CN2746730Y

CN2746730Y - 讯号传输结构

Info

Publication number: CN2746730Y
Application number: CN 200420118312
Authority: CN
Inventors: 徐鑫洲
Original assignee: Via Technologies Inc
Current assignee: Via Technologies Inc
Priority date: 2004-10-09
Filing date: 2004-10-09
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2014-10-09

Abstract

本实用新型是关于一种讯号传输结构，包括一讯号导线、一具有第一开口的第一参考平面以及一具有第二开口的第二参考平面。其中，第一参考平面配置于讯号导线的邻侧，且讯号导线的一部分线段行经第一开口所在的位置。此外，第二参考平面配置于第一参考平面的邻侧，而第二开口对应于第一开口所在的位置，且第二开口的轮廓投影于第一参考平面的位置不重叠于第一开口所在的位置。因此，在高频传输下，上述的结构可降低讯号行经开口时因阻抗不匹配所产生的介入损耗，并且降低受二参考平面间相互耦合所产生的谐振现象影响，进而可以提升讯号传输的品质。

Description

讯号传输结构

技术领域

本实用新型涉及一种讯号传输结构，特别是涉及一种可改善讯号穿越非完整参考平面时所衍生的电源杂讯的讯号传输结构。

背景技术

在大型印刷电路板以及封装基板上，用以电性连接二元件或二端点之间的讯号导线，其线宽均需保持一致，以使电子讯号在讯号导线之间传递时，讯号导线的特性阻抗(characteristic impedance)能保持不变，尤其是在高速及高频的讯号传递上，两端点之间更需要藉由良好的阻抗匹配(impedance matching)设计，用以降低阻抗不匹配所造成的反射，即降低讯号传递时的介入损耗(insertion loss)，且相对提高讯号传递时所降低的返回损耗(return loss)，以避免影响讯号传递的品质。

请参阅图1所示，是现有习知的一讯号导线行经一非完整参考平面的剖面示意图。现有习知的讯号传输结构100，依序包括一讯号导线110、一第一参考平面120以及一第二参考平面130。其中，讯号导线110的线宽一致，而第一参考平面120与第二参考平面130例如为电源平面(power plane)或接地平面(ground plane)。值得注意的是，现有习知的产品在线路设计上，第一参考平面120会因钻孔或平面间的切割而形成一长孔(slot)，或是因为避免两讯号导线之间短路而造成平面间的不完整，例如形成一非参考区域的开口122。因而，当电子讯号在讯号导线130上传递时，会在行经此非参考区域的开口122的同时造成高阻抗的变异效应，使得阻抗不匹配所造成的介入损耗增加，并使讯号无法完整地由非参考区域的开口122的一端点穿越至另一端点。

同时，讯号行经此非参考区域的开口122时，则因电压与电流的瞬间改变，将激发讯号导线110与电源平面130间的耦合以及接地平面120与电源平面130之间的谐振现象，导致电源的杂讯干扰，影响讯号传输的品质。

由以上的说明可以清楚的得知，一旦讯号导线穿越过非完整参考平面时，随着频率的升高，其返回损耗将随之变小，而相对应的特性阻抗也随之变大，并且与原先设计的阻抗值差异也将变大，因而使得阻抗不匹配发生在讯号导线上的情况将变得更为严重。

由此可见，上述现有的讯号传输结构在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决讯号传输结构存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的讯号传输结构存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的讯号传输结构，能够改进一般现有的讯号传输结构，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有的讯号传输结构存在的缺陷，而提供一种新的讯号传输结构，所要解决的技术问题是使其藉由降低电源的杂讯干扰，而可改善讯号传输的品质，从而更加适于实用。

本实用新型的另一目的在于，提供一种讯号传输结构，所要解决的技术问题是使其可以改善讯号导线行经一非参考区域的阻抗不匹配的现象，从而更加适于实用。

本实用新型的目的及其解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种讯号传输结构，其适用于一线路板，该讯号传输结构包括：一讯号导线；一第一参考平面，配置于该讯号导线的邻侧，其具有一第一开口，且该讯号导线的一部分线段行经该第一开口所在的位置；以及一第二参考平面，配置于该第一参考平面的邻侧，且该第二参考平面具有一第二开口，其对应于该第一开口所在的位置，且该第二开口的轮廓投影于该第一参考平面的位置不重叠于该第一开口所在的位置。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的讯号传输结构，其中所述的第二开口面积大于该第一开口面积。

前述的讯号传输结构，其中所述的第一参考平面与该第二参考平面皆位于该讯号导线的同一侧。

前述的讯号传输结构，其更包括一第三参考平面，配置于该讯号导线的另一侧，且具有一第三开口，其对应于该第一开口所在的位置，该第三开口的轮廓投影于该第一参考平面的位置是不重叠于该第一开口所在的位置。

前述的讯号传输结构，其中所述的第三开口面积大于该第一开口面积。

前述的讯号传输结构，其中所述的第一参考平面与该第二参考平面分别位于该讯号导线的两侧。

前述的讯号传输结构，其更包括一第三参考平面，与该第一参考平面位于该讯号导线的同一侧，且具有一第三开口，其对应于该第一开口所在的位置，该第三开口的轮廓投影于该第一参考平面的位置是不重叠于该第一开口所在的位置。

前述的讯号传输结构，其中所述的讯号导线的该部分线段具有至少一突出部分，其是延伸至该第一开口以外的上方，并突出于该讯号导线的侧缘。

前述的讯号传输结构，其中所述的第一参考平面是为电源平面及接地平面其中之一。

前述的讯号传输结构，其中所述的第二参阅平面是为电源平面及接地平面其中之一。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本实用新型提出一种讯号传输结构，适用于一线路板，此讯号传输结构包括一讯号导线、一第一参考平面以及一第二参考平面。其中，此第一参考平面配置于讯号导线的邻侧，其具有一第一开口，且讯号导线的一部分线段行经第一开口所在的位置。此外，此第二参考平面配置于第一参考平面的邻侧，而此第二参考平面具有一第二开口，其对应于第一开口所在的位置，且此第二开口的轮廓投影于第一参考平面的位置不重叠于第一开口所在的位置。

依照本实用新型的较佳实施例，上述的第一参考平面与第二参考平面例如位于讯号导线的同一侧或不同侧。此外，第一参考平面与第二参考平面例如为电源平面及接地平面其中之一。

本实用新型的讯号传输结构因切割第二参考平面，以形成大于第一开口的一非参考区域开口(即第二开口)，使得第一与第二参考平面之间相互耦合所产生的谐振现象得以降低。此外，当讯号在讯号导线上传递时，还可藉由至少一突出部分与第一参考平面所产生的寄生电容效应来改善特性阻抗不匹配的现象，进而改善讯号传输的品质。

借由上述技术方案，本实用新型讯号传输结构至少具有下列优点：

1、本实用新型的讯号传输结构因切割另一参考平面，以形成另一非参考区域的开口，可使得讯号与电源平面的耦合以及受两个非完整参考平面之间相互耦合所产生的谐振现象干扰得以降低。

2、本实用新型的讯号传输结构能有效地抑制电源的杂讯干扰产生，以提高讯号传输的品质。

3、本实用新型藉由提高讯号导线的突出部分的等效电容，可以提升讯号行经非参考区域时所降低的返回损耗。

4、本实用新型藉由提高讯号导线的突出部分的等效电容，用以降低介入损耗，使高频讯号能较完整地传递出去，并将其能量的损失降低。

5、本实用新型的讯号传输结构可广泛应用在大型印刷电路板或封装基板的传输线设计上。

综上所述，本实用新型特殊的讯号传输结构，藉由降低电源的杂讯干扰，而可改善讯号传输的品质；另外其可改善讯号导线行经一非参考区域的阻抗不匹配的现象。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的讯号传输结构具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有习知的一讯号导线行经一非完整参考平面的剖面示意图。

图2是本实用新型第一实施例的一种讯号传输结构的剖面示意图。

图3是本实用新型第二实施例的一种讯号传输结构的剖面示意图。

图4是本实用新型第三实施例的一种讯号传输结构的剖面示意图。

图5A及图5B分别是本实用新型另一范例的讯号导线行经一非完整参考平面的俯视示意图及沿着I-I线的剖面示意图。

100：讯号传输结构 110：讯号导线

120：第一参考平面 122：非参考区域的开口

130：第二参考平面 200：讯号传输结构

202、204：介电层 210：讯号导线

220：第一参考平面 222：第一开口

230：第二参考平面 232：第二开口

300：讯号传输结构 310：讯号导线

320：第一参考平面 322：第一开口

330：第二参考平面 332：第二开口

400：讯号传输结构 410：讯号导线

420：第一参考平面 422：第一开口

430：第二参考平面 432：第二开口

440：第三参考平面 442：第三开口

510：讯号导线 512：突出部分

512a：第一突出部分 512b：第二突出部分

520：第一参考平面 522：第一开口

530：第二参考平面 532：第二开口

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的讯号传输结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

〔第一实施例〕

请参阅图2所示，是本实用新型第一实施例的一种讯号传输结构的剖面示意图。该讯号传输结构200是适用于一线路板，例如为一印刷电路板或一封装基板，而该讯号传输结构200，包括一讯号导线210、一第一参考平面220以及一第二参考平面230。其中，该讯号导线210例如为线宽一致的讯号导线，而第一参考平面220邻近于讯号导线的一侧，且讯号导线210与第一参考平面220之间以及第一与第二参考平面之间可以藉由一介电层202、204而相互重叠。此外，该第一参考平面220例如为电源平面或接地平面，且部分第一参考平面220因钻孔或切割而造成一非参考区域，例如为一非参考区域的开口222(即第一开口)。另外，该第二参考平面230例如为电源平面或接地平面，而第一与第二参考平面220、230例如皆位于讯号导线210的同一侧，且第二参考平面230具有一第二开口232。

值得注意的是，当讯号的部分线段行经此非参考区域的第一开口222时，为避免讯号导线210与电源平面(例如是第二参考平面230)间的耦合以及接地平面(例如是第一参考平面220)与电源平面(例如是第二参考平面230)之间相互耦合所衍生的谐振现象，特别在讯号传输结构200的第二参考平面230中，同样以切割所形成的一非参考区域的开口232(即第二开口)，使其对应位于第一开口222所在的位置。也就是说，当讯号导线210的部分线段行经第一参考平面220的第一开口222的上方，也同时行经第二参考平面230的第二开口232的上方，以改善接地平面与电源平面之间相互耦合所衍生的谐振现象。尤其是，当第二参考平面230投影在第一参考平面220的区域不重叠于第一开口222所在的位置时，更可有效地抑制电源的杂讯干扰产生。

由以上的说明可知，本实用新型第一实施例藉由同一讯号导线210同时行经位于同一侧的两个非完整参考平面220、230的第一开口222与第二开口232的上方，且第一参考平面220的第一开口222的截面积不仅小于第二参考平面230的第二开口232的截面积，并且第二开口232投影在第一参考平面220时，其投影的区域完全包含第一开口222的轮廓线，即第二开口232的轮廓的投影位置不会与第一开口222的轮廓线有部分重叠或交叉的现象。也就是说，第二开口232的轮廓投影在第一参考平面220的位置与第一开口222所在的位置是不重叠的，而可以有效地抑制电源的杂讯干扰产生。

〔第二实施例〕

请参阅图3所示，是本实用新型第二实施例的一种讯号传输结构的剖面示意图。该讯号传输结构300，包括一讯号导线310、一第一参考平面320以及一第二参考平面330。与第一实施例不同的是，该第一参考平面320与第二参考平面330例如分别位于讯号导线310的上、下两侧。其中，该讯号导线310例如为线宽一致的讯号导线，而第一与第二参考平面320、330例如为电源平面或接地平面，且部分第一与第二参考平面320、330因钻孔或切割而造成一非参考区域，例如为一非参考区域的第一开口322与第二开口332，且第二开口332对应位于第一开口322所在的位置。同样，第二开口332的轮廓投影在第一参考平面320的位置与第一开口322所在的位置是不重叠的。

因此，在抑制电源的杂讯干扰上，本实用新型第二实施例藉由同一讯号导线310同时行经位于不同侧的两个非完整参考平面320、330的第一开口322与第二开口332之间，而可改善讯号导线310与电源平面(例如是第二参考平面330)间的耦合以及接地平面(例如是第一参考平面320)与电源平面(例如是第二参考平面330)之间相互耦合所衍生的谐振现象，进而可以提高讯号传输的品质。

〔第三实施例〕

请参阅图4所示，是本实用新型第三实施例的一种讯号传输结构的剖面示意图。该讯号传输结构400，例如包括一讯号导线410、一第一参考平面420、一第二参考平面430以及一第三参考平面440。与上述实施例不同的是，该第一参考平面420与第二参考平面430例如位于讯号导线410的同一侧，且该第三参考平面440例如位在讯号导线410的另一侧。其中，该讯号导线410例如为线宽一致的讯号导线，而第一、第二与第三参考平面420、430、440例如为电源平面或接地平面，且部分第一、第二与第三参考平面420、430、440因钻孔或切割而造成一非参考区域，例如为一非参考区域的第一开口422、第二开口432与第三开口442，且第二开口432与第三开口442分别对应位于第一开口322所在的位置。同样，第二开口432的轮廓投影在第一参考平面420的位置与第一开口422所在的位置是不重叠的，且第三开口442的轮廓投影在第一参考平面420的位置与第一开口422所在的位置是不重叠的。

因此，在抑制电源的杂讯干扰上，本实用新型第三实施例藉由同一讯号导线410同时行经位于同一侧的两个非完整参考平面420、430的第一开口422与第二开口432与位于不同侧的一非完整参考平面440的第三开口442，以改善讯号导线410与电源平面(例如是第二参考平面430及第三参考平面440)间的耦合以及接地平面(例如是第一参考平面420)与电源平面(例如是第二参考平面330及第三参考平面440)之间相互耦合所衍生的谐振现象，进而可以提高讯号传输的品质。

在上述第一、第二及第三实施例中，虽然以线宽一致的讯号导线为范例进行说明，然而本实用新型的讯号导线亦可以局部加宽的线段行经上述非完整参考平面的开口来取代之。请参阅图5A以及图5B所示，其分别是本实用新型另一范例的讯号导线行经二非完整参考平面的俯视示意图及沿着I-I线的剖面示意图。该讯号导线510例如具有线宽较宽的一突出部分512，其对应位于第一开口522所在的位置，且延伸于第一开口522的外侧边。在本实施例中，该突出部分512例如包括一第一突出部分512a及一第二突出部分512b，而第一与第二突出部分512a、512b分别位于相对第一开口522的两侧的讯号导线510的延伸方向。最佳情况下，第一与第二突出部分512a、512b例如以哑铃形分布于第一开口522的两侧，以提高讯号导线510与第一参考平面520之间的等效电容。此外，第二参考平面530相对于第一开口522所在的位置具有一第二开口532，以抑制电源的杂讯干扰产生，如上所述。

同样请参阅图5A与图5B所示，藉由提高讯号导线510的突出部分512的等效电容C(注：线宽愈宽，等效电容C愈高)，以使讯号导线510的特性阻抗Z在行经非参考区域的开口522时因寄生电容效应而降低(注：等效电容C愈高，特性阻抗Z愈小)，并可使讯号导线510的特性阻抗Z趋近于原先设计行经完整参考平面时的特性阻抗，以达到阻抗匹配的目的。除此之外，本实用新型的讯号导线510的突出部分512亦可以不同的型态涵盖第一开口522的全部面积或部分面积，其功效及原理与上述所揭示相同，故在此不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上的实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1、一种讯号传输结构，适用于一线路板，其特征在于该讯号传输结构包括：

一讯号导线；

一第一参考平面，配置于该讯号导线的邻侧，其具有一第一开口，且该讯号导线的一部分线段行经该第一开口所在的位置；以及

一第二参考平面，配置于该第一参考平面的邻侧，且该第二参考平面具有一第二开口，其对应于该第一开口所在的位置，且该第二开口的轮廓投影于该第一参考平面的位置不重叠于该第一开口所在的位置。

2、根据权利要求1所述的讯号传输结构，其特征在于其中所述的第二开口面积大于该第一开口面积。

3、根据权利要求1所述的讯号传输结构，其特征在于其中所述的第一参考平面与该第二参考平面皆位于该讯号导线的同一侧。

4、根据权利要求3所述的讯号传输结构，其特征在于其更包括一第三参考平面，配置于该讯号导线的另一侧，且具有一第三开口，其对应于该第一开口所在的位置，该第三开口的轮廓投影于该第一参考平面的位置是不重叠于该第一开口所在的位置。

5、根据权利要求4所述的讯号传输结构，其特征在于其中所述的第三开口面积大于该第一开口面积。

6、根据权利要求1所述的讯号传输结构，其特征在于其中所述的第一参考平面与该第二参考平面分别位于该讯号导线的两侧。

7、根据权利要求6所述的讯号传输结构，其特征在于其更包括一第三参考平面，与该第一参考平面位于该讯号导线的同一侧，且具有一第三开口，其对应于该第一开口所在的位置，该第三开口的轮廓投影于该第一参考平面的位置是不重叠于该第一开口所在的位置。

8、根据权利要求7所述的讯号传输结构，其特征在于其中所述的第三开口面积大于该第一开口面积。

9、根据权利要求1所述的讯号传输结构，其特征在于其中所述的讯号导线的该部分线段具有至少一突出部分，其是延伸至该第一开口以外的上方，并突出于该讯号导线的侧缘。

10、根据权利要求1所述的讯号传输结构，其特征在于其中所述的第一参考平面是为电源平面及接地平面其中之一。

11、根据权利要求1所述的讯号传输结构，其特征在于其中所述的第二参阅平面是为电源平面及接地平面其中之一。