TW201442583A - 軟性電路板焊墊區之抗損耗接地圖型結構 - Google Patents

Abstract

一種軟性電路板焊墊區之抗損耗接地圖型結構，係在一基板的元件面佈設有複數個高頻焊墊區，複數條差模信號線佈設在該基板並連接於該高頻焊墊區。基板的接地面形成有一接地層。該接地層在對應於該交界轉換區處，形成有一抗損耗接地圖型結構，該抗損耗接地圖型結構係包括一鏤空區及一凸伸部，其中該凸伸部由該接地層向該高頻焊墊區之方向、且沿著該相鄰的高頻焊墊區之間，凸伸出一預定長度至該交界轉換區，該凸伸部與該高頻焊墊區在該交界轉換區形成一漸變極化方向之電場。

Description

軟性電路板焊墊區之抗損耗接地圖型結構

本發明係關於一種改善電路板高頻信號傳輸品質的結構設計，特別關於一種具有抗損耗接地圖型結構之軟性電路板結構，且該抗損耗接地圖型結構係對應於該軟性電路板的高頻焊墊區。

在現今使用的各種電子裝置中，由於信號線傳輸資料量越來越大，因此所需要的信號傳輸線數量不但越來越多，傳輸信號的頻率也越來越高，故目前已普遍採用差模(Differential Mode)信號傳輸的技術以降低電磁干擾(EMI)，例如USB或LVDS(Low Voltage Differential Signaling)或EDP(Embedded Display Port)信號就大量使用這種傳輸技術來降低電磁干擾。

在差模信號傳輸的技術中，主要是以兩條差模信號線組成一信號對，傳送振幅相等、相位相反的信號。由於外來干擾信號於兩條信號線上感應出振幅與相位均相等的共模雜訊，並被積體元件的差動輸入對將其拒斥，因此使電路具有較佳的電磁干擾防制效果。

雖然差模信號傳輸的技術可以大大地改善信號傳送可能發生的問題，但若設計不良，則在實際應用時，往往會有訊號反射、電磁波發散、訊號傳送接收漏失、訊號波形變形等問題。特別是在軟性電路板的基板厚度薄的狀況下，這些信號傳送的問題會較為嚴重。會造成這些問題的原因例如包括：差模信號線在長度延伸方向之特性阻抗匹配不良、差模信號線與接地層間多餘之雜散電容效應控制不良、高頻焊墊區與接地層間多餘之雜散電容效應控制不良、差模信號線與高頻焊墊區的特性阻抗不匹配... 等。

又例如在軟性電路板在插接至一連接器母座的插接槽時，差模信號線與高頻焊墊區與連接器母座內部的導電端子間所產生的寄生電容及電感會造成數位信號高頻成份反射與損耗，進而影響到高速數位信號傳送的品質。

又例如在軟性電路板上配置一連接器的應用場合中，差模信號線與高頻焊墊區與連接器之信號導接腳間所產生的寄生電容及電感亦會影響到高頻信號傳送的品質。

在現有的技術下，如何防止軟性電路板在差模信號線之長度延伸方向受到電磁波輻射干擾及阻抗匹配之問題，目前已有許多研發出的技術足以予以克服。然而，在差模信號線與軟性電路板上所佈設的高頻焊墊區連接處及鄰近區域，由於受到差模信號線的線寬(線寬極小)與連接器之信號導接腳及零組件尺寸規格(相對於信號線的線寬具有較大的尺寸)之限制，至目前為止，此技術領域業者則尚無有效的解決方法來確保高頻信號傳送的品質。

此外，在軟性電路板在插接至一連接器母座的插接槽以及在軟性電路板上配置一連接器的應用場合中，差模信號線與高頻焊墊區與連接器母座之導電端子、連接器之信號導接腳間之高頻信號傳送的品質問題，至目前為止亦無任何可行的有效方法來確保。

緣此，本發明的之一目的是提供一種軟性電路板焊墊區之抗損耗接地圖型結構，其係在軟性電路板的差模信號線與高頻焊墊區相連接處所定義之交界轉換區對應位置處，形成有一抗損耗接地圖型結構，該抗損耗接地圖型結構與該高頻焊墊區之間形成良好的阻抗匹配，降低了信號傳輸時之高頻成份反射與損耗，進而改善該軟性電路板之差模信號線之信號傳輸品質。

本發明的之又一目的是提供一種具有漸變電場極化 方向的軟性電路板焊墊區之抗損耗接地圖型結構，在高頻焊墊區與差模信號線相連接之交界轉換區，藉由抗損耗接地圖型結構中的凸伸部，將差模信號線的垂直電場漸進轉換成高頻焊墊區所需的水平電場。

本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係在一基板的元件面佈設有複數個高頻焊墊區，複數條差模信號線佈設在該基板並透過該交界轉換區連接於該高頻焊墊區。基板的接地面形成有一接地層。該接地層在對應於該高頻焊墊區處形成有一鏤空區。交界轉換區的地線為一凸伸部，由該差模信號線之接地層向該高頻焊墊區之方向、且沿著該交界轉換區中心線，凸伸出一預定長度至該鏤空區中，該凸伸部與該交界轉換區的差模信號線形成一漸變極化方向電場。

本發明較佳實施例中，凸伸部具有一漸縮寬度，亦即該凸伸部在連接於該接地層處的寬度較寛，越往該高頻焊墊區之延伸方向之寬度越窄。

本發明之另一實施例中，高頻焊墊區更分別形成有一導電貫孔配置延伸段，並在該導電貫孔配置延伸段配置有至少一個導電貫孔。高頻焊墊區可分別藉由導電貫孔而電連接至形成於基板的另一面之差模信號線，可達到雙面板跳線或多層板信號跳線的目的。

經由本發明所採用之技術手段，可藉由抗損耗接地圖型結構之設計所形成之漸變極化方向電場，以降低高頻信號在傳送時之反射損耗，達到良好的阻抗匹配效果、降低高頻差模信號傳送失誤的機率及確保高頻信號傳輸的品質。

而在軟性電路板結合連接器之應用場合時，差模信號線在傳送高頻差模信號、並將高頻差模信號導送至信號導接腳時，藉由本發明的接地圖型結構設計，亦可以使差模信號線所傳送的高頻信號由延伸區段送至高頻焊墊區時，達到兩區段之阻抗匹配效果，進而降低了高頻差模信號傳送失誤的機率及確保高頻 信號傳輸的品質。

本發明所採用的具體技術，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

100、200、300‧‧‧軟性電路板

1‧‧‧基板

11‧‧‧第一端

12‧‧‧第二端

13‧‧‧延伸區段

14、14a‧‧‧元件面

15、15a‧‧‧接地面

16‧‧‧絶緣覆層

2‧‧‧焊墊區

2a、2b‧‧‧高頻焊墊區

20a、20b‧‧‧差模信號延伸段

21a、21b‧‧‧導電貫孔配置延伸段

22a、22b‧‧‧導電貫孔

23a、23b‧‧‧差模信號延伸段

3a、3b‧‧‧差模信號線

3c‧‧‧共模信號導線

4‧‧‧屏蔽層

41‧‧‧阻抗控制結構

5‧‧‧接地層

6、6a、6b‧‧‧抗損耗接地圖型結構

61‧‧‧鏤空區

62‧‧‧凸伸部

63‧‧‧延伸凸伸部

64‧‧‧窄接地線

7‧‧‧連接器母座

71‧‧‧電路板

72‧‧‧插接槽

73‧‧‧導電端子

8‧‧‧連接器

81‧‧‧高頻信號導接腳

A1‧‧‧焊墊佈設區

A2、A2’‧‧‧交界轉換區

d‧‧‧基板厚度

E‧‧‧漸變極化方向電場

I1‧‧‧延伸方向

I2‧‧‧凸伸方向

L‧‧‧預定長度

P‧‧‧電力線

G‧‧‧接地線

S‧‧‧高頻差模信號

第1圖顯示本發明第一實施例之立體分解圖。

第2圖顯示本發明第一實施例之立體圖。

第3圖顯示第2圖中3-3斷面的剖視圖。

第4圖顯示第2圖中4-4斷面的剖視圖。

第5圖顯示第2圖的俯視圖。

第6圖顯示第2圖的仰視圖，其顯示本發明第一實施例之抗損耗接地圖型結構與高頻焊墊區、交界轉換區、差模信號線間之對應關係之示意圖。

第7圖顯示本發明的軟性電路板可插置一連接器母座之分離示意圖。

第8圖顯示本發明第二實施例之立體分解圖。

第9圖顯示本發明第二實施例之剖視示意圖。

第10圖顯示本發明第三實施例之頂視平面圖。

第11圖顯示本發明第三實施例之底視平面圖。

第12圖顯示本發明第三實施例之剖視圖。

參閱第1~2圖所示，其中第1圖顯示本發明第一實施例之立體分解圖，第2圖顯示本發明第一實施例之立體圖。本實施例之軟性電路板100包括有一基板1，該基板1具有一第一端11、一第二端12、以及介於該第一端11與該第二端12間以一延伸方向I1延伸之一延伸區段13。

複數個焊墊區2，彼此相鄰且絶緣地佈設在該基板1之元件面14，並鄰近於該基板1之第一端11所定義的焊墊佈設區A1。各個焊墊區2中包括有至少一對高頻焊墊區2a、2b。

延伸區段13佈設有至少一對差模信號線3a、3b，用以載送至少一高頻差模信號S。差模信號線3a、3b分別連接於對應的高頻焊墊區2a、2b。延伸區段13中亦包括有共模信號導線3c、電力線P、接地線G，這些信號線亦連接於指定的焊墊區2。

同時參閱第3圖及第4圖，基板1具有一預定的基板厚度d，並在該基板1的其中一表面作為元件面14，另一對應的表面作為接地面15。在實際產品中，基板1之元件面14可形成有一絶緣覆層16以及形成在該絶緣覆層16上之一屏蔽層4，且在該屏蔽層4形成有一阻抗控制結構41。

同時參閱第3圖及第6圖，基板1之接地面15在對應於差模信號線3a、3b的位置處，形成有一連續的接地層5。接地層5與差模信號線3a、3b之間形成電容耦合，並建立一電場。佈設在基板1的延伸區段13的差模信號線3a、3b的寬度尺寸一般較高頻焊墊區2a、2b的寬度尺寸為小，故在該差模信號線3a、3b與高頻焊墊區2a、2b相連接處係定義為一交界轉換區A2(Transition Region)。本發明在接地層5對應於交界轉換區A2處，形成有一抗損耗接地圖型結構6。在本實施例中，該抗損耗接地圖型結構6係包括有一鏤空區61及至少一凸伸部62所構成。凸伸部62係與接地層5電連通，凸伸部62由該接地層5向該高頻焊墊區2a、2b之凸伸方向I2、且沿著該相鄰的高頻焊墊區2a、2b之間，凸伸出一預定長度L，該凸伸部62與該交界轉換區A2的差模信號延伸段20a、20b在該交界轉換區A2形成一漸變極化方向電場E。漸變極化方向電場E的電場強度與基板1之基板厚度d、凸伸部62的圖型結構有關。因此，漸變極化方向電場E係由交界轉換區A2向高頻焊墊區2a、2b的方向逐漸由垂直電場(即差模信號延伸段20a、20b與凸伸部62之間所形成之垂直電場)轉變成水平電場(即高頻焊墊區2a、2b兩者之間所形成之水平電場)。

本發明藉由該抗損耗接地圖型結構6之設計所形成之漸變極化方向電場E，以降低高頻信號在傳送時之反射損耗， 達到良好的阻抗匹配效果、降低高頻差模信號傳送失誤的機率及確保高頻信號傳輸的品質。

凸伸部62之凸伸長度除凸伸至交界轉換區A2之外，亦可視需要更沿著高頻焊墊區2a、2b之間形成一延伸凸伸部63，該延伸凸伸部63係凸伸至高頻焊墊區2a、2b之自由端部，更有助於將差模信號線的垂直電場漸進轉換成高頻焊墊區所需的水平電場。

參閱第7圖所示，其顯示本發明第一實施例之軟性電路板100可插置一連接器母座7之應用例示意圖。連接器母座7係設置於一軟性電路板71上。當本發明之軟性電路板100插入至連接器母座7之插接槽72時，軟性電路板100之各高頻焊墊區2a、2b可定位接觸於連接器母座7內所佈設之導電端子73。

參閱第8圖及第9圖所示，其分別顯示本發明第二實施例之立體分解圖及剖視圖。本實施例之軟性電路板200的大部份結構與前述第一實施例相同，其差異在於基板1的元件面14的第一端11佈設有二排以上的複數個焊墊區2，並在該焊墊區2上的對應位置可結合一習知的連接器8或習知的積體電路元件，且該連接器8的信號導接腳81可經由習知的焊料焊著於焊墊區2。焊墊區2中包括有至少一對高頻焊墊區2a、2b。

本實施例中，接地層5在對應於焊墊佈設區A1處，形成有一抗損耗接地圖型結構6a，其同樣包括有一鏤空區61及至少一凸伸部62所構成。鏤空區61及凸伸部62的結構大致上與前一實施例相同。其中，鏤空區61係對應地含蓋該延伸區段13的差模信號線3a、3b與高頻焊墊區2a、2b相連接之交界轉換區A2。

當連接器8焊著定位在焊墊區2的上方位置時，抗損耗接地圖型結構6a中之凸伸部62與該高頻焊墊區2a、2b與該連接器8的信號導接腳81在該交界轉換區A2形成一漸變極化方向電場E。藉由該抗損耗接地圖型結構6a之設計所形成之漸變極化方向電場E，以降低高頻信號在傳送時之反射損耗，達到良好 的阻抗匹配效果、降低高頻差模信號傳送失誤的機率及確保高頻信號傳輸的品質。

參閱第10~12圖所示，其分別顯示本發明第三實施例之頂視平面圖、底視平面圖及剖視圖。相較於第一實施例，本發明第三實施例之軟性電路板300差異在於基板1的下表面係作為元件面14a，而上表面係係作為接地面15a。各個焊墊區2及高頻焊墊區2a、2b係形成在該基板1的上表面(即與接地面15a同平面)。

高頻焊墊區2a、2b更分別形成有一導電貫孔配置延伸段21a、21b，並在該導電貫孔配置延伸段21a、21b中配置有至少一個導電貫孔22a、22b，並電連通於該高頻焊墊區2a、2b，故高頻焊墊區2a、2b可分別藉由導電貫孔22a、22b而電連接至形成於基板1的元件面14a之差模信號延伸段23a、23b、再連接至位在基板1的元件面14a之差模信號線3a、3b。藉由導電貫孔22a、22b的設計，使軟性電路板100可達到雙面板跳線或多層板信號跳線的目的。

在本發明第三實施例中，是在基板1的接地面15a形成有一接地層5，該接地層5與接地線G相連接。差模信號線3a、3b通過導電貫孔22a、22b與高頻焊墊區2a、2b相連接處係定義為一交界轉換區A2’。

接地層5在對應於該焊墊佈設區A1及導電貫孔配置延伸段21a、21b處之交界轉換區A2’，形成有一鏤空區61及凸伸部62，構成了本發明中的抗損耗接地圖型結構6b。抗損耗接地圖型結構6b同樣可以使凸伸部62與該高頻焊墊區2a、2b在交界轉換區A2’形成一漸變極化方向電場，以降低高頻信號在傳送時之反射損耗，達到良好的阻抗匹配效果、降低高頻差模信號傳送失誤的機率及確保高頻信號傳輸的品質。

在此實施例中，凸伸部62之凸伸長度除凸伸至交界轉換區A2’之外，亦可視需要在基板1的元件面14a在對應於高頻 焊墊區2a、2b之自由端部鄰近處且在高頻焊墊區2a、2b之間，形成有一窄接地線64，更有助於將差模信號線的垂直電場漸進轉換成高頻焊墊區所需的水平電場。

以上所舉實施例僅係用以說明本發明，並非用以限制本發明之範圍，凡其他未脫離本發明所揭示之精神下而完成的等效修飾或置換，均應包含於後述申請專利範圍內。

100‧‧‧軟性電路板

1‧‧‧基板

11‧‧‧第一端

12‧‧‧第二端

13‧‧‧延伸區段

14‧‧‧元件面

15‧‧‧接地面

2‧‧‧焊墊區

2a、2b‧‧‧高頻焊墊區

3a、3b‧‧‧差模信號線

3c‧‧‧共模信號導線

5‧‧‧接地層

6‧‧‧抗損耗接地圖型結構

61‧‧‧鏤空區

62‧‧‧凸伸部

I1‧‧‧延伸方向

I2‧‧‧凸伸方向

P‧‧‧電力線

G‧‧‧接地線

S‧‧‧高頻差模信號

Claims (7)

1. 一種軟性電路板焊墊區之抗損耗接地圖型結構，該軟性電路板包括有：一基板，具有一第一端、一第二端、以及介於該第一端與該第二端間以一延伸方向延伸之一延伸區段，該基板的其中一表面作為元件面，另一對應的表面作為接地面；至少一對高頻焊墊區，彼此相鄰且絶緣地佈設在該基板之元件面所定義的一焊墊佈設區，並鄰近於該基板之第一端；至少一對差模信號線，兩者彼此相鄰且絶緣地佈設在該基板之延伸區段並分別連接於該相鄰的高頻焊墊區，該至少一對差模信號線載送至少一高頻差模信號，該差模信號線與該高頻焊墊區相連接之區域係定義為一交界轉換區；該基板之接地面形成有一接地層；其特徵在於該接地層在對應於該交界轉換區處，形成有一抗損耗接地圖型結構，該抗損耗接地圖型結構係包括：一鏤空區，對應於該焊墊佈設區，且該鏤空區係對應地含蓋該交界轉換區；一凸伸部，由該接地層向該高頻焊墊區之凸伸方向、且沿著該相鄰的高頻焊墊區之間，凸伸出一預定長度至該交界轉換區。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之軟性電路板焊墊區之抗損耗接地圖型結構，其中該凸伸部具有一漸縮寬度，亦即該凸伸部在連接於該接地層處的寬度較寛，越往該高頻焊墊區之延伸方向之寬度越窄。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之軟性電路板焊墊區之抗損耗接地圖型結構，其中該凸伸部之凸伸長度除凸伸至該交界轉換區之外，更沿著該高頻焊墊區之間形成一延伸凸伸部，且該延伸凸伸部係凸伸至該高頻焊墊區之自由端部。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之軟性電路板焊墊區之抗損耗接地圖型結構，其中該焊墊佈設區上結合有一連接器，該連接器 包括有複數個高頻信號導接腳，且該高頻信號導接腳係對應地焊著定位在該高頻焊墊區。
5. 一種軟性電路板焊墊區之抗損耗接地圖型結構，該軟性電路板包括有：一基板，具有一第一端、一第二端、以及介於該第一端與該第二端間以一延伸方向延伸之一延伸區段，該基板的其中一表面作為元件面，另一對應的表面作為接地面；至少一對高頻焊墊區，彼此相鄰且絶緣地佈設在該基板之接地面所定義的一焊墊佈設區，並鄰近於該基板之第一端，該高頻焊墊區分別形成有一導電貫孔配置延伸段；至少一個導電貫孔，形成在該導電貫孔配置延伸段，並電連通於該高頻焊墊區；至少一對差模信號線，兩者彼此相鄰且絶緣地佈設在該基板之延伸區段並分別經由該導電貫孔電連接於該相鄰的高頻焊墊區，該至少一對差模信號線載送至少一高頻差模信號，該差模信號線、該導電貫孔與該高頻焊墊區相連接之區域係定義為一交界轉換區；該基板之接地面形成有一接地層；其特徵在於該接地層在對應於該交界轉換區處，形成有一抗損耗接地圖型結構，該抗損耗接地圖型結構係包括：一鏤空區，對應於該焊墊佈設區，且該鏤空區係對應地含蓋該交界轉換區；一凸伸部，由該接地層向該高頻焊墊區之凸伸方向、且沿著該相鄰的高頻焊墊區之間，凸伸出一預定長度至該交界轉換區。
6. 根據申請專利範圍第5項所述之軟性電路板焊墊區之抗損耗接地圖型結構，其中該凸伸部具有一漸縮寬度，亦即該凸伸部在連接於該接地層處的寬度較寛，越往該高頻焊墊區之延伸方向之寬度越窄。
7. 根據申請專利範圍第5項所述之軟性電路板焊墊區之抗損耗接 地圖型結構，其中該基板的元件面在對應於高頻焊墊區鄰近處且在該相鄰之高頻焊墊區之間，形成有一窄接地線。