相反的方向上相对于布线层L11的开口L112的中心偏移。开口L132'具有轮廓线α3'。该轮廓线α3'形成开口L132'与固态导体L131之间的边界。
图5C中所示出的开口L132是不规则四边形(trapezial)/梯形的。开口L132'具有第一轮廓线α31”、第二轮廓线α32”、第三轮廓线α33”和第四轮廓线α34”。第一轮廓线α31”(不规则四边形/梯形的较短的底边)沿与布线层L11的导线L114正交的Y-Y'方向延伸。第二轮廓线α32”是不规则四边形/梯形的较长的底边。第三轮廓线α33”和第四轮廓线α34”是不规则四边形/梯形的侧边。这四条轮廓线形成开口L132”与固态导体L131之间的边界。
阻抗调节部分L133是固态导体L131中的导体。布置阻抗调节部分L133，以便在Z-Z'方向上与布线层L11的导线L114重叠，从而减小导线L114的阻抗。在其中如图5A所示第二阻抗调节层L13包括开口L132的实施方式中，阻抗调节部分L133是固态导体L131的在导线L114被引出的方向上相对于开口L132的第一轮廓线α31位于外部的部分。在其中如图5B所示第二阻抗调节层L13包括开口L132'的实施方式中，阻抗调节部分L133是固态导体L131的在导线L114被引出的方向上相对于开口L132'的轮廓线α3'位于外部的部分。在其中如图5C所示第二阻抗调节层L13包括开口L132”的实施方式中，阻抗调节部分L133是固态导体L131的在导线L114被引出的方向上相对于开口L132”的轮廓线α31”位于外部的部分。
在其中接地层L1还包括第二阻抗调节层L13的实施方式中，过孔V1位于布线层L11或每个布线层L11的开口L112内、第一阻抗调节层L12或每个第一阻抗调节层L12的开口L122内、以及第二阻抗调节层L13的开口(L132、L132'或L132”)内。该过孔V1是如上所述构造的通过孔或盲过孔。过孔V1还包括第三连接盘V133。第三连接盘V133是位于紧在第二阻抗调节层L13下面的绝缘层L2上的圆环形导体。第三连接盘V133位于第二阻抗调节层L13的开口内并且与第二连接盘V132同心。第三连接盘V133具有小于第二阻抗调节层L13的开口的外部尺寸的外径。第三连接盘V133可以具有与第二连接盘V132的外径相同的外径。第三连接盘V133连接至过孔V1的连接导体V12。
接地层L1还可以包括连接层L14。连接层L14可以是除了布线层L11和第一阻抗调节层L12之外的任何一个接地层L1。另选地，连接层L14可以是除了布线层L11、第一阻抗调节层L12和第二阻抗调节层L13之外的任何一个接地层L1。连接层L14可以是布线板P的第二最外层，即与布线板P的第一最外层相对的最外层(如图1A至图1C的实施方式中的底层)。在这种情况下，可以在布线层L11与连接层L14之间布置至少一个第一阻抗调节层L12。在其中接地层L1包括第二阻抗调节层L13的实施方式中，可以在布线层L11与第二阻抗调节层L13之间和/或在连接层L14与第二阻抗调节层L13之间布置至少一个第一阻抗调节层L12。在图1A至图7的实施方式中，存在布置在布线层L11和第二阻抗调节层L13之间的多个第一阻抗调节层L12(包括第一阻抗调节层L12')，并且存在布置在连接层L14和第二阻抗调节层L13之间的另外的多个第一阻抗调节层L12。
如图6所示，连接层L14包括固态导体L141和开口L142。固态导体L141设置在位于紧在连接层L14上面的绝缘层L2上并与该绝缘层L2接触。固态导体L141接地并形成有开口L142。
开口L142是连接层L14的其中不存在固态导体L141的区域。开口L142是圆环形的并且与过孔V1同心。开口L142具有圆形轮廓线α4。该轮廓线α4形成开口L142与固态导体L141之间的边界。
在其中接地层L1还包括连接层L14的实施方式中，过孔V1位于布线层L11的开口L112内、第一阻抗调节层L12的开口L122内、以及连接层L14的开口L142内。在其中接地层L1还包括连接层L14和第二阻抗调节层L13的实施方式中，过孔V1位于布线层L11的开口L112内、第一阻抗调节层L12的开口L122内、第二阻抗调节层L13的开口L132内以及连接层L14的开口L142内。不论哪种情况，过孔V1都是如上所述构造的通过孔或盲过孔并且还包括第四连接盘V134。第四连接盘V134是设置在位于紧在连接层L14上面的绝缘层L2上的圆环形导体。第四连接盘V134位于连接层L14的开口L142内。第四连接盘V134与开口L142、孔V11、第一连接盘V131以及第二连接盘V132同心。第四连接盘V134的外径小于连接层L14的开口L142的外径。第四连接盘V134连接至过孔V1的连接导体V12。
应注意，可以建立距离关系“第三距离R3<第二距离R2”。如图1C和图6所示，此处第三距离R3是沿Y-Y'方向(如上所述的径向方向)从连接层L14的开口L142的轮廓线α4至过孔V1的第四连接盘V134的距离。距离关系R3<R2可以在任何下列布置(6)至(10)中得以满足。在图1A至图6的实施方式中采用布置(7)。(6)第二连接盘V132的外径(外形尺寸)小于第四连接盘V134的外径，并且开口L142的轮廓线α4在Z-Z'方向上与开口L122的轮廓线α2重叠，即开口L142具有与开口L122的外径相同的外径。(7)第二连接盘V132的外径(外形尺寸)小于第四连接盘V134的外径，并且开口L142的轮廓线α4位于开口L122的轮廓线α2内(相比轮廓线α2更靠近过孔V1的中心轴)，即开口L142的外径小于开口L122的外径。(8)第二连接盘V132的外径(外形尺寸)小于第四连接盘V134的外径，并且开口L142的轮廓线α4在径向方向上位于开口L122的轮廓线α2外(相比轮廓线α2离过孔V1的中心轴更远)，即开口L142的外径大于开口L122的外径。(9)第二连接盘V132具有与第四连接盘V134的外径相同的外径(相同的外形尺寸)，并且开口L142的轮廓线α4在径向方向上位于开口L122的轮廓线α2内(相比轮廓线α2更靠近过孔V1的中心轴)，即开口L142的外径小于开口L122的外径。(10)第二连接盘V132的外径(外形尺寸)大于第四连接盘V134的外径，并且开口L142的轮廓线α4在径向方向上位于开口L122的轮廓线α2内(相比轮廓线α2更靠近过孔V1的中心轴)，即开口L142的外径小于开口L122的外径。
此外，可以建立距离关系“第三距离R3<第一距离R1”。该关系可以在任何下列布置(11)至(15)中得以满足。在图1A至图6的实施方式中采用布置(12)。(11)第一连接盘V131的外径(外形尺寸)小于第四连接盘V134的外径，并且开口L142的轮廓线α4在Z-Z'方向上与开口L112的轮廓线α1重叠，即开口L142具有与开口L112的外径相同的外径。(12)第一连接盘V131的外径(外形尺寸)小于第四连接盘V134的外径，并且开口L142的轮廓线α4在径向方向上位于开口L112的轮廓线α1内(相比轮廓线α1更靠近过孔V1的中心轴)，即开口L142的外径小于开口L112的外径。(13)第一连接盘V131的外径(外形尺寸)小于第四连接盘V134的外径，并且开口L142的轮廓线α4在径向方向上位于开口L112的轮廓线α1外(相比轮廓线α1离过孔V1的中心轴更远)，即开口L142的外径大于开口L112的外径。(14)第一连接盘V131具有与第四连接盘V134的外径相同的外径(相同的外形尺寸)，并且开口L142的轮廓线α4在径向方向上位于开口L112的轮廓线α1内(相比轮廓线α1更靠近过孔V1的中心轴)，即开口L142的外径小于开口L112的外径。(15)第一连接盘V131的外径(外形尺寸)大于第四连接盘V134的外径，并且开口L142的轮廓线α4在径向方向上位于开口L112的轮廓线α1内(相比轮廓线α1更靠近过孔V1的中心轴)，即开口L142的外径小于开口L112的外径。
布线板P还可以包括至少两个过孔V2。该两个过孔V2或过孔V2中的两个可以对称地布置在布线层L11的开口L112的外部和/或通道L113的外部。在图1A至图6的实施方式中，存在八个对称布置在开口L112的外部和通道L113的外部的过孔V2。过孔V2在接地层L1的固态导体之间建立连接。过孔V2可以是接地层L1和绝缘层L2中的通过孔，以便贯穿所有的接地层L1和绝缘层L2，或者可以是至少一个接地层L1和至少一个绝缘层L2中的盲过孔，以便穿过所述至少一个接地层L1和所述至少一个绝缘层L2。盲过孔优选可以向布线板的任一面(如图所示的顶面或底面)是打开的。在图1A至图6的实施方式中，过孔V2是通过孔。
布线板P还可以包括至少两个过孔V3。过孔V3可以对称地布置在布线层L11的开口L112的外部。在图1A至图6的实施方式中，存在两个对称地布置在开口L112的外部的过孔V3，并且还存在另外两个对称地布置在开口L112的外部的过孔V3。过孔V3连接至接地层L1的固态导体。过孔V3可以是接地层L1和绝缘层L2中的通过孔，以便贯穿所有的接地层L1和绝缘层L2，或者可以是至少一个接地层L1和至少一个绝缘层L2中的盲过孔，以便穿过所述至少一个接地层L1和所述至少一个绝缘层L2。盲过孔优选可以向布线板的任一面(如图所示的顶面或底面)是打开的。在图1A至图6的实施方式中，过孔V3是通过孔。
上述任一方面的布线板P可以连接至连接器C以形成如图7所示的连接结构。连接器C是安装在上述任一方面的布线板P上的同轴连接器。连接器C包括端子T、主体10、壳(shell)20以及外壳(case)30。下面将描述连接器C的这些组成部分。
主体10是用于保持端子T的绝缘体。壳20是用于容纳主体10和端子T的金属壳体。壳20具有至少两个腿(未示出)。壳20的腿被插入并连接至布线板P的相关联的过孔V3。外壳30是绝缘树脂的壳体，其用于容纳壳20、主体10和端子T。端子T通常是L形金属板。端子T包括尾部T1。尾部T1延伸穿过布线板P的过孔V1并且在远端部分沿Z'方向突出出主体10。尾部T1的远端部分通过焊接或其它方式连接至过孔V1的第四连接盘V134。端子T、过孔V1和导线L114形成能够传输高频信号的信号传输路径。
布线板P和上述连接结构至少具有下列技术特征：第一，针对以下原因在布线板P的过孔V1中可以获得增加的阻抗。满足距离关系R1<R2或者距离关系R1<R2且R3<R2，使得能够从第一阻抗调节层L12的固态导体L121至过孔V1留有空间。这种布置使得过孔V1的阻抗增加。结果，在过孔V1中和与其相连接的端子T的尾部T1中都实现了增加的阻抗。
第二，易于调节布线板P的过孔V1的阻抗，并因此易于调节连接结构的信号传输路径中的过孔V1和端子的尾部T1的阻抗。具体地，可以通过使第一连接盘V131的外形尺寸不同于第二连接盘V132的外形尺寸，和/或使开口L112的外形尺寸不同于开口L122的外形尺寸，来简单地调节过孔V1的阻抗。另选地，可以通过使第一连接盘V131的外形尺寸不同于第二连接盘V132的外形尺寸、使开口L112的外形尺寸不同于开口L122的外形尺寸、使第四连接盘V134的外形尺寸不同于第二连接盘V132的外形尺寸、和/或使开口L142的外形尺寸不同于开口L122的外形尺寸，来简单地调节过孔V1的阻抗。
第三，可以在布线板P的布线层L11的导线L114中获得减小的阻抗。这是因为下面的这种布置，即，布置布线板P的第二阻抗调节层L13的阻抗调节部分L133，以便在Z-Z'方向上与布线层L11的导线L114重叠。也就是说，过孔V1和端子T的尾部T1提供增加的阻抗，而导线L114提供减小的阻抗，这有利于连接结构的信号传输路径中的阻抗匹配。
为了支持上述技术特征，针对每个连接结构在信号传输路径中的导线和过孔上进行仿真，这在下文中被称为第一比较例和第二比较例。第一比较例的连接结构包括等同于图7所示的连接器的连接器以及布线板。第一比较例的布线板包括多个接地层、多个绝缘层、以及过孔。接地层和绝缘层被交替布置。接地层包括：布线层，该布线层是布线板的第一最外层并且具有与布线层L11相同的构造；连接层，该连接层是布线板的第二最外层并且具有与连接层L14相同的构造；以及多个其余的接地层，这些接地层是布线板的内层。其余的接地层各自包括固态导体和开口。每个固态导体都被设置在位于紧在其余接地层的每一个下面的绝缘层上，并且接地。每个开口都是圆环形状，与通孔同心，并且设置在固态导体中。该开口具有与布线层的开口的外径相同的外径。除了第一连接盘被设置在其余的接地层的开口的每一个内，过孔具有与图1A至图1C的过孔V1的构造相同的构造。第一连接盘沿Y-Y'方向(过孔的径向方向)到布线层的开口的轮廓线的距离与其到其余的接地层的开口的轮廓线的距离是相同的。第二比较例的连接结构包括等同于图7所示的连接器的连接器以及图1A至图1C所示的布线板P。该布线板P包括如图5A所示的第二阻抗调节层L13。
仿真结果显示，在第一比较例的连接结构中，布线层的导线以及过孔呈现如图8所示的阻抗。另一方面，在第二比较例的连接结构中，布线层L11的导线L114以及过孔V1呈现如图9所示的阻抗。具体地，相比于第一比较例的连接结构的导线，导线L114的阻抗减小大约2Ω。相比于第一比较例的连接结构的过孔，过孔V1的阻抗增加大约3Ω，并且呈现出接近50Ω的值。从这些结果可以推断出，在实践中，导线L114的阻抗相比仿真中所获得的值将进一步减小，并且过孔V1的阻抗相比仿真中所获得的值将进一步增大。
由于下面的原因，第四个技术特征很容易进行布线层L11的导线L114与过孔V1之间的阻抗匹配。一般来说，当多层印刷布线板被设计成通过布线板的布线层的导线和布线板的过孔传输高频信号(高速信号)时，或者当多层印刷布线板被设计成通过布线板的布线层的导线和布线板的过孔传输与来自电源的电力重叠的高频信号(高速信号)时，希望使导线尽可能的宽以便最小化其电阻损耗。然而，太宽的导线可能呈现过低的阻抗。通常，在多层印刷布线板中，诸如接地层和布线层的导体层的厚度很薄，即以它们之间很小的距离进行布置。此外，如果第二阻抗调节部分太靠近布线层，则布线层的导线可能呈现过低的阻抗。鉴于上述情况，可以设计布线板P使得在布线层L11和第二阻抗调节层L13之间布置至少一个第一阻抗调节层L12，其中该至少一个阻抗调节层L12的存在是用来从第二阻抗调节层L13至布线层L11保持一定的距离。作为结果，布线层L11的导线L114可以呈现足够低的阻抗同时最大化该导线L114的宽度。除了导线L114的足够低的阻抗之外，如上所述增加过孔V1的阻抗，这有利于导线L114与过孔V1之间的阻抗匹配。这进而有利于连接结构的信号传输路径的元件之间的阻抗匹配。
第五，布线板P提供改进的高频特征和电磁兼容性(EMC)特征同时防止过孔V1的过度的阻抗降低。这是因为过孔V1被接地层L1的固态导体包围，这些固态导体经由过孔V2互连。通常，接地层的固态导体的互连导致被接地层的固态导体包围的过孔的阻抗降低。然而，布线板P被构造成建立距离关系R1<R2。由于该距离关系，接地层L1的固态导体经由过孔V2的互连将不会导致过孔V1的过度的阻抗降低。
多层印刷布线板P和连接器C不限于上述实施方式，并且可以在本发明的范围内以任何方式进行修改。下面将对特定的修改进行描述。
本发明的多层印刷布线板仅需要多个绝缘层、以及各自的绝缘层上的多个接地层、以及至少一个过孔。本发明的接地层仅需要每个接地层包括上述或下面将要描述的任何方面的至少一个布线层和第一阻抗调节层。换句话说，可以省去接地层的第二阻抗调节层和/或连接层。
本发明的多层印刷布线板的接地层(包括但不限于布线层、第一阻抗调节层、第二阻抗调节层和/或连接层)的开口可以是可以设置在上述或下面将要描述的任何方面的通孔周围的任何环形。例如，接地层的开口可以是多边环形。当在本文中使用时，术语“环形”意味着一般圆环形或一般多边环形。
本发明的多层印刷布线板的布线层的通道可以是布线层的固态导体中的任何通道，以便与上述任何方面的布线层的开口连通。本发明的多层印刷布线板的布线层的导线可以位于上述任何方面的布线层的开口和通道内的任何地方。
本发明的多层印刷布线板的通孔可以是设置在至少一个接地层和至少一个绝缘层中的任何孔，以便被定位在布线层的开口内以及第一阻抗调节层的开口内并连接至上述任何方面的布线层的导线。可以存在多于一个的上述任何方面的过孔。在这种情况下，过孔中的每一个都可以优选被设置在至少一个接地层和至少一个绝缘层中，以便被定位在布线层的开口内以及第一阻抗调节层的开口内并连接至上述任何方面的布线层的导线。因此，布线层应具有多个开口，并且第一阻抗调节层应具有多个开口。本发明的多层印刷布线板的过孔可以具有上述任何方面的孔和连接导体。换句话说，可以省去过孔的第一连接盘、第二连接盘、第三连接盘和/或第四连接盘。本发明的多层印刷布线板的过孔可以是上述任何方面的多个接地层中的至少一个接地层以及至少一个绝缘层中的埋孔(buried viahole)。可以省去过孔V2和/或过孔V3。
构造本发明的多层印刷布线板，使得满足距离关系“第一距离<第二距离”。该第一距离是在第一方向上从上述任何方面的布线层的开口的轮廓线到上述任何方面的过孔的距离。该第二距离是在第一方向上从上述任何方面的第一阻抗调节层的开口的轮廓线到上述任何方面的过孔的距离。第一方向是多层印刷布线板的任何平面方向(平行于多层印刷布线板的平面的任何方向)。
如果第二连接盘包括朝上述任何方面的过孔的中心轴凹陷的至少一个凹部，则第一距离可以是在第一方向上从布线层的开口的轮廓线到过孔的第一连接盘的距离，并且第二距离可以是在第一方向上从第一阻抗调节层的开口的轮廓线到过孔的第二连接盘的凹部的底部的距离。在这种情况下，第二连接盘可以具有与第一连接盘的外形尺寸相同的外形尺寸，可以小于第一连接盘的外形尺寸，或者可以大于第一连接盘的外形尺寸。布线层的开口的轮廓线可以与第一阻抗调节层的开口的轮廓线重叠，或者可以相比第一阻抗调节层的开口的轮廓线更靠近过孔的中心轴，或者可以相比第一阻抗调节层的开口的轮廓线位于更远离过孔的中心轴。图10示出具有带有多个凹部V1321'的第二连接盘V132'的变型过孔V1'。凹部V1321'沿第二连接盘V132'的圆周以一定距离间隔开、反径向地(antiradially)延伸。第二距离R2'是在第一方向上从第一阻抗调节层L12的开口L122的轮廓线α2到过孔V1'的第二连接盘V132'的凹部V1321'的底部的距离。除了这些修改，过孔V1'可以以与上述任何方面的过孔V1相同的方式来进行构造。本发明的多层印刷布线板还可以满足距离关系“第三距离<第二距离”，其中第三距离可以是在第一方向上从上述任何方面的连接层的开口的轮廓线到上述任何方面的过孔的距离。
本发明的连接器可以是包括具有容纳在上述任何方面的多层印刷布线板的过孔中并与过孔相连接的尾部的端子的任何连接器。在其中多层印刷布线板包括多个过孔的实施方式中，本发明的连接器可以包括保持在其主体中的多个端子。上述任何方面的多层印刷布线板的过孔或孔可以被构造成容纳并连接除连接器外的电子组件的相应数量的腿。
应当理解，上面仅通过示例的方式对多层印刷布线板以及连接结构的上述实施方式和变型进行了描述。多层印刷布线板以及连接结构的组成部分的材料、形状、尺寸、数量、布置以及其它构造可以以任何方式进行修改，如果它们能执行类似的功能。上述实施方式和变型可以以任何可能的方式进行组合。
附图标记列表
P：多层印刷布线板
L1：接地层
L11：布线层
L111：固态导体
L112：开口
α1：轮廓线
L113：通道
L114：导线
L12：第一阻抗调节层
L121：固态导体
L122：开口
α2：轮廓线
L12'：第一阻抗调节层
L121'：固态导体
L122'：开口
α2'：轮廓线
L123'：通道
L13：第二阻抗调节层
L131：固态导体
L132：开口
α31：第一轮廓线
α32：第二轮廓线
L133：阻抗调节部分
L132'：开口
α3'：轮廓线
L132”：开口
α31”：第一轮廓线
α32”：第二轮廓线
α33”：第三轮廓线
α34”：第四轮廓线
L14：连接层
L141：固态导体
L142：开口
α4：轮廓线
L2：绝缘层
V1：过孔
V11：孔
V12：连接导体
V131：第一连接盘
V132：第二连接盘
V133：第三连接盘
V134：第四连接盘
V2：过孔
V3：过孔
R1：第一距离
R2：第二距离
R3：第三距离
C：连接器
10：主体
20：壳
30：外壳
T：端子
T1：尾部。

Claims (9)

1.一种多层印刷布线板，该多层印刷布线板包括：
多个绝缘层；
多个接地层，所述多个接地层在各个绝缘层上，所述接地层包括：
布线层，所述布线层包括固态导体和导线，所述固态导体具有开口和通道，所述通道与所述开口相连通，所述导线在所述开口和所述通道内，以及
多个第一阻抗调节层，所述第一阻抗调节层包括固态导体，所述第一阻抗调节层的固态导体具有开口；以及
至少一个过孔，所述至少一个过孔在所述多个绝缘层中的至少一个绝缘层和所述多个接地层中的至少一个接地层中，所述过孔位于所述布线层的开口内以及所述第一阻抗调节层的开口内，并且连接至所述导线，
其中，将在第一方向上从所述布线层的开口的轮廓线到所述过孔的距离设为第一距离，并且
将在所述第一方向上从所述多个第一阻抗调节层各自的开口的轮廓线到所述过孔的距离设为第二距离，并且
所述第一距离小于所述第二距离，所有的所述第二距离都是相同的，
所述第一方向是所述多层印刷布线板的平面方向，
其中，所述布线层的开口的轮廓线比所述第一阻抗调节层的开口的轮廓线更靠近所述过孔的中心轴。
2.根据权利要求1所述的多层印刷布线板，其中
所述过孔包括：
第一连接盘，所述第一连接盘在所述布线层的开口内；以及
第二连接盘，所述第二连接盘在所述第一阻抗调节层的开口内，所述第二连接盘的外形尺寸小于所述第一连接盘的外形尺寸，
所述第一距离是在所述第一方向上从所述布线层的开口的轮廓线到所述过孔的所述第一连接盘的距离，并且
所述第二距离是在所述第一方向上从所述多个第一阻抗调节层各自的开口的轮廓线到所述过孔的所述第二连接盘的距离。
3.根据权利要求1所述的多层印刷布线板，其中
所述过孔包括：
第一连接盘，所述第一连接盘在所述布线层的开口内；以及
第二连接盘，所述第二连接盘在所述第一阻抗调节层的开口内，
所述第二连接盘包括朝向所述过孔的中心轴凹陷的至少一个凹部，并且
所述第一距离是在所述第一方向上从所述布线层的开口的轮廓线到所述过孔的所述第一连接盘的距离，并且
所述第二距离是在所述第一方向上从所述多个第一阻抗调节层各自的开口的轮廓线到所述过孔的所述第二连接盘的所述凹部的底部的距离。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的多层印刷布线板，其中
所述接地层还包括第二阻抗调节层，
所述第二阻抗调节层包括：固态导体，所述固态导体具有开口；以及阻抗调节部分，所述阻抗调节部分是所述第二阻抗调节层的固态导体处的导体，所述阻抗调节部分与所述布线层的所述导线相重叠，并且
所述过孔设置在所述多个接地层中的至少一个接地层和所述多个绝缘层中的至少一个绝缘层中，被定位在所述布线层、所述第一阻抗调节层和所述第二阻抗调节层的各自的开口中。
5.根据权利要求4所述的多层印刷布线板，其中，所述多个第一阻抗调节层中的至少一个被布置在所述布线层和所述第二阻抗调节层之间。
6.根据权利要求4所述的多层印刷布线板，其中
所述布线层是所述多层印刷布线板的第一最外层，
所述接地层还包括连接层，所述连接层是与所述多层印刷布线板的所述第一最外层相对的第二最外层，
所述连接层包括具有开口的固态导体，
所述过孔设置在所述多个接地层和所述多个绝缘层中，被定位在所述布线层、所述第一阻抗调节层、所述第二阻抗调节层和所述连接层的各自的开口中，并且
所述多个第一阻抗调节层中的至少一个被布置在所述布线层与所述第二阻抗调节层之间和/或所述第二阻抗调节层与所述连接层之间。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的多层印刷布线板，其中
所述布线层是所述多层印刷布线板的第一最外层，
所述多个接地层中的每个接地层还包括连接层，所述连接层是与所述多层印刷布线板的所述第一最外层相对的第二最外层，
所述连接层包括具有开口的固态导体，
所述过孔设置在所述多个接地层和所述多个绝缘层中，被定位在所述布线层、所述第一阻抗调节层和所述连接层的各自的开口中，
第三距离小于所述第二距离，并且
所述第三距离是在所述第一方向上从所述连接层的开口的轮廓线到所述过孔的距离。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的多层印刷布线板，其中
所述布线层的开口是圆环形的，
所述第一阻抗调节层的开口是圆环形的，
所述过孔是圆柱形的，以及
所述第一方向是所述过孔的径向方向。
9.一种多层印刷布线板和连接器的连接结构，所述连接结构包括：
根据权利要求1至8中的任一项所述的多层印刷布线板，所述多层印刷布线板的所述过孔是通过孔或盲过孔；以及
连接器，所述连接器包括端子，该端子包括容纳在所述多层印刷布线板的所述过孔中并连接到所述过孔的尾部。
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