KR19980027517A

KR19980027517A - Multilayer circuit board

Info

Publication number: KR19980027517A
Application number: KR1019960046315A
Authority: KR
Inventors: 팽교선
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 1998-07-15

Abstract

특성 임피던스(characteristic impedance)를 고려한 다층 회로기판에 관한 내용이 개시되어 있다. 이 회로기판은 임피던스를 높이고자 하는 내층 또는 외층의 제1전송로와, 제1전송로와 가까운 부분이 형성되지 않고 끊어진 접지층 및/또는 전원층과, 제1전송로와 적절한 거리의 내층 및/또는 외층에 형성되지 않은 접지층 및/또는 전원층의 부분에 상응하는 만큼이 확장되어 형성된 제2전송로와, 접지층 및/또는 전원층을 제2전송로와 연결시키는 경유전송로를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 전체 두께에는 변화 없이, 내층 또는 외층의 전송로와 접지층 및/또는 전원층과의 거리를 멀게 하여 전송로의 임피던스를 높일 수 있는 다층 회로기판을 제공할 수 있다.Disclosed is a multilayer circuit board in consideration of characteristic impedance. The circuit board includes a first transmission path of an inner layer or an outer layer to increase the impedance, a ground layer and / or a power layer that is not formed near the first transmission path, and an inner layer at an appropriate distance from the first transmission path; And / or a second transmission path formed by extending a portion corresponding to a portion of the ground layer and / or power layer not formed in the outer layer, and a transmission line connecting the ground layer and / or power layer to the second transmission path. Characterized in that. The present invention having the above characteristics can provide a multilayer circuit board which can increase the impedance of the transmission path by increasing the distance between the inner and outer layers of the transmission path and the ground layer and / or the power supply layer without changing the overall thickness. .

Description

MULTI LAYER PRINTED CIRCUIT BOARD

본 발명의 목적은 회로기판의 전체 두께에는 변화 없이, 전송로와 접지층 및/또는 전원층과의 거리를 멀게 하여 전송로의 임피던스를 높일 수 있는 다층 회로기판을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a multi-layer circuit board that can increase the impedance of the transmission path by increasing the distance between the transmission path and the ground layer and / or the power supply layer, without changing the overall thickness of the circuit board.

본 발명은 회로기판(printed circuit board)에 관한 것으로서, 특성 임피던스(characteristic impedance)를 고려한 다층 회로기판에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a printed circuit board, and to a multilayer circuit board in consideration of characteristic impedance.

최근에는 디지털 시스템의 고성능화 고기능화 추세에 따라 하나의 회로기판에 특성이 상이한 여러 가지 회로를 혼합하여 실장하는 경우가 많다. 또한 회로기판의 경박단소화 및 노이즈를 감소시키기 위하여 전원층과 접지층을 추가하여 하나의 회로기판에 4층 이상의 회로층를 형성하고 있다.Recently, in accordance with the trend of high performance and high performance of digital systems, many circuits having different characteristics on one circuit board are mixed and mounted. In addition, in order to reduce the size and thickness of the circuit board and reduce noise, a power supply layer and a ground layer are added to form four or more circuit layers on one circuit board.

도 1에 도시된 종래에 따른 회로기판(10) 베이스(11)의 내부에는 접지층(12)과 전원층(13)이 형성되어 있으며, 상기 접지층(12)과 전원층(13)의 외부에는 제1외층(14)과 제2외층(15)이 형성되며, 접지층(12)과 전원층(13) 내부에는 제1내층(16)과 제2내층(17)이 형성된다.A ground layer 12 and a power supply layer 13 are formed inside the base 11 of the circuit board 10 according to the related art shown in FIG. 1, and are external to the ground layer 12 and the power supply layer 13. The first outer layer 14 and the second outer layer 15 are formed therein, and the first inner layer 16 and the second inner layer 17 are formed in the ground layer 12 and the power supply layer 13.

상기 회로기판(10)에 형성되는 제1,2내층(16,17) 및 제1,2외층(14,15)에 형성되는 전송로(18)가 60Ω, 70Ω 등의 한가지 임피던스로 설계된 경우에는 100Ω 내지 110Ω의 임피던스를 필요로 하는 SCSI(Small Computer System Interface) 전송로의 규격과는 많은 차이를 보이기 때문에 SCSI 전송로 상에 흐르는 신호에는 찌그러짐이 발생된다.When the first and second inner layers 16 and 17 formed on the circuit board 10 and the transmission paths 18 formed on the first and second outer layers 14 and 15 are designed with one impedance such as 60 Ω and 70 Ω, Distortion occurs in signals flowing on SCSI transmission paths because they differ greatly from the specifications of small computer system interface (SCSI) transmission paths requiring an impedance of 100Ω to 110Ω.

전자기학 이론에 의하면, 신호가 어느 한 전송로를 통과하고 있을 때 그 전송로의 임피던스가 변화되면 그 변화되는 곳에서의 신호 일부가 반사되어 되돌아가는 현상이 일어난다. 결과적으로, 전송로 끝부분에서 보면 완전한 신호가 전달되지 않으며, 전송로 입구에서 보면 반사된 신호가 전달되는 신호를 상쇄시켜 신호 파형의 찌그러짐(Distortion)을 야기시킨다.According to the theory of electromagnetism, if a signal is passing through a transmission path and the impedance of the transmission path is changed, a part of the signal at the changed location is reflected and returned. As a result, a complete signal is not transmitted at the end of the transmission path, and at the entrance of the transmission path, the reflected signal cancels the transmitted signal, causing distortion of the signal waveform.

상기 찌그러짐을 방지하기 위해서는 회로기판에 형성되는 전송로의 임피던스를 적절히 맞추어야 한다. 상기 임피던스를 변화시키기 위해서는 다음 두 가지 방법이 있다.In order to prevent the distortion, the impedance of the transmission path formed on the circuit board must be properly adjusted. There are two ways to change the impedance.

첫 번째는 전송로의 폭이나 두께를 달리 하는 것인데, 상기 전송로의 폭을 줄이면 상기 임피던스가 높아지나, 회로기판 제조공정상 원하는 수준 이하로 전송로의 폭을 줄일 수 없는 문제점이 있으며, 상기 전송로의 폭을 넓히면 상기 임피던스가 줄어드나, 상기 전송로의 폭이 넓어지면 만은 전송로를 설치할 수 없는 문제점이 있다.The first is to vary the width or thickness of the transmission path, reducing the width of the transmission path increases the impedance, there is a problem that can not reduce the width of the transmission path below the desired level in the circuit board manufacturing process, the transmission path Increasing the width reduces the impedance, but if the width of the transmission path is wider, there is a problem that the transmission path cannot be installed.

두 번째는 전송로와 전원층 또는 접지층과의 거리를 변경시키는 것인데, 전송로와 전원층 또는 접지층과의 거리가 멀어지면 회로기판 전체 두께가 두꺼워지는 문제점이 있다.The second is to change the distance between the transmission path and the power layer or the ground layer, there is a problem that the overall thickness of the circuit board becomes thicker if the distance between the transmission path and the power layer or ground layer.

상기 전원층 및 접지층은 단순히 시스템에 전류를 원활히 공급하고 전기적 노이즈를 차단하는 역할 이상을 하지 못하며, 특성 임피던스는 회로기판의 회로 폭이 일정하면 항상 일정한 한가지 값을 가지는 것으로 잘 알려져 있다.It is well known that the power supply layer and the ground layer do not play a role of simply supplying current to the system and blocking electrical noise, and the characteristic impedance always has a constant value when the circuit width of the circuit board is constant.

결론적으로, 여러 가지 서로 다른 특성 임피던스를 요구하는 디지털 회로가 혼합되어 있는 종래에 따른 회로기판은 가장 많은 부분을 차지하는 어느 한쪽 회로 부분에 특성 임피던스를 맞추어 사용하고, 다른 회로의 성능은 희생시켜 사용하였다.In conclusion, the conventional circuit board, in which a digital circuit requiring various characteristic impedances is mixed, is used by matching the characteristic impedance to one of the circuit parts that occupies the most part and sacrificing the performance of the other circuit. .

본 발명의 기술적 과제는 전체 두께에는 변화 없이, 전송로와 접지층 및/또는 전원층과의 거리를 멀게 하여 전송로의 임피던스를 높일 수 있는 다층 회로기판을 구현하는데 있다.An object of the present invention is to implement a multi-layer circuit board that can increase the impedance of the transmission path by increasing the distance between the transmission path and the ground layer and / or the power supply layer, without changing the overall thickness.

도 1은 종래에 따른 다층 회로기판의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional multilayer circuit board.

도 2는 본 발명에 따른 다층 회로기판의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a multilayer circuit board according to the present invention.

도 3은 외층 전송로와 접지층 사이의 거리에 따른 임피던스 변화를 설명하기 위한 회로기판의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a circuit board for explaining impedance change according to a distance between an outer layer transmission path and a ground layer.

도 4는 내층 전송로와 접지층 사이의 거리에 따른 임피던스 변화를 설명하기 위한 회로기판의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a circuit board for explaining impedance change according to a distance between an inner layer transmission path and a ground layer.

도면의 주요부분에 대한 부호 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100...다층 회로기판110...다층 회로기판 베이스100 ... Multilayer Circuit Board 110 ... Multilayer Circuit Board Base

120...접지층130...전원층120 ... ground layer 130 ... power layer

140...제1외층141...전송로140 ... 1st floor 141 ... transport

150...제2외층160...제1내층150 ... second outer layer 160 ... first inner layer

161...제2전송로170...제2내층161 2nd transmission path 170 ... 2nd floor

180...경유전송로180 ... via transit

본 발명은 베이스와, 상기 베이스의 내부에 형성된 접지층 및 전원층과, 상기 접지층과 전원층 사이에 형성되는 적어도 하나의 내층과, 상기 접지층과 전원층 외부에 형성되는 적어도 하나의 외층을 구비하는 다층 회로기판에 있어서, 임피던스를 높이고자 하는 상기 내층 또는 외층의 제1전송로와, 상기 제1전송로와 가까운 부분이 형성되지 않고 끊어진 접지층 및/또는 전원층과, 상기 제1전송로와 적절한 거리의 상기 내층 및/또는 외층에 상기 형성되지 않은 접지층 및/또는 전원층의 부분에 상응하는 만큼이 확장되어 형성된 제2전송로와, 상기 접지층 및/또는 전원층을 상기 제2전송로와 연결시키는 경유전송로를 구비하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a base, a ground layer and a power layer formed inside the base, at least one inner layer formed between the ground layer and the power layer, and at least one outer layer formed outside the ground layer and the power layer. A multi-layer circuit board comprising: a first transmission path of the inner layer or an outer layer to increase the impedance, a ground layer and / or a power supply layer that is not formed and a portion close to the first transmission path is not formed, and the first transmission A second transmission path formed on the inner layer and / or the outer layer at an appropriate distance from the furnace by an amount corresponding to a portion of the ground layer and / or the power layer not formed, and the ground layer and / or the power layer; It is characterized in that it comprises a via transmission path connecting to the two transmission paths.

그리고, 본 발명은 베이스와, 상기 베이스의 내부에 형성된 접지층 및 전원층과, 상기 접지층과 전원층 사이에 형성되는 적어도 하나의 내층과, 상기 접지층과 전원층 외부에 형성되는 적어도 하나의 외층을 구비하는 다층 회로기판에 있어서, 임피던스를 높이고자 하는 상기 내층 또는 외층의 제1전송로와 가까운 부분의 상기 접지층 및/또는 전원층이 상기 적절한 거리의 상기 내층 또는 외층에 형성된 제2전송로에 접속되어 우회되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a base, a ground layer and a power layer formed inside the base, at least one inner layer formed between the ground layer and the power layer, and at least one formed outside the ground layer and the power layer. In a multilayer circuit board having an outer layer, a second transmission in which the ground layer and / or the power supply layer in a portion close to the first transmission path of the inner layer or the outer layer to increase the impedance are formed in the inner layer or the outer layer at the appropriate distance. It is characterized in that the bypass is connected to the furnace.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 전체 두께에는 변화 없이, 내층 또는 외층의 전송로와 접지층 및/또는 전원층과의 거리를 멀게 하여 전송로의 임피던스를 높일 수 있는 다층 회로기판을 제공할 수 있다.The present invention having the above characteristics can provide a multilayer circuit board which can increase the impedance of the transmission path by increasing the distance between the inner and outer layers of the transmission path and the ground layer and / or the power supply layer without changing the overall thickness. .

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 다층 회로기판의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of a multilayer circuit board according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 회로기판(100) 베이스(110)의 내부에는 접지층(120)과 전원층(130)이 형성되어 있으며, 상기 접지층(120)과 전원층(130)의 외부에는 제1외층(140)과 제2외층(150)이 형성되며, 접지층(140)과 전원층(150) 내부에는 제1내층(160)과 제2내층(170)이 형성된다.Referring to FIG. 2, the ground layer 120 and the power layer 130 are formed inside the base 110 of the circuit board 100 according to the present invention, and the ground layer 120 and the power layer 130 are formed. The first outer layer 140 and the second outer layer 150 are formed outside, and the first inner layer 160 and the second inner layer 170 are formed inside the ground layer 140 and the power layer 150.

상기 제1외층(140)의 제1전송로(141)의 임피던스가 높아지도록 접지층(120)은 제1전송로(141)와 가까운 부분이 끊어져 형성된다. 그리고, 상기 제1전송로(141)와 가까운 제1내층(160)의 제2전송로(161)는 상기 접지층(120)의 끊어진 부분에 상응하는 만큼이 확장되어 형성된다. 그리고, 베이스(110)에는 접지층(120)을 제2전송로(161)와 연결시키는 경유전송로(180)가 형성된다. 따라서, 접지층(120)이 제2전송로(161)로 후퇴되는 효과를 갖는다. 즉, 제1전송로(141)와 접지층(120) 사이의 거리가 L1에서 L2로 길어져 제1전송로(141)의 임피던스가 높아진다. 더 상세히 설명하면, 제2전송로(161)는 접지층(120)과 제1내층(160)의 역할을 동시에 한다.The ground layer 120 is formed by breaking a portion close to the first transmission path 141 so that the impedance of the first transmission path 141 of the first outer layer 140 is increased. The second transmission path 161 of the first inner layer 160 close to the first transmission path 141 is formed to extend as much as the cutout portion of the ground layer 120. In addition, a transit transmission path 180 is formed in the base 110 to connect the ground layer 120 to the second transmission path 161. Therefore, the ground layer 120 has an effect of retreating to the second transmission path 161. That is, the distance between the first transmission path 141 and the ground layer 120 is extended from L1 to L2, thereby increasing the impedance of the first transmission path 141. In more detail, the second transmission path 161 simultaneously serves as the ground layer 120 and the first inner layer 160.

전자기학 이론에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같은 회로기판(200)에 형성되는 외층 전송로(201)의 임피던스 Z는 ε를 회로기판(200)을 구성하는 절연층(202)의 유전상수(dielectric coefficient), w를 전송로(201)의 폭, t를 전송로(201)의 두께, L을 접지층(203)과의 거리라고 할 때 다음 식으로 표현될 수 있다.According to the electromagnetic theory, the impedance Z of the outer layer transmission path 201 formed in the circuit board 200 as shown in FIG. 3 is? And the dielectric constant of the insulating layer 202 constituting the circuit board 200 is reduced. coefficient), w is the width of the transmission path 201, t is the thickness of the transmission path 201, L can be expressed by the following equation when the distance to the ground layer 203.

또한, 도 4에 도시된 바와 같은 회로기판(300)에 형성되는 내층 전송로(301)의 임피던스 Z는 ε를 회로기판(300)을 구성하는 절연층(302)의 유전상수(dielectric coefficient), w를 전송로(301)의 폭, L을 접지층(303)과의 거리라고 할 때 다음 식으로 표현될 수 있다.In addition, the impedance Z of the inner layer transmission path 301 formed on the circuit board 300 as shown in FIG. 4 is ε, and the dielectric constant of the insulating layer 302 constituting the circuit board 300, When w is the width of the transmission path 301 and L is the distance from the ground layer 303, it can be expressed by the following equation.

상기 식을 살펴보면, 전송로(201,301)의 임피던스(Z)는 L값과 비례하며, w 및 t값에 반비례함을 알 수 있다. 특히, w값 및 t값이 변해도 임피던스 값이 많이 변하지 않으나, L값이 변하면 임피던스 값은 많이 변하는 것을 알 수 있다.Looking at the above equation, it can be seen that the impedance Z of the transmission paths 201 and 301 is proportional to the L value and inversely proportional to the w and t values. In particular, even if the w value and the t value change, the impedance value does not change much, but when the L value changes, the impedance value changes significantly.

이와 같이 L값을 길게 하여 원하는 전송로의 임피던스를 높일 수 있어 여러 가지 서로 다른 특성 임피던스를 요구하는 디지털 회로가 혼합되는 다층 회로기판에 전송로를 따라 이동되는 신호가 찌그러지지 않고 원활히 흐를 수 있다. 따라서 시스템이 안정되며, 불필요한 전자파 방출 또한 줄일 수 있다.In this way, the L value can be increased to increase the impedance of a desired transmission path, so that a signal traveling along the transmission path can flow smoothly to a multilayer circuit board in which digital circuits requiring different characteristic impedances are mixed. Thus, the system is stable and unnecessary emission of electromagnetic waves can be reduced.

상술한 바와 같이 본 고안의 기술적 사상은 전체 두께에는 변화 없이 전송로와 접지층 및/또는 전원층과의 거리를 멀게하기 위하여 접지층 및/또는 전원층이 다른 내층 또는 외층을 경유하는데 있다.As described above, the technical idea of the present invention is to allow the ground layer and / or power layer to pass through another inner layer or an outer layer so as to distance the transmission path from the ground layer and / or the power layer without changing the overall thickness.

첨부된 참조 도면에 의해 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 단지 일 실시예에 불과하다. 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 바람직한 실시예를 충분히 이해하여 유사한 형태의 다층 회로기판을 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상에 의한 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The preferred embodiment of the present invention described by the accompanying reference drawings is only one embodiment. Those skilled in the art will fully understand the preferred embodiments of the present invention to implement a multilayer circuit board of a similar type. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the claims by the technical idea of the present invention.

여러 가지 서로 다른 특성 임피던스를 요구하는 디지털 회로가 혼합되는 본 발명에 따른 다층 회로기판의 전송로를 따라 이동되는 신호는 찌그러지지 않고 원활히 흐를 수 있다. 따라서 시스템이 안정되며, 불필요한 전자파 방출 또한 줄일 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 다층 회로기판은 특수한 제작법에 의하여 제작되는 것이 아니라, 통상의 제조법에 의하여 간단히 만들어지므로 제조원가의 상승 없이 제조될 수 있다.A signal traveling along a transmission path of a multilayer circuit board according to the present invention, in which digital circuits requiring various different characteristic impedances are mixed, may flow smoothly without distortion. Thus, the system is stable and unnecessary emission of electromagnetic waves can be reduced. In particular, the multilayer circuit board according to the present invention is not manufactured by a special manufacturing method, but can be manufactured without an increase in manufacturing cost since it is simply made by a conventional manufacturing method.

Claims

A multilayer comprising a base, a ground layer and a power layer formed inside the base, at least one inner layer formed between the ground layer and a power layer, and at least one outer layer formed outside the ground layer and the power layer. In the circuit board,

A first transmission path of the inner layer or the outer layer to increase impedance;

A ground layer and / or a power supply layer that is not formed and a portion close to the first transmission path is broken;

A second transmission path formed by extending an amount corresponding to a portion of the ground layer and / or power layer not formed in the inner layer and / or the outer layer at an appropriate distance from the first transmission path;

And a transit transmission path connecting the ground layer and / or the power supply layer to the second transmission path.

Characterized in that the ground layer and / or the power supply layer in a portion close to the first transmission path of the inner layer or the outer layer to increase the impedance are connected to the second transmission path formed in the inner layer or the outer layer at the appropriate distance and bypassed. Multilayer circuit boards.

And a part of the transmission path of the inner layer and / or the outer layer serves as the ground layer and / or the power layer.