TW201311065A - 電子電路板 - Google Patents

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Abstract

本揭露之電子電路板之一實施例，包含一疊層結構，具有一上表面，其中該上表面具有一凹槽；一高頻同軸線，設置於該凹槽中；以及一保護層，填入該凹槽；其中該高頻同軸線經配置以傳送一高頻訊號，該高頻同軸線包含一中心導體、一外部導體及一絕緣材料，夾置於該中心導體及該外部導體之間。在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線可以是全硬線、半硬線或任何結構與材料。

Description

電子電路板
本揭露係關於一種電子電路板，特別係關於一種高頻電子電路板，其配置可傳送高頻訊號之高頻同軸線。
電子元件(例如手機)使用電路傳送高頻及低頻訊號。整合高頻及低頻電路一般均使用混合式基板，將低頻元件設置於FR4上，並將高頻元件設置於陶磁基板或低介电损耗之基材上。雖然高頻及低頻訊號均可在同一基板中傳送；然而，必須使用單一金屬線傳送低頻訊號，並使用多重金屬線(形成波導結構，例如微帶線)傳送高頻訊號。
圖1係一習知之電子電路板10。該電子電路板10包含一訊號線11、二層介電層13、15以及二層金屬層17、19。該二層金屬層17、19係作為接地線，用以維持其高頻訊號的特徵阻抗(Z0)值(如50欧姆、100欧姆等)之特性電阻。然而，此一習知技藝的缺點為印刷電路板的整體阻抗係取決於二層介電層13、15之厚度(T1、T2)，亦即受到製作規格與環境之影響。因此，介電層13、15之厚度(T1、T2)必須予以精確控制，方可符合高頻應用之需求。美國專利US 5,828,555及美國專利6,717,494二者均揭示運作於高速度及高頻率之電子電路板。
本揭露提供一種電子電路板，其配置可傳送高頻訊號之高頻同軸線。
本揭露之電子電路板之一實施例，包含一疊層結構，具有一上表面，其中該上表面具有一凹槽；一高頻同軸線，設置於該凹槽中；以及一保護層，填入該凹槽；其中該高頻同軸線經配置以傳送一高頻訊號，該高頻同軸線包含一中心導體、一外部導體及一絕緣材料，夾置於該中心導體及該外部導體之間。在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線可以是全硬線、半硬線或任何結構與材料。
本揭露之電子電路板之另一實施例，包含一下疊層；一上疊層；以及一高頻同軸線，夾置於該上疊層及該下疊層之間；其中該高頻同軸線經配置以傳送一高頻訊號，該高頻同軸線包含一中心導體、一外部導體及一絕緣材料，夾置於該中心導體及該外部導體之間。在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線可以是全硬線、半硬線或任何結構與材料。
為了在印刷電路板中傳送高頻訊號，習知技藝係採用二層金屬層以維持高頻訊號的特徵阻抗(Z0)值，並使用二層介電層將訊號線與金屬層予以電氣隔離。然而，此一習知技藝的缺點為印刷電路板的整體阻抗係取決於介電層之厚度(T1、T2)，亦即受到製作規格與環境之影響。
相對地，本發明之實施例使用高頻同軸線在印刷電路板中傳送高頻訊號，高頻同軸線可彎折而埋設於印刷電路板之疊層之中。此外，高頻同軸線之特徵阻抗(Z0)實質上與其使用環境無關，因此高頻同軸線可直接應用於印刷電路板之中傳送高頻訊號，實質上不受印刷電路板之膜層厚度影響。
上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。
圖2係一上視圖，例示本揭露一實施例之高頻電子電路板30，圖3係沿圖2之1-1剖面線之剖示圖。在本揭露之一實施例中，該電子電路板30包含一疊層結構31，具有一上表面33A及一下表面33B，其中該上表面33A具有一凹槽35；一高頻同軸線41，設置於該凹槽35之中；以及一保護層51，填入該凹槽35。
在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線41經配置以傳送一高頻訊號，該高頻同軸線41之一端連接於一複合結構37，另一端連接於另一複合結構55。在本揭露之一實施例中，該複合結構37包含一訊號接墊37A及一接地接墊37B，該接地接墊37B實質上環繞該訊號接墊37A。在本揭露之一實施例中，該複合結構55另包含一訊號接墊55A及一接地接墊55B，該接地接墊55B實質上環繞該訊號接墊55A。
由於具有可撓特性，該高頻同軸線41可彎折而埋設於該疊層結構31之中。在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線41包含一水平部41A及一轉角41B，該水平部41設置於該疊層結構31之中，該轉角41B連接於該水平部41A，其中該水平部41A可設置於該疊層結構31之最上層。
在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線41係埋設於該疊層結構31之凹槽35之中，該保護層51填滿該凹槽35；如此，電路元件57(例如接墊、電阻器或電容器等等)可設置於該水平部41A正上方之上表面33A，亦即設置於該保護層51之上。同理，該高頻同軸線41並未佔用該疊層結構31之下表面33B，因此電路元件59(例如接墊、電阻器或電容器等等)可設置於該水平部41A正下方之下表面33B。
在本揭露之一實施例中，該疊層結構31包含複數層由介電環氧玻璃(例如FR4)構成之膜層39，電氣隔離具有特定圖案之導線43。此外，該電路板30之特定區域具有導電接墊37C，用以電氣連接該導線43。在本揭露之一實施例中，該導線43係經配置以傳送一低頻訊號。
圖4係剖示圖，例示本發明一實施例之高頻同軸線41。在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線41包含一中心導體63、一外部導體65及一絕緣材料67，夾置於該中心導體63及該外部導體65之間。在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線41之直徑小於0.3mm。在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線41之特徵阻抗(Z0)實質上與其使用環境無關。因此，該高頻同軸線41可直接應用於該電子電路板30之中傳送高頻訊號，實質上不受該疊層結構30之膜層(介電層)39的厚度影響。在本揭露之一實施例中，該中心導體63包含銅，該外部導體65包含銅或鎳，該絕緣材料67包含PTFE(poly-tetrafluoroethene)，且沒有覆蓋該外部導體65之外部絕緣殼。
在本揭露之一實施例中，該疊層結構31之下表面33B設有複數個下接墊55A-55C。在本揭露之一實施例中，該中心導體63連接該上表面33A之訊號接墊37A至該下表面33B之訊號接墊55A，該外部導體65連接該上表面33A之接地接墊37B至該下表面33B之接地接墊55B，該導線43連接該上表面33A之訊號接墊37C至該下表面33B之訊號接墊55C。
圖5係一分解圖，例示本揭露一實施例之電子電路板110，圖6係沿圖5之2-2剖面線之剖示圖。在本揭露之一實施例中，該電子電路板110包含一一下疊層130；一上疊層120；以及一高頻同軸線141，夾置於該下疊層130及該上疊層120之間。在本揭露之一實施例中，該上疊層120係經由一中間黏著層127附著於該下疊層130，且該高頻同軸線141係埋設於該中間黏著層127之中。在本揭露之一實施例中，該下疊層130設有一凹槽(未顯示於圖中)，該高頻同軸線141係埋設於該凹槽之中，且一保護層填滿該凹槽。
在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線141包含一中心導體163、一外部導體165及一絕緣材料(未顯示於圖中)，夾置於該中心導體及該外部導體之間，該高頻同軸線141經配置以傳送一高頻訊號。在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線141之一端連接於一複合結構137，另一端連接於另一複合結構155。在本揭露之一實施例中，該複合結構137包含一訊號接墊137A及一接地接墊137B，該接地接墊137B實質上環繞該訊號接墊137A。在本揭露之一實施例中，該複合結構155另包含一訊號接墊155A及一接地接墊155B，該接地接墊155B實質上環繞該訊號接墊155A。
在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線141之直徑小於0.3mm。由於具有可撓特性，該高頻同軸線141可彎折而埋設於該下疊層130之中。在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線141包含一水平部141A及一轉角141B，該水平部141設置於該電路板110之中，該轉角141B連接於該水平部41A。在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線141之特徵阻抗(Z0)實質上與其使用環境無關。因此，該高頻同軸線141可直接應用於該下疊層130及該上疊層120之中傳送高頻訊號，實質上不受該下疊層130之膜層(介電層)139或及該上疊層120之膜層(介電層)123的厚度影響。此外，該電路板110之特定區域具有電氣相連之導線125、153，其中該導線125電氣連接導電接墊137C，該導線153電氣連接導電接墊155C，用以傳送一低頻訊號。
在本揭露之一實施例中，該高頻同軸線141係埋設於該下疊層130及該上疊層120之中，並未佔用該電路板110之上表面；如此，電路元件157(例如接墊、電阻器或電容器等等)可設置於該水平部141A正上方之上表面。同理，該高頻同軸線141並未佔用該電路板110之下表面，因此電路元件159(例如接墊、電阻器或電容器等等)可設置於該水平部141A正下方之下表面。
圖7係一剖視圖，例示本揭露另一實施例之電子電路板200。相較於圖3所示之電子電路板30的高頻同軸線41電氣連接設置上表面33A之複合結構37及下表面33B之複合結構55；圖7之電子電路板200的高頻同軸線241係呈直線狀，電氣連接設置上表面33A之複合結構37及複合結構38，其中該高頻同軸線241之中心導體263電氣連接該複合結構37之訊號接墊37A及該複合結構38之訊號接墊38A，而該高頻同軸線241之外部導體265電氣連接該複合結構37之接地接墊37B及該複合結構38之接地接墊38B。
圖8係一剖視圖，例示本揭露另一實施例之電子電路板300。圖8之電子電路板300的高頻同軸線341係呈直線狀且埋設於該電子電路板300之中。該高頻同軸線341之中心導體363係藉由一導通孔36A電氣連接該上表面33A之訊號接墊36C，並藉由一導通孔36B電氣連接該下表面33B之訊號接墊36D，而該高頻同軸線341之外部導體36則5電氣連接一接地導線36E。
圖9係習知使用FR4之電子電路板的眼圖(eye diagram)；圖10係另一習知電子電路板(Rogers公司：型號4350B)的眼圖；圖11係本發明之電子電路板的眼圖。比較圖9、圖10及圖11可知，本發明之電子電路板在高頻傳輸特性(例如訊號抖動)明顯優於習知之電子電路板。
圖12係習知使用FR4之電子電路板的頻率響應；圖13係另一習知電子電路板(Rogers公司：型號4350B)的頻率響應；圖14係本發明之電子電路板的頻率響應。比較圖12、圖13及圖14可知，本發明之電子電路板的折返損耗(S11)特性明顯優於習知之電子電路板。
圖15係習知使用FR4之電子電路板的頻率響應；圖16係另一習知電子電路板(Rogers公司：型號4350B)的頻率響應；圖17係本發明之電子電路板的頻率響應。比較圖15、圖16及圖17可知，本發明之電子電路板的折返損耗(S21)特性明顯優於習知之電子電路板。
為了在印刷電路板中傳送高頻訊號，習知技藝係採用二層金屬層以維持高頻訊號的特徵阻抗(Z0)值，並使用二層介電層將訊號線與金屬層予以電氣隔離。然而，此一習知技藝的缺點為印刷電路板的整體阻抗係取決於介電層之厚度(T1、T2)，亦即受到製作規格與環境之影響。
相對地，本發明之實施例使用高頻同軸線在印刷電路板中傳送高頻訊號，高頻同軸線可彎折而埋設於印刷電路板之疊層之中。此外，高頻同軸線之特徵阻抗(Z0)實質上與其製作規格與環境無關，因此高頻同軸線可直接應用於印刷電路板之中傳送高頻訊號，實質上不受印刷電路板之膜層厚度與基板介电损耗影響。
本揭露之技術內容及技術特點已揭示如上，然而本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，在不背離後附申請專利範圍所界定之本揭露精神和範圍內，本揭露之教示及揭示可作種種之替換及修飾。例如，上文揭示之許多製程可以不同之方法實施或以其它製程予以取代，或者採用上述二種方式之組合。
此外，本案之權利範圍並不侷限於上文揭示之特定實施例的製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，基於本揭露教示及揭示製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟，無論現在已存在或日後開發者，其與本案實施例揭示者係以實質相同的方式執行實質相同的功能，而達到實質相同的結果，亦可使用於本揭露。因此，以下之申請專利範圍係用以涵蓋用以此類製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。
10．．．電子電路板
11．．．訊號線
13．．．介電層
15．．．介電層
17．．．金屬層
19．．．金屬層
30．．．電子電路板
31．．．疊層結構
33A．．．上表面
33B．．．下表面
35．．．凹槽
36A．．．導通孔
36B．．．導通孔
36C．．．訊號接墊
36D．．．訊號接墊
36E．．．接地導線
37．．．複合結構
37A．．．訊號接墊
37B．．．接地接墊
37C．．．導電接墊
38A．．．訊號接墊
38B．．．接地接墊
39．．．膜層
41．．．高頻同軸線
41A．．．水平部
41B．．．轉角
43．．．導線
51．．．保護層
55．．．複合結構
55A．．．訊號接墊
55B．．．接地接墊
55C．．．導電接墊
57．．．電路元件
63．．．中心導體
65．．．外部導體
67．．．絕緣材料
110．．．電子電路板
120．．．上疊層
123．．．膜層
125．．．導線
127．．．中間黏著層
130．．．下疊層
137．．．複合結構
137A．．．訊號接墊
137B．．．接地接墊
137C．．．導電接墊
139．．．膜層
141．．．高頻同軸線
141A．．．水平部
141B．．．轉角
155．．．複合結構
155A．．．訊號接墊
155B．．．接地接墊
155C．．．導電接墊
157．．．電路元件
163．．．中心導體
165．．．外部導體
241．．．高頻同軸線
263．．．中心導體
265．．．外部導體
341．．．高頻同軸線
363．．．中心導體
365．．．外部導體
藉由參照前述說明及下列圖式，本揭露之技術特徵及優點得以獲得完全瞭解。
圖1係一習知之電子電路板；
圖2係一上視圖，例示本揭露一實施例之電子電路板；
圖3係沿圖2之1-1剖面線之剖示圖；
圖4係剖示圖，例示本發明一實施例之高頻同軸線；
圖5係一分解圖，例示本揭露一實施例之電子電路板；
圖6係沿圖5之2-2剖面線之剖示圖；
圖7係一剖視圖，例示本揭露另一實施例之電子電路板；
圖8係一剖視圖，例示本揭露另一實施例之電子電路板；
圖9係習知使用FR4之電子電路板的眼圖(eye diagram)；圖10係另一習知電子電路板(Rogers公司：型號4350B)的眼圖；圖11係本發明之電子電路板的眼圖；
圖12係習知使用FR4之電子電路板的頻率響應；圖13係另一習知電子電路板(Rogers公司：型號4350B)的頻率響應；圖14係本揭露另一實施例之電子電路板的頻率響應；
圖15係習知使用FR4之電子電路板的頻率響應；
圖16係另一習知電子電路板(Rogers公司：型號4350B)的頻率響應；以及
圖17係本揭露另一實施例之電子電路板的頻率響應。
110．．．電路板
120．．．上疊層
130．．．下疊層
137．．．複合結構
137A．．．訊號接墊
137B．．．接地接墊
141．．．高頻同軸線

Claims (18)

  1. 一種電子電路板，包含：一疊層結構，具有一上表面，其中該上表面具有一凹槽；一高頻同軸線，設置於該凹槽中；以及一保護層，填入該凹槽；其中該高頻同軸線經配置以傳送一高頻訊號，該高頻同軸線包含一中心導體、一外部導體及一絕緣材料，夾置於該中心導體及該外部導體之間。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之電子電路板，另包含：一訊號接墊，連接於該高頻同軸線之中心導體；以及一接地接墊，連接於該高頻同軸線之外部導體。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述之電子電路板，其中該高頻同軸線包含一水平部，設置於該疊層結構之中。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之電子電路板，其中該高頻同軸線包含一轉角。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述之電子電路板，其中該疊層結構包含一導線，經配置以傳送一低頻訊號。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述之電子電路板，其中該高頻同軸線沒有覆蓋該外部導體之外部絕緣殼。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述之電子電路板，其中該高頻同軸線係連接於一複合結構，其包含一訊號接墊及接地接墊，該接地接墊實質上環繞該訊號接墊。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述之電子電路板，其另包含：一第一導通孔，設置於該疊層結構之中；以及一第二導通孔，設置於該疊層結構之中；其中該高頻同軸線之中心導體電氣連接該第一導通孔及該第二導通孔。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述之電子電路板，其中該疊層結構另包含一導線，電氣連接於該高頻同軸線之外部導體。
  10. 一種電子電路板，包含：一下疊層；一上疊層；以及一高頻同軸線，夾置於該上疊層及該下疊層之間；其中該高頻同軸線經配置以傳送一高頻訊號，該高頻同軸線包含一中心導體、一外部導體及一絕緣材料，夾置於該中心導體及該外部導體之間。
  11. 根據申請專利範圍第10項所述之電子電路板，其中該高頻同軸線包含一水平部，設置於該下疊層之一上表面。
  12. 根據申請專利範圍第10項所述之電子電路板，其中該高頻同軸線包含一轉角。
  13. 根據申請專利範圍第10項所述之電子電路板，其中該下疊層包含一導線，經配置以傳送一低頻訊號。
  14. 根據申請專利範圍第10項所述之電子電路板，另包含一中間黏著層，經配置以將該上疊層黏著該下疊層。
  15. 根據申請專利範圍第10項所述之電子電路板，其中該高頻同軸線沒有覆蓋該外部導體之外部絕緣殼。
  16. 根據申請專利範圍第10項所述之電子電路板，其中該高頻同軸線係連接於一複合結構，其包含一訊號接墊及接地接墊，該接地接墊實質上環繞該訊號接墊。
  17. 根據申請專利範圍第10項所述之電子電路板，其另包含：一第一導通孔，設置於該電子電路板之中；以及一第二導通孔，設置於該電子電路板之中；其中該高頻同軸線之中心導體電氣連接該第一導通孔及該第二導通孔。
  18. 根據申請專利範圍第17項所述之電子電路板，其中該電子電路板另包含一導線，電氣連接於該高頻同軸線之外部導體。
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