TW525414B - High frequency printed circuit board via - Google Patents

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525414 Α7 Β7 五、發明説明（η ) 〔發明領域〕 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明大致關係於一導孔，用以提供於形成於一印刷 電路板之分開層上導體間之信號路徑，更明確地說，係關 係於一導孔，其係作爲一調諧濾波器，以最佳化其頻率響 應特性。 〔相關技藝說明〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 桌1及2圖係爲一先前技藝印刷電路板（p c Β )之 一部份的平面及剖面視圖，其使用一導電導孔1 2，以鏈 結形成於PCB上表面16上之微波導片導體14與形成 於P CB下表面2 0上之微波導片導體1 8。導孔1 2包 含一上蓋（圓環22)接觸導體14，一下蓋（圓環24 )接觸導體1 8及一垂直導體2 6，延伸於上及下圓環 2 2及2 4間。P CB 1 〇同時包含內藏電源及接地平面 2 8形成於在上表面1 6下及下表面2 0上之P CB基板 上，並同時包含其他內藏電源，接地或信號平面3 〇。導 孔導體2 6通過於電源信號面2 8及3 0中之貫孔，該信 號面2 8及3 0係足夠大，以防止導體2 6接觸平面2 8 及3〇。 第3圖爲一信號流經導體1 4、導孔1 2及導體 1 8之路徑的阻抗模型。爲其性阻抗Ζ 1及Ζ 2所模型化 之微波導片導體1 4及1 8係經常被作成大小並與鄰近電 源或接地平面2 8分隔，使得它們具有一標準特徵阻抗， 例如5 0歐姆。上及下導孔圓環2 2及2 4使分路電容 本紙張尺度適用中g國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -4- 525414 Α7 Β7 五、發明説明（2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) c 1及C 2至由垂直導體2 6所提供之信號路徑。一電感 L 1模型化該垂直導體2 6。第3圖之模型同時包含其他 分路電阻，以計算經由包圍導孔1 2之洩漏經該絕緣基板 ’但於較高頻電容C 1及C 2及電感L 1係爲導孔之頻率 響應之主要影響。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 作用爲一三極濾波器或被動網路之導孔1 2可以嚴重 地衰減並失真一行經導體1 4及1 8間之高頻信號。由垂 直導體2 6所提供之串聯電感L 1主要取決於其垂直尺寸 。因爲垂直導體2 6必須延伸經P C B 1 0，所以其長度 固定爲P C B 1 0之厚度，並且，於鄰接L 1之値有很小 之風壓差。因此，傳統上，於高頻應用中，用以降低由導 孔1 2所造成之信號失真及衰減的方法必須使導孔之分路 電容最小。分路電容C 1及C 2可以藉由降低圓環2 2及 2 4之水平尺寸及藉由加大於圓環2 2及2 4間之距離及 附近電源及接地平面2 8而加以降低。然而，電容C 1及 C 2可以被降低之數量有實際限制。因此，可見之導孔電 容及電感將一直出現並將永遠造成某些程度之信號失真及 哀減’特別是於高頻信號中。 第4圖包含一典型導孔之頻率響應之線A，其係被設 計以提供最小分路電容及串聯電感者。一濾波器之頻寬係 大致被定義爲其衰減到達- 3 d b之最低頻率點。第4圖 之線A顯示導孔2 2之頻寬係約3 · 2 G Η z 。因此，一 電路板設計者將一般要避免使用此一電路板導孔，以導通 高於3 G Η ζ以上之頻率信號。 本紙張尺度適用中國國家標车（CNS ) Α4規格（2]ΟΧ297公釐） -5- 525414

經濟部智慧財4局2貝工消費合作?£印U ΑΊ ___Β7 五、發明説明（3) 於高頻應用中，使周導孔之傳統方法係經常地整個避 免。然而，使用導孔之限制使得其很困難發送大量之高頻 信號於一電路板上。於部份高頻應周中，短路未完整延伸 穿P C Β之”盲’’孔係被用以鏈結形成於彼此垂直靠近之 P C Β層上之內藏帶狀線路。因爲盲孔較短，所以它們具 有相當小之串聯電感，因此，一般較完整穿過p C Β之導 孔具有更大之頻寬。然而，盲孔係較貫孔爲貴，並且，也 沒有足夠高之頻寬，以處理很高頻之信號。 因此，有需要一種方法，以大量地增加P C Β導孔之 頻寬，使得它們可以導通很高頻之信號，而不會不當地衰 減或失真。 〔發明槪要〕 一種印刷電路板（P C Β )導孔，提供形成於 P C Β分離水平層上之微波導片或帶狀線路導體間之垂直 信號路徑。該導孔將分路電容及串聯電感加至該信號路徑 中，這係爲導孔之形狀及尺寸，及於導孔間之間距及實施 於P C Β中之鄰近電源及接地面之函數。 依據本發明之一態樣，導孔之電容係彼此相對地調整 ’以調整導孔電感至其最小實質可得値之上的値，使得導 孔之頻率響應特性，例如頻寬爲最佳。 依據本發明之另一態樣，特別是特定實施例，導孔電 容係被調整，使得導孔作動爲一多極謝比雪夫（ Chebyshev)或巴特渥茲（Butte「wo「th )濾波器。 本人張尺度適用中國國家標丰（Cns ) μ規格（210 X 297公釐） --------------、玎------Φ— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -6 - 525414 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（4) 依據本發明之另一態樣，導孔包含一電容性元件內藏 於P C B內與由導孔所提供之信號路徑相接觸。該元件之 分路電容及導孔之其他部份之電容大小係被相對於導孔之 固有串聯電感及帶狀線路或微波導片之阻抗加以調整，以 調諧出導孔之最佳頻率響應特性。 因此’本發明之目的係提供一 P C B導孔，.其導通高 頻信號’而不會不當地將之衰減。 本說明書之申請專利範圍部份明確指出本發明之標的 。然而’熟習於本技藝者可以了解，本發明之組織及操作 方法與其他優點及目的，可以藉由讀取說明書之其他部份 及附圖而加以了解，於附圖中，相同參考號表示相同元件 〇 〔圖式簡要說明〕 第1圖爲用以鏈結形成於P C B上及下表面之微波導 片導體之導孔之先前技藝印刷電路板（P C B )之一部份 的平面圖； 第2圖爲第1圖之p c b之剖面視圖； 胃3 ®爲一信號流經第2圖之微波導片導體及導孔之 路徑的阻抗模型的示意圖； 胃4 Η爲第2及6圖之導孔之頻率響應圖表； 胃sum用以鏈結形成於p CB上及下表面之微波導 片導ft之依據本發明之導孔的印刷電路板之一部份的平面 圖； 本紙张尺度適用中格(2i—- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •會

'II f 525414 Α7 Β7 五、發明説明（5) 第6圖爲第5圖之P C B之剖面示意圖； (讀先閱讀背面之注意寧項再填寫本頁) 第7圖爲當用於第8圖所示之微波導片導體架構之第 6圖之導孔及微波導片之導體的信號路徑之阻抗模型； 第8圖爲第5及6圖之微波導片導體及導孔之平面圖 弟9圖爲弟5及6圖之微波導片導體及導孔的另一實 施例的平面圖； 第1 0圖爲一不思圖’ ί田繪一流經第6圖之微波導片 及導孔之阻抗模型，其係使用第9圖所示之微波導片架構 第ii圖爲一使用依據本發明之導孔以鐽結形成於 P C B之分開層上之內藏帶狀線路之先前技_? c B之一 部份的平面圖； 第1 2圖爲第.1 1圖之PCB之剖面圏； 第1 3圖爲一示意圖’描繪流經第1 2圖之微波導片 及導孔之信號路徑的阻抗模型； 第1 4圖爲第1 2及1 5圖之導孔的頰率響應圖； 經濟部智慧財產局資工消t合作社印製 第1 5圖爲利周依據本發明之第一實施例之導孔之印 刷電路板之剖面圖； 第1 6圖爲一流經第1 5圖之帶狀線路導體及導孔之 信號路徑的阻抗模型示意圖； 第1 7圖爲利用依據本發明之第：實施例之導孔的印 刷電路丨5之剖面圖，及

Hi 8圖爲-流經第i 7之帶狀線路導體及導孔之信 本纸張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X 297公釐） -8、 525414 A7 B7 五、發明説明（6) 號路徑的阻抗模型示意圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 主要元件對照表 1〇 印刷電路板 1.2 導孔 14 微波導片導體 16 上表面 18 微波導片導體 2〇 下表面 2 2 圓環 2 4 圓環 2 6 垂直導體 2 8 接地面 3 0 信號面 4〇 印刷電路板 4 2 導孔 4 4 微波導片導體 4 6 上表面 4 8 微波導片導體 5〇 下表面 5 2 圓環 5 4 圓環 5 6 垂直導體 5 7 接地面 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】OX29*7公釐） -9 - 525414 A7 B7 五、發明説明（7) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^ 5 8 信號面 5 9 墊 6〇 部份 6 2 部份 7〇 印刷電路板 7 2 導孔 7 4 帶狀線路導體 7 8 帶狀線路導體 8 2 圓環 8 4 圓環 8 6 垂直導體 8 7 接地面 8 8 信號面 9〇 導電墊 L 1 電感 C 1 分路電容 C 2 分路電容 Z 1 特性阻抗 Z 2 特性阻抗 C 3 電容 L 2 電感 L 3 電感 L 4 電感 L 3 A 電感 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（2!0X297公釐） - 1〇- 525414 Α7 Β7 五、發明説明（8) L〔 ^ Β 電感 C ： 5 A 電容 C ； 3 B 電容 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔較佳實施例的詳細說明〕 第5及6圖爲使用依據本發明之導孔4 2以鏈結形成 於多餍印刷電路板（P C B ) 4 0之上表面4 6之微波導 片導體4 4至形成於P C B下表面5 0上之微波導片導體 4 0之印刷電路板的一部份的平面及剖面圖。導孔4 2包 含〜上蓋（圓環5 2)接觸導一下蓋.（圓環5 4 )接觸導體/Γ 8友一垂直導體5 6延伸於上及下圓環5 2 (:一-. . . 及54之間。PCB40同時包含形成於上表面46下及 _下表面5 0上之基板層上之電源及接地面5 7 /並可以同 時包含其他之內藏電源及接地面或信號面5 8形成於其他 層上。垂直導體6通過於電源或接地面5 7及 5 8中之孔，其係足夠地大以防止垂直導體5 6接觸面 5 7 及 5 8。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¾ 依據本發明，一電容係被加入至適當地內藏於上下圓 環5 2及5 4間之導孔4 2中。該電容可以藉由微影形成 一導電墊5 9於P C Β之多基板層之一上，以相同於電源 ，接地或信號面5 8之導體的相同金屬材料佇在被微影形 成之層上，於P C Β 4 0之個別基板層被接合之前。當一 孔被鑽穿過P C Β 4 0及墊5 9 ，並被塡充以導電材料， 以形成垂直導體5 6時，墊5 9形成一圓環，其包圍並接 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21GX 297公楚1 一 ~ ^ -11 - 525414 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（9) 觸導體5 6。墊5 9之水平表面及一鄰近電源或接地面 5 8作周爲一電容，其將分路電容加入至由垂直導體5 6 所提供之信號路徑中。 第7圖爲一流經導體，導孔4 2及導體4 8之信號路 徑的阻抗匹配圖。微波帶片導體4 4及4 8係分別爲其特： 性阻抗z 1及Z 2所模型化。微波導片導體經常被作成大 小並相對於最近之電源或接地面5 7作分隔，以使得其具 有一標準特性阻抗，例如5 〇歐姆。上及下環上下圓環 5 2及5 4及5 4分別加入電容c 1及C 2於信號路徑及 最近電源或接地面5 8之間。一電容c 3模型化電容於整 5 9及其接近之電源或接地面5 8之間。電感L 1及L 2 分別模型化該於墊5 9上下之垂直導體5 6之部份的電感 。第7圖之阻抗模型同時也包含部份分路電阻，_以模型化 包圍P C B基板絕緣材料之洩漏，但於高頻，電容及電感 元件主管導孔4 2之頻率響應。 如於第7圖所看件，導孔4 2作爲一五極濾波器。於 高頻應周中，導孔之串聯電感L 1及L 2及分路電容C1 - C 3衰減竝失真行進於導體4 4及4 8間之信號。信號 頻率愈高，則衰減及失真愈大。若導孔並沒有阻抗，則其 將不會衰減並失真該信號。因此’傳統方法以降低信號失 真及衰減已經降低了導孔之分路電容。例如’分路電容 c 1及C 2可以藉由降低上下圓環5 2及5 4之水平尺寸 及藉由增加於上下圓環5 2及5 4與其最近電源或接地面 5 7間之距離加以降低。然而’對電容C 1及c 2之數量 本紙張尺度適用中關家麟（CNS) A4規格（21G x 297公楚） ---------訂 {請先閱讀背面之>±意事項再填寫本頁} > 12 - 525414 A7 B7 五、發明説明（1C) 的實際限制可以降低。垂直導體垂直導體5 6之串聯電感 L· 1及L 2同時降低了其垂直尺寸。然而，因爲垂直導體 --------參冬-- (蜻先閱績背面之主意事項再嗔寫本買) 5 6必須延伸過P C B 4 0 ’所以，其長度係被p c B 4 0之厚度所固定’及於調整L 1及L 2之値中之很少風 壓差。 因此’可見之導孔電容及電感將一直出現並將一直使 得信號失真及衰減。如以下所討論，本發明增加了頻寬及 改良了 一導孔的其他頻率響應特性，超出了以簡單地減少 導孔之分路電容所能取得者。 調諧導孔電容 •1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2圖爲一先前技藝導孔1 2 (第2圖）之剖面圖， 其係大致類似於本發明第5圖之導孔4 2，除了導孔/1 2/ // 並不包含導孔4 2之墊5 9外。第3圖爲導孔1 2之阻抗 模型’其包含相關於其上及下環2 2及2 4之電容C 1及 C2 ’及一相關於其垂直導體26之電感L1 。注意的是 ，電容C 1及c 2及電感L 1形成一兩埠、三埠濾波器’ 其係不同於第7圖之五埠濾波器。 第4圖之線A描述當第3圖之三極濾波器之各種元件 具有以下表I之値時，先前技藝導孔1 2之頻率響應。 本纸張尺度適用中國國家標準（CMS〉A4規格（2}〇X297公釐） -13 - 525414 kl B7 五、發明説明（11) 表I Z 1 5〇歐姆 Z 2 5 0歐姆 C 1 〇.1 7微微法拉 C 2 〇.1 7微微法拉 L 1 4 . 3 2奈亨利 請 先 閱 讀 背 面 冬 意 事 項 再 填 寫 本 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 0 · 1 7微微法拉之C 1及c 2値係爲典型中間可取 得導孔電容値。 一濾波器之”頻寬”一般被定義爲於濾波器衰減至-3 d b時之最低信號頻率。第4圖之線A顯示先前技藝導 孔22之頻寬大約3 . 2GHz。依據傳統實務，吾人可 想出於環2 2及2 4之電容C 1及C 2之增加可以造成於 導孔2 2之頻寬的降低。然而，對於增加C 1及C 2，所 有電容値不見得都是如此。第4圖之線B例示第3圖之濾 波器之頻率響應，當元件値係列出如於以下之表I I所示 時。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） -14- 525414 A7 B7 五、發明説明 _____________ I I - 5〇歐姆 5〇歐姆 ...-,,.. 〇.8 8微微法拉 - .. 〇.8 8微微法拉 — L 4 . 2 1奈亨利 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) & Μ %是’電容c 1及C 2係增加了倍數5，而導孔 1及微波導片阻抗Z 1及Z 2保持不變。第4圖之 _ B顯' $出藉由增加導孔電容，使導孔頻寬由約3 . 2 G H Z if加至3 · 5 G Η z。吾人不必然以電容値儘可能變 /J、’ Μ來加大導孔之頻寬；相反地，吾人藉由相對於導孔 β Μ 1皆導電電容至適當之値而使頻寬最大。吾人視導 孔爲一讓波器，以調諧出最佳頻率響應。 經濟部智慧財產局S工消費合作社印災 @ # 5吾人並不是以最小化其電容而最佳化導孔之頻 率響應’相反地係藉由適當地調諧其電容値。然而，一導 ?L之 最佳”頻率響應係依應用而定的。於多數高頻應用 中5吾人一般要使導孔頻寬最大。但於部份高頻應用中， 吾人仍接受一較窄之頻寬與一較扁帶通作交換，或較低頻 之較少衰減作交換，或於阻帶中之更陡捨入作交換。因爲 第2圖之導孔1 2及第6圖之導孔4 2藉由適當地調整導 孔電容’形成三極及五極濾波器，所以這些導孔可以作動 爲已知之三極或五極，，巴特渥茲，，濾波器，其提供最大扁 ( CNS ) AAil^ ( 2ΙΟX 297/^¾ ) B7 五、發明説明η 平頻率_ _ 〜坎者如同已知之多極謝比雪夫濾波器，其可以 最丨王化頻窗只一 、恩及父換特性之組合。多極巴特渥茲及謝比雪夫 濾波器之％ γ 夂促、爲熟習於本技藝者所知，該等濾波器包含 適當之亓彳* / 1T 111每’以最佳化一濾波器之頻率響應的各種 ^ "" 例如’由普提山公司所出版於1 9 8 2年由黑耳所 省之封射頻設計之介紹，，之第5 9 - 6 8頁所述，其係 倂入作爲參考。 分佈導孔電容 ^ ^ 5 9加入導孔4 2係不符傳統想要降低導孔之電 容，以改良導孔高頻響應的實務，因爲墊5 9之將分路獨 容C 3加入至信號路徑中。然而，如下所述，當電容c 3 及相對於導孔4 2之其他部份之電容c丄c 2及電感L工 及L 2的適當調整，導孔之頻率響應特性係被大量改良。 第4圖之線C例示第7圖之五極濾波器之頻率響應， 其模型化第6圖之改良導孔4 2以如以下表丨丨〗所列之 元件値。 ---------0------1T------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中g國家標隼（CNS ) Α4規格（2]〇Χ 297公釐） -16 - 525414 A7 ___B7 五、發明説明（14» 表I I I Z 1 5〇歐姆 Z 2 5〇歐姆 C 1 0 . 4微微法拉 C 2 0 . 4微微法拉 C 3 1 . 0微微法拉 L 1 2 . 1 6奈亨利 L 2 2 . 1 6奈亨利 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 可以由線C看出，導孔4 2之頻寬係約5 . 6 G Η Z ，遠大於第2圖之導孔1 2之”最小電容”及，’調諧電容 ”版之具有如於第4圖之線Α及Β所示之頻率響應。同時 應注意的是，導孔4 2具有一 1 . 8微微法拉之總分路電 容，遠大於加入導孔1 2之最小電容版之〇 . 3 4微微法 拉總電容，及大致相等於由導孔1 2之調諧電容版所加入 之1 · 7 6微微法拉電容値。 藉由比較線A及B，可以看出吾人已改良一導孔之頻 ¥餐應’箱由適昌地δ周睹其電容値，而不是只將其變最小 而已。同時，也可以看出，藉由比較線C與線Α及Β，吾 人可以當更均勻分配導孔之雷容於其垂直長度時，取得於 導孔頻率反應的大量增加。例如，若幾個電容墊5 9被均 勻地分佈於沿著垂直導體5 6之長度作分佈，以上下圓環 5 2及5 4之電容値相對於導孔之電感作適當調諧時，可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 規格（210X29?公釐） 、ΙΤ 鮮 經濟部智慧財產局i (工消費合作社印焚 -17 - 525414 A7 ______B7 ____ 五、發明説明（id (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以取得頻寛的進一步增加。一般而言，假設所有阻抗元件 均可以被適當地調諧的話，加入由導孔所形成之濾波器中 之極數愈多，則可以取得之頻寬愈大。增加極數量可以同 時協助平坦化濾波器之通帶並可以尖銳化其阻帶之高頻捨 入，這對於很多應用中，也是對於頻率響應特性的想要改 良。 加入導孔電感 第8及9圖爲第5圖之微波導片導體4 4及4 8及導 孔4 2之另一版本的平面圖。該微波導片導體之阻抗係主 要爲其寬度及於導體及鄰近電源或接地面間之距離之函數 。一般而言，一微波導片導體於其長度上’係被設計以具 有一均勻特性阻抗，例如5 0歐姆。因此，它們一般具有 均勻寬度於第8圖所示。第7圖之阻抗模型假設微波導片 導體4 4及4 8係爲均勻寬度。然而，藉由降低於接近導 孔42之部份60及62之微波導片導體44及48之寬 度，吾人使得這些部份變成電感性。 經濟部智慧財產局，'貝工消費合作社印製 第1 0圖描繪由導體4 4 ，導孔導孔4 2及導體4 8 所形成之信號路徑的阻抗模型’當導體4 4及4 8被修改 以包含如於第9圖所示之電感性部份6 0及6 2時。除了 導孔42之電容C1 一 C3及電感L1及L2 ，於相關於 導體4 4及4 8之Z 1及Z 2特性阻抗間的結構包含導體 部份60及62之電感L3及L4。因此，於導體44及 4 8間之結構作動爲一七極濾波器。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -18 - 525414 μ Β7______ 五、發明説明（id 第4圖線D例示第1 0圖之七極爐波器之頻率響應 當阻抗元件具有如下之表I V所列之値時。 表 I V一_-- Z 1 5〇歐姆 Z 2 _ 5 0歐姆 L 1 2 . 1 6奈亨利 L 2 2 . 1 6奈亨利 L 3 0 . 7 7奈亨利 L 4 0 . 8 5奈亨利 C 1 ◦ . 7 2微微法拉 C 2 0 . 7 4微微法拉 C 3 0 . 7 4微微法拉 ——一 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 線D顯示第1 0圖之七極濾波器結構具有約6 · 8 G Η ζ之頻寬，遠大於第7圖之五極濾波器頻寬（見線C )。因此，吾人可以看出即使第1 〇圖之七極濾波器具有 遠大於第7圖之五極濾波器之電容及電感，及遠大於第3 圖三極濾波器之最小電容或調諧電容版，因此，其具有一 相當大之頻寬。因此，除了藉由調諧及更均勻地分佈其電 容，以改良導孔之頻率響應外，吾人可以藉由加入適當大 小之電感於導孔的上下端，而進一步改良其頻率響應。适 增加了鏈結兩微波導片軌之濾波器結構之極數。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 525414 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（17) 互相連接埋入帶狀線路導體的調諧導孔 導孔係用以互相連接形成於一 P C B基板上之分離埋. 入層上之帶狀線路導體。P C B設計者經常使用不延伸於 整個P C B之盲孔或埋入導孔，以替代貫孔，其係延伸穿 過整個P C B，以連接埋入導體，因爲較短盲孔及埋入導 孔並不會加入如此多之電容或電容至信號路徑上。然而， 盲孔及埋入導孔係較貫孔貴，因爲各種P C B層必須被分 開地鑽孔。本發明改良了貫孔之頻寬，使得其可以於高頻 應用中，連接埋入帶狀線路導體。 第1 1及1 2圖係爲一多層印刷電路板（P C B ) 7 0之一部份之平面及剖面圖，其係使用依據本發明之先 前技藝導孔7 2以鏈結形成於P C B 7 0之埋入增上之帶 狀線路導體7 4至形成於P C B另一埋入層之帶狀線路導 體74。導孔72包含一上圓環82，一下圓環84，一 垂直導體86延伸於上及下圓環82及84之間。PCB 7 0同時包含電源及接地面8 7形成於帶狀線路7 4及 7 8之上下層上，並同時包含其他內藏電源、接地或信號 面8 8形成於其他層上。垂直導體8 6通過於電源信號面 8 7及8 8中之貫孔，其係足夠地大，以防止導體8 6接 觸平面87及88。然而，帶狀線路導體74及78確實 接觸垂直導體8 8，使得導孔7 2可以於導線7 4及7 8 間提供一信號路徑。 第1 3圖爲一流經導體74 、導孔72及導體78之 信號路徑的阻抗模型。帶狀線路導體7 4及7 8係分別爲 本紙張尺度適用中S國家標準（CMS ) A4規格（2丨〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -20- 525414 A7 ______B7 五、發明説明（θ (請先閱讀背面之注意寧項再填寫本頁) 其特性阻抗Z 1及Z 2所模型化。上及下環5 2及5 4加 入分路電谷C 1及C 2分別於信號路徑及接地之間^電感 L 1彳旲型化於上環8 2及導體7 4間之垂直導體8 6之電 感。電感L 3代表於導體7 4及7 8間之導體8 6之電感 値。電感L 2模型化於導體7 8及下環8 4間之導體8 6 之電感値。 第1 4圖線E示出第1 3圖之先前技藝五極濾波器結 構之頻率響應，當其電容C 1及c 2係相當於依據本發明 之電感L 1 一 L 3作調整，以提供最大頻寬。以下表v所 列之阻抗値係用於計算線E。 表V Z 1 5 0歐姆 Z 2 5〇歐姆 L 1 1 · 1奈亨利 L 2 1 · 1奈亨利 L 3 2 · 2奈亨利 C 1 0 · 2微微法拉 C 2 0 · 2微微法拉 經濟部智慧財產局員工消費合作社印災 由線E看出，第1 4圖之五極濾波器具有約6 · 3 G Η z之頻寛。這是遠大於第3圖之三極濾波器之電容調 諧版之3 . 5 G H z C見第4圖之線C )，因爲第1 3圖 之電感L 1及L 2係爲分路電感’而不是串聯電感’並作 I紙張尺度適用中國國家標準（cf) a4規格（210 x 297公釐) ' -21 - 經濟部智慧財產局R工消費合作社印製 525414 A7 B7 五、發明説明（id 用以使上及下環電容C 1及C 2隔離開信號路徑。 第1 5圖爲第1 1及1 2圖之PCB7 0之剖面圖， 其中，依本發明一導電墊9 0係加入分路電容至導孔7 2 ，於沿著垂直導體5 6於導體7 0及7 8間之半路的一點 〇 第1 6圖爲當環9 0被加入時之導孔7 2之阻抗模型 。電容C 3模型化環9 0之電容値。電感L 3 A及L 3 B 代表由導體7 4及7 8間之垂直導體5 6所提供之第1 3 圖之電感L 3之部份。注意的是，導孔作爲一七極濾波器 。第1 4圖之線F例示第1 6圖之七極濾波器使用以下表 V I所列之阻抗元件之頻率響應。 表V I Z 1 5 0歐姆 Z 2 5 0歐姆 L 1 1 · 1奈亨利 L 2 1 . 1奈亨利 L 3 A 1 · 1奈亨利 L 3 B 1 . 1奈亨利 Cl 〇· 2微微法拉 C 2 0 · 2微微法拉 C 3 0 · 8微微法拉 相較於線E及F，吾人可以看出具有適當調諧之導孔 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（2丨〇'〆297公楚） ______________丁______*----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -22- 525414 A7 B7 五、發明説明（2C) 7 2之電容値的墊9 0之加入可以將導孔頻寬由約6 · 3 G Η z增加至約9 · 3 G Η z。 也可以進一步藉由使得帶狀線路7 4及7 8成電感性 ’例如藉由例如參考第9圖所述之本發明之微波導片#之 降低，而降低接近導孔之寬度。因爲，此於Ζ 1及L 3 A 間及於Z 2及L 3 B間之額外串聯電感使得第6圖之七極 濾波器成爲一九極濾波器，並可以調諧以增加頻寬。 使用多重內藏電容之導孔 於頻寬之額外改良可以藉由提供一適當調諧於導體 7 4及7 8間之墊9 0至更均勻地分配導孔電容加以完成 。例如，第1 7圖例示依據本發明之另一實施例之第6圖 之導孔4 2之改良版。於第6邏中，導孔4 2只包含內藏 於P CB 4 0中之單一導電墊5 9 ，以於單一點沿著由導 孔4 2所提供之信號路徑，提供額外之分路電容。如於第 7圖所示，導電墊5 9使得導孔4 2成爲五極濾波器。導 體5 6作動爲兩串聯電感L 1及L 2，而上及下環5 2及 5 4與墊5 9分別作周爲電容C 1 ，c 2及C 3。 於第1 7圖所示之導孔4 2之版本中，雨導電墊 5 9A及5 9B均內藏於PCB40中（而不是在其上） ，以提供額外之分路電容於沿著於導體4 4及4 8間之導 孔4 2提供之信號路徑之兩點提供分路電容。如於第1 7 .圖所示，導體5 6現在作動爲三個串聯電感l 1 一 L 3 ， 而上及下環5 2及5 4與墊5 9 A及5 9 B分別作用爲電 本紙張尺度逆用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格（2】Οχ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- 525414 A7 ____ B7 五、發明説明（21) 容C1 ，C2 ，C3A及C3B。因此，第17圖之導孔 4 2作動爲七極濾波器，假定類似之總串聯電感下，其可 以調譜出較第7圖之五極濾波器爲寬之頻寬。當一 p C B 具有〜大量之層，則吾人可以增加額外之內藏電容於導孔 以進一步增加其所形成之濾波器中之極數。 雖然前述說明書已經參考本發明之較佳實施例加以說 明’但熟習於本技藝者可以在不脫離本發明之範圍下加以 對諸實施例作出修改。例如，列於表I 一 V I中之阻抗値 只是例示用。熟習於本技藝者可以了解，依據本發明所設 。十之導孔可以具有其他之組合阻抗値。應了解的是，盲孔 或埋入導孔之頻率響應可以依據本發明藉由適當地調諧其 電容元件並增加適當大小之電容及/或電感性元件至導孔 而加以改良。因此，隨附之申請專利範圍係傾向於涵蓋此 等在本發明之範圍及精神內之修改。 (诗先W讀背面之注意寧項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局i(工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公楚） -24-

Claims (1)

1. 525414 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 1 . 一種用以導通於一第一導電帶及一第二導電帶間 之信號之設備，該第一導電.帶及第二導電帶係在一印刷電 路板（P CB )之分開之第一及第二高度，該設備包含： 一導體垂直延伸於該P C B內並提供於第一導電帶及 第二導電帶間之信號導通之導電路徑，該導體具有包含電: 感之阻抗；及 電容性機構，與導體接觸並加入分路電容至該導電路 徑，其中分路電容係被相對於導體之阻抗作出大小，以實 質地最佳化當導通信號時之導電路徑的頻率響應特性。 2 .如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該分路 電容係相對於導體阻抗作成大小，使得導電路徑形成一謝 比雪夫（Chebyshev)濾波器。 3 .如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該分路 電容係相對於導體阻抗作成大小，使得導電路徑形成一巴 特渥茲（Butte「wo「th)濾波器。 4 .如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該第一 分路電容係相對於導體阻抗作成大小，以實質地最大化·當. 導通該信號時，該導電路徑之頻率響應之頻寬特性。 5 .如申請專利範圍第1項所述之設備， 其中該P c B具有一上水平表面及一下水平表面； 其中該第一導電帶存在於上水平表面上； 其中該第二導電帶存在於該下水平表面上；其中該導 體垂直延俾完全地穿透該P C B ;及 其中該電容性機構包含： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -25 - 525414 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 2 一上導體，具有一第一水平平面形成於該上表面上， 並上表面係導電地鏈結導體至第一導電帶；及 一下導體，具有一水平平面形成於該下表面上，並且 ，下表面係導電地鏈結導體至該第二導電帶。 6 .如申請專利範圍第5項所述之設備， 其中該上導體將第一分路電容加入至該導電路徑， 其中該下導體將第二分路電容加入至該導電路徑，及 其中該第一及第二分路電容係相對於導體阻抗作成大 小，以當導通信號時，實質地最佳化該導電路徑之頻率響 應特性。 7 .如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該電容 性機構包含一第一電容內藏於該P C B內，該P C B附著 該導體於第一及第二高度間之一第三高度並將第一分路電 容加入至該信號路徑。 8 .如申請專利範圍第7項所述之設備，其中上述之 第三高度垂直存在於第一及第二高度間之半途。 9 .如申請專利範圍第7項所述之設備， 其中該P C B具有多數基板層，及 其中該第一電容包含第一導電材料形成'於該第三高度 在諸基板層之一上，並與導體接觸並具有一第一水平平面 表面。 1 〇 .如申請專利範圍第9項所述之設備，其中該第 一電容包含第二導電材料，具有一第二水平平面存在於接 近該第一導電材料之第一平面。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ------訂丨 Ψ 本紙張尺度適用中國國家椋準（CNS ) A4規格（2I0X 297公釐） -26 - 525414 ABCD 六、申請專利範圍 3 1 1 k如申請專利範圍第8項所述之設備，其中該第 一導電材料包圍該導體。 1 2 .如申請專利範圍第7項所述之設備， 〜 其中該P C B具有一上水平表面及一下水平表面； 其中該第一導電帶存在於該上水平表面上； 其中該第二導電帶存在於該下水平表面上； 其中該導體垂直延伸並完全地穿過該P C B ;及 其中該至少一電容包含： 一上導體，具有水平平面形成於該上表面上，該上表 面導電地鍵結該導體至第一導電帶，及 一下導體，具有水平平面形成於該下表面上，該下表 面導電地鏈結該導體至該第二導電帶。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之設備， 其中該上導體具有一水平平面，提供第二分路電流給 該導電路徑； 其中該下導體具有一水平平面，提供第三分路電容給 該導電路徑；及 _. 其中該第一、第二及第三分路電容係相對於導體之阻 抗而被作成大小，以實質地最佳化當導通信號時，該導電 路徑之頻率響應特性。 . 1 4 .如申請專利範圍第1 3項所述之設備，其中該 第一、第二及第三分路電容係相對於導體之阻抗而被作成 大小，使得當導通信號時，該導電路徑形成一謝比雪夫濾 波器。 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（210Χ29*?公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) *1T 雜_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27 - 525414 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 々、申請專利範圍 4 1 5 .如申請專利範圍第1 3項所述之設備，其中該 第一、第二及第三分路電容係相對於導體之阻抗而被作成 大小，使得當導通信號時，該導電路徑形成一巴特渥茲濾 波器。 1 6 .如申請專利範圍第1 3項所述之設備，其中該 第一、第二及第三分路電容係相對於導體之阻抗而被作成 大小，使得當導通信號時，該導電路徑具有實質最大頻寬 〇 1 7 .如申請專利範圍第7項所述之設備， 其中該P C B具有一上水平表面及一下水平表面； 其中該第一高度存在於該上水平表面下； 其中該第二導電帶存在於該下水平表面上； 其中該導體垂直延伸並完全地穿過該P C B ;及 其中該電容性機構包含： 一上導體，具有水平平面形成於該上表面上，該上表 面導電地鏈結該導體至第一導電帶，及 一下導體，具有水平平面形成於該下表面上，該下表. 面導電垲鏈結該導體至該第二導電帶。 1 8 .如申請專利範圍第1 7項所述之設備， 其中該上導體將第二分路電容加·入至該導電路徑； 其中該下導體將第三分路電容加入至該導電路徑；及 其中該第一、第二及第三分路電容係相對於導體之阻 抗而作成大小，以實質地最佳化當信號導通時導電路徑之 頻率響應特性。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 争· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4★見格（210X29*7公釐） -28- 525414 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5 1 9 .如申請專利範圍第1 8項所述之設備，其中該 (諸先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第一、第二及第三分路電容係相對於導體之阻抗而作成大 小，使得當信號導通時，導電路徑具有最大之頻寬。 2〇.如申請專利範圍第1項所述之設備，.其中該電 容性機構包含多數電容內藏於該P C Β內並附著至於第一' 及第二高度間之高度處之導·體。 2 1 . —種對印刷電路板（P C Β )導孔之改良，該 導孔具有一導體提供一導電路徑，用以導通於一第一導電 帶及一第二導電帶間之一信號，該第一及第二導電帶係形 成於該P C Β之分開之第一及第二高度，該改良包含： 一電容，內藏於該P C Β內，並與該導體接觸並提供 實質上一第一分路電容於第一及第二高度間之沿著導體的 —位置處。 2 2 .如申請專利範圍第2 1項所述之改良，其中該 導體具有阻抗，及其中該第一分路電容係相對於導體之阻 抗作成大小，以實質最佳化該導電路徑之頻率響應特性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 3 .如申請專利範圍第2 1項所述之改良，其中該 導體具有阻抗，及其中該第一分路電容係相對於導體之阻 抗作成大小，以實質最大化該導電路徑之頻率響應的頻寬 〇 2 4 · —種周以導通於一第一導電帶及一第二導電帶 間之信號之設備，該第一導電帶及第二導電帶係存在於一 印刷電路板（P C Β )之上表面及下表面，該設備包含： 一導體垂直延伸於該P C Β內並提供用以導通該信號 本紙張尺度適用中國國家標準（（：奶）六4規/^(2】0/297公釐） -29- 525414 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 々、申請專利範圍 6 之信號路徑，該導體包含第一串聯電感； 第一電容性機構，形成在該P C B之上表面上，並與 該導體接觸並加入第一分路電容至該信號路徑； 第二電容性機構，形成於該P C B之下表面上，並與 該導體接觸並加入第二分路電容至該信號路徑； 一第一導體，形成於該P CB之上表面上，該P CB 鏈結該第一導電帶至該具有一水平平面之上導體並加入第 二串聯電感至該信號路徑； 一第二導體，形成於該P C B之下表面上，該P CB 鏈結該第二導電帶至該具有一水平平面之下導體並加入第 三串聯電感至該信號路徑。 2 5 .如申請專利範圍第2 4項所述之設備，其中該 第二及第三串聯電感及第一及第二分路電容係相對於導體 之阻抗以作成大小，以最佳化該信號路徑之頻率響應特性 0 2 6 .如申請專利範圍第2 4項所述之設備，其中該 第二及第三串聯電感及第一及第二分路電容係相對於導體 之阻抗以作成大小，使得該導電路徑形成一巴特渥茲濾波 器。 2 7 .如申請專利範圍第2 4項所述之設備，其中該 第二及第三串聯電感及第一及第二分路電容係相對於導體 之阻抗以作成大小，使得該導電路徑形成一謝比雪夫濾波 πσ 茄。 2 8 .如申請專利範圍第2 4項所述之設備，其中該 (請先Κ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4洗格（210X29*7公釐） -30- 525414 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 7 第二及第三串聯電感及第一及第二分路電容係相對於導體 之阻抗以作成大小，以實質地最大化該導電路徑之頻寬。 2 9 .如申請專利範圍第2 4項所述之設備，更包含 一第三電容性機構內藏於該P C B內，附著至第一及第二 高度間之第三高度處之導體上，及將第三分路電容加入至 該信號路徑。 3 〇 .如申請專利範圍第2 9項所述之設備，其中該 第一、第二及第三分路電容及第二及第三串聯電感係被作 成大小，以實質地最大化該導電路徑之頻寬。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X2W公釐） -31 -