CN108811315B - 金手指结构 - Google Patents

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Abstract

一种金手指结构，包括设置于基板上的至少一个金手指以及设置于所述基板上且与金手指连接的传输线。所述金手指上设置若干个沟槽，相邻的两个沟槽相对排列。本发明提供的金手指结构，不但能解决在金手指器件由于本身焊盘的宽度比传输线宽时所造成的阻抗不连续的问题，还能避免传统处理方式所造成的各种不足。

Description

金手指结构
技术领域
本发明涉及金手指，尤其涉及一种金手指结构。
背景技术
印制电路板(Printed Circuit Board,PCB板)又称印刷电路板，印刷电路板，是电子产品的物理支撑以及信号传输的重要组成部分，PCB板中的金手指(Golden Finger)器件由于本身焊盘(Pad)的宽度比传输线(Transmission Line)宽，如果不进行一定的处理，此处的阻抗通常会比传输线的阻抗低很多，这样就会导致阻抗不连续，从而引起信号的反射，严重影响信号的质量。
传统的处理方式是将金手指下面的参考平面全部挖掉，即下方没有参考，从阻抗的计算公式可以知道，若金手指之参考纵向或横向参考平面加深后，部分阻抗也相应提高，从而达到阻抗匹配之目的。
但这种处理方式也有不足，其一是下面没有参考层了，只能参考表层的金手指地或再往下之一参考层参考，其阻抗不易控制；其二是金手指区域内部的铜皮都被挖掉了，由于没有铜皮，会导致此区域在加工的时候流胶率比较大，板厚与其他部分的厚度不一致，致使整板厚度不一致；其三是金手指区域的挖空将导致此区域没有参考层，也就不能再走其他的信号，因而减少可布线之面积。
发明内容
有鉴于此，需提供一种金手指结构，不但能解决在金手指器件由于本身焊盘的宽度比传输线宽时所造成的阻抗不连续的问题，还能避免传统的处理方式所造成的各种不足。
本发明提供的金手指结构，包括设置于基板上的至少一个金手指以及设置于所述基板上且与金手指连接的传输线，所述金手指上设有若干个沟槽(Slot)，所述若干个沟槽上下排列，且相邻的两个沟槽相对排列。
优选地，相邻两个沟槽的间距小于或者等于所述传输线的宽度。
优选地，所述沟槽的形状为多边形。
优选地，所述沟槽的形状为矩形。
优选地，相邻两个沟槽中的其中一个沟槽开口于金手指的第一长边，另一个沟槽开口于与所述第一长边相对的第二长边。
优选地，所述沟槽的长度小于或者等于所述金手指的宽度与所述传输线的宽度之差。
优选地，所述金手指呈蜿蜒型。
相较于现有技术，本发明提供的金手指结构，由于在金手指上设置沟槽，相当于减少了金手指的宽度，从而增大金手指的阻抗以达到与传输线的阻抗接近，进而解决阻抗不连续的问题；同时，由于采用该方式处理的金手指结构没有对金手指下面的参考层进行挖空，从而可以避免传统的处理方式所造成的各种不足。
附图说明
图1为本发明金手指结构一实施方式的示意图。
图2为本发明金手指结构的沟槽皆开口于金手指的第一长边的示意图。
图3为本发明金手指结构的沟槽的宽度分别为1倍间距与2倍间距时的示意图。
图4为本发明金手指结构的沟槽的宽度分别为1倍间距与两倍间距时的所对应的阻抗仿真图。
图5为本发明金手指结构的金手指长度分别为2*L1及L1时的示意图。
图6为本发明金手指结构的金手指长度分别为2*L1及L1时所对应的阻抗仿真图。
图7为本发明的金手指结构与现有技术中的金手指结构的插入损耗仿真曲线示意图。
图8本发明金手指结构与现有技术的金手指结构的反射损耗仿真曲线示意图。
图9为本发明金手指结构与现有技术中的金手指结构的阻抗等效电路图。
图10为本发明金手指结构与现有技术中的金手指结构所对应的阻抗仿真图。
主要元件符号说明
基板 10
传输线 20
金手指 30、40
沟槽 50
金手指的第一长边 60
金手指的第二长边 70
相邻两个沟槽的间距 d1
传输线的宽度 d2
沟槽的长度 L
金手指的宽度 D
信号的传输路径 A
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
请参照图1，本发明一具体实施方式中提供的金手指结构，包括设置于基板10上的至少一个金手指以及设置于基板10上且与金手指连接的传输线20。本发明实施例方式的金手指以两个为例，但不并不以此为限，分别为金手指30、40。
该金手指30、40上均设置有若干个沟槽50，所述若干个沟槽上下排列，并且相邻的两个沟槽50相对排列，即所述若干个沟槽50呈上下交错的方式相对排列，相间隔的两个沟槽的末端处于同一直线上，而相邻的两个沟槽的末端不处于同一直线上。在本实施例中，金手指30、40上具体设置沟槽50的个数与金手指宽度及与金手指连接的传输线20的宽度有关。举例如下：假设金手指30宽度为5mm，传输线20的宽度为1mm，则在金手指30上设置的沟槽50的个数为金手指30宽度与传输线20的宽度之商减1，即设置4个(5/1-1)沟槽。
需要说明的是，本发明实施例中的沟槽50指的是将金手指的相应区域挖空而形成沟槽。
进一步地，为了保证信号在传输线及金手指上传输时的阻抗连续，在金手指上设置若干个沟槽50时，相邻两个沟槽50的间距d1应小于或者等于传输线20的宽度d2。可以理解的是，相邻两个沟槽50的间距d1也可以略大于传输线20的宽度d2，总的来说，就是要使得相邻两个沟槽50的间距d1与传输线20的宽度d2接近，这样金手指可以视为一条宽度与传输线20接近的蜿蜒型传输线。当信号从传输线20上进入到金手指30上传输时，信号在金手指上的传输路径如图1中虚线A所示。由于金手指被若干个沟槽50分为与传输线20宽度接近的蜿蜒型传输线，故金手指上的阻抗与传输线上的阻抗接近，因此，信号从传输线上传输到金手指上时不会造成阻抗不连续。在本实施例中，沟槽50的形状为多边形，该多边形优选为矩形，这样可以使得通过若干个矩形沟槽50将金手指进行分割后，保证其阻抗连续。
在本实施例中，金手指在经过若干个沟槽50分割后，使得金手指呈蜿蜒型，具体的，该蜿蜒型的金手指可以视为由若干个宽度相同的L型焊盘首尾相连构成。
进一步地，为了减少信号在金手指上传输的损耗，在金手指上设置若干个沟槽50时，相邻两个沟槽中的其中一个沟槽开口于金手指的第一长边60，另一个沟槽开口于与所述第一长边相对的第二长边70。本实施例通过将相邻的两个沟槽50一个起始开口于金手指的第一长边60，一个起始开口与与第一长边60相对的第二长边70，使得信号在金手指上传输时完全沿着如图1中所示的蜿蜒路径传输，而不会有信号沿着其它路径传输，从而可以减少信号在金手指上传输的损耗。举例如下：若相邻两个沟槽不是一个沟槽开口于金手指的第一长边60，另一个沟槽开口于与所述第一长边相对的第二长边70，而是都开口于金手指的第一长边60或第二长边70，如图2所示，则信号在金手指上传输时将会沿着图2中的所示的各条路径传输，即信号在金手指上传输时，除了一条主传输路径之外，还会沿着各条分支路径(Branch)进行传输，而在各条支路径中传输都会具有残段效应(Stub effect)，从而造成信号的严重衰减。
更进一步地，为了更好的保证信号在传输线及金手指上传输时的阻抗连续，在金手指上设置沟槽50时，沟槽50的长度L小于或者等于金手指的宽度D与所述传输线20的宽度d2之差。可以理解的是，沟槽50的长度L也可以略大于金手指的宽度D与传输线20的宽度d2之差，总的来说，就是要使金手指的宽度D与传输线20的宽度d2之差与沟槽50的长度L接近，这样相邻的两个沟槽50形成的连接处的宽度将与传输线20的宽度相同或接近，从而使得信号在金手指上传输时阻抗保持一致，进而可以更好的保证信号在传输线及金手指上传输时的阻抗连续。
请参照图3及图4，图3为沟槽50的宽度分别为1倍间距(d3)与两倍间距(2*d3)时的金手指结构示意图，图4为相应的阻抗仿真图。图4中的曲线M1为沟槽50的宽度为2倍间距(2*d3)时的金手指阻抗仿真图，曲线M2为沟槽50的宽度为1倍间距(d3)时的金手指阻抗仿真图。从图中可以看出，沟槽50的宽度分别为1倍间距(d3)与2倍间距(2*d3)时，金手指的阻抗并无明显的差异，也就是说，沟槽50的宽度并不会影响金手指的阻抗，因此，在本发明实施例中，并不对沟槽50的宽度做限定，沟槽50的宽度为根据实际情况进行设定。
进一步地，参照图5及图6，图5为金手指长度分别为2*L1及L1时的金手指结构示意图，图6为相应的阻抗仿真图。图6中的曲线M3为金手指长度为2*L1时的金手指阻抗仿真图，曲线M4为金手指长度为L1时的金手指阻抗仿真图。从图中可以看出，金手指长度分别为2*L1及L1时，金手指的阻抗并无明显的差异，即本发明实施方式中的金手指结构适用于所有的金手指，与金手指的具体长度无关。
请参照图7，图7为采用本发明金手指的结构与现有技术中的金手指结构的插入损耗测试曲线示意图。图中包括三条曲线，其中，曲线S11代表采用本发明金手指结构的插入损耗(Insertion Loss)仿真曲线，曲线S22代表金手指参考层未挖空时的金手指结构的插入损耗仿真曲线，曲线S33代表金手指参考层挖空时的金手指结构的插入损耗仿真曲线，从图中可知，采用本发明金手指结构的插入损耗值较其他架构的插入损耗小，意味着本发明的金手指结构之传输损耗较其他架构小。
请参照图8，图8为采用本发明金手指结构与现有技术的金手指结构的反射损耗(Return Loss)仿真曲线示意图。图中包括三条曲线，其中，曲线S21代表采用本发明金手指结构的反射损耗仿真曲线，曲线S31代表金手指参考层未挖空时的金手指结构的反射损耗仿真曲线，曲线S41代表金手指参考层挖空时的金手指结构的反射损耗仿真曲线，从图中可知，采用本发明金手指结构的反射损耗值在大部分频率下较其他金手指结构的反射损耗为低，即采用本发明的金手指结构对信号的反射较其他的金手指结构小。
综上，结合图7及图8可知，本发明的金手指结构在插入损耗及反射损耗的抑制皆相较于其他的金手指结构更佳，尤其在高频的部分获得巨大之改善。
进一步地，请参照图9及图10，图9为本发明金手指的结构与现有技术中的金手指结构的阻抗等效电路图，其中，LS代表金手指的电感效应，Cp代表相邻金手指之间的电容效应，Cg代表金手指的对地电容效应。图10为对应的阻抗仿真图，图10中包括三条曲线，其中，曲线N1为采用本发明金手指结构的阻抗仿真图，曲线N2为金手指参考层挖空时的金手指结构的阻抗仿真图，曲线N3为金手指参考层未挖空时的金手指结构的阻抗仿真图，从图中可知，在金手指参考层未挖空会呈现30欧姆电容性(Capacitance)的变化，若金手指参考层挖空则会呈现10欧姆电感性(Inductance)的变化，而采用本发明的金手指结构在不须挖空即可达到9欧姆电感性的变化，即采用本发明的金手指结构可以达到金手指参考层挖空时的金手指结构一样的技术效果。
需要说明的是，一般金手指结构的阻抗变化部分须在[-10，+10]欧姆的范围内且越小越佳。从图中可知，本发明中的金手指结构的阻抗变化位于该范围内。
相对比于现有技术，本发明提供的金手指结构，由于在金手指上设置沟槽，相当于减少了金手指的宽度，从而增大金手指的阻抗以达到与传输线的阻抗接近，进而可以解决阻抗不连续的问题；同时，由于采用该方式处理的金手指结构没有对金手指下面的地参考层进行挖空，从而可以避免传统的处理方式所造成的各种不足。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种金手指结构，包括设置于基板上的至少一个金手指以及设置于所述基板上且与所述金手指连接的传输线，其特征在于，所述金手指上设有若干个沟槽，所述若干个沟槽上下排列，且相邻的两个沟槽相对排列；其中，
所述沟槽的个数为所述金手指宽度与所述传输线的宽度之商减1。
2.如权利要求1所述的金手指结构，其特征在于，相邻两个沟槽的间距小于或者等于所述传输线的宽度。
3.如权利要求2所述的金手指结构，其特征在于，所述沟槽的形状为多边形。
4.如权利要求3所述的金手指结构，其特征在于，所述多边形为矩形。
5.如权利要求1所述的金手指结构，其特征在于，相邻两个沟槽中的其中一个沟槽开口于金手指的第一长边，另一个沟槽开口于与所述第一长边相对的第二长边。
6.如权利要求5所述的金手指结构，其特征在于，所述沟槽的长度小于或者等于所述金手指的宽度与所述传输线的宽度之差。
7.如权利要求1所述的金手指结构，其特征在于，所述金手指呈蜿蜒型。
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