TWI224485B - Print board and electronic device equipped with the print board - Google Patents

Description

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五、發明説明（1 ) 發明領域： 本發明係有關一作爲傳輸高速訊號之傳輸線的印刷電 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 路板，和一電子裝置，例如配備有印刷電路板之可攜式電 腦。 發明背景： 一應付訊號傳輸速度增大之多層印刷電路板被廣泛地 使用在電路系統中，像是Rambus記憶體，用來處理在1 X 109Hz頻帶上之高速訊號。 一印刷電路板，其中層疊著作爲表面層之訊號層和接 地層，並且在中間插入一絕緣層，係已知爲上述之印刷電 路板，此訊號層係以一預定線圖案未予形成，並且當作用 來傳輸高速訊號之傳輸線使用。在如此之習知印刷電路板 中，用來隔絕訊號層和接地層的絕緣層的厚度和訊號層之 厚度被設定，以便使接地層上之訊號層的特性阻抗保持在 所想要之値。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 印刷電路板之訊號層具有墊片，設置在端點和/或傳 輸線的中間部份，用來焊接各種類型的電路元件，例如一 半導體封裝組件或是連接器。傳輸線上墊片的大小取決於 用來焊接如此之電路元件或製作該等墊片的條件。因此’ 墊片的寬度可能和訊號層的線寬不同 特別是，如果墊片比傳輸線的線寬還寬，則訊號層之 阻抗的連續性會中斷於傳輸線和各墊片的界限處’於是當 一高速訊號通過界限時，阻抗中的變化就變得很明顯。這 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- 1224485 A7 B7 五、發明説明（2 ) 些阻抗變化對傳輸線之訊號傳輸有不利的影響，因而會使 傳輸品質變差。 發明簡要槪述： 因此’本發明係有關實際上用以防止由於在相關技術 之限制和缺點所產生之一或多個問題的方法和裝置。 依據本發明的目的，就具體及廣泛地來說，本發明係 關於一印刷電路板，其包括一訊號層，以預定線圖案來予 以形成而當作一用來傳輸高速訊號的傳輸線；及一電連接 器，形成於訊號層上，連接至傳輸線，並且具有一實際上 和傳輸線之寬度相等的寬度。 根據本發明，有可能防止傳輸線之阻抗上的變化，藉 以改善傳輸的品質。 本發明之其他的目的和優點將會在隨後的敘述中被提 出，並且從敘述中在某種程度上會很明顯，或是藉由本發 明之實例中來學習。 藉由在下文中所特別指出之工具和組合可實現和達成 本發明之目的和優點。 圖示簡單說明： 被倂入且構成本說明書之一部份的附圖，例舉本發明 之目前的實施例，連同上面所提出的一般敘述和下面所提 出的詳細敘述一起用來解釋本發明之原理·· 圖1爲例舉根據本發明第一實施例之可攜式電腦的立 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 1224485 A7 _____B7____五、發明説明（3 ) 體圖； 圖2爲一例舉圖1之可攜式電腦的側視圖，其具有一 包含印刷電路板之外殼； 圖3爲一顯示訊號層之線寬與墊片的寬度間之關係的 平面圖， 圖4爲一多層印刷電路板之剖面圖； 圖5爲一顯示根據訊號層之線寬與墊片的寬度間之差 異的阻抗匹配之可容許範圍的圖形； 圖6爲一例舉訊號層之線寬、測試墊片之寬度和連接 器墊片之寬度間之關係的平面圖；和 圖7爲一多層印刷電路板之剖面圖，其例舉訊號層和 連接墊片之間的位置關係。 主要元件對照表 (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費合作社印製 1 可攜式電腦 2 電腦主體 3 顯示器單元 4 外殼 5 上表面 6 鍵盤 8 顯示器外殼 9 液晶面板 11 多層印刷電路板 4 b 底面 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） -6- 1224485 A7 B7 五、發明説明（4 ) 1 2 訊 號 層 1 3 訊 號 層 1 4 接 地 層 1 5 多 層 板 T 1 厚 度 1 6 絕 緣 層 1 7 傳 輸 線 W 1 線 寬 1 9 墊 片 W 2 墊 片 寬 度 2 〇 傳 輸 線 2 1 測 試 墊 片 W 3 墊 片 寬 度 2 2 連 接 器 墊 片 2 3 印 刷 電 路 板 2 4 中 繼 連 接 器 2 5 延伸 部 份 W 4 墊 片 寬 度 (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 發明之詳細說明： 現在將參照附圖來敘述根據本發明之印刷電路板的實 施例。 第一實施例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1224485 A7 ____ B7 五、發明説明（5 ) 圖1和圖2顯示一可攜式電腦1 ，例如一電子裝置， 此可攜式電腦1包含一電腦主體2和一可樞轉地支撐在電 腦主體2上的顯示器單元3。 該電腦主體2具有一外殼4，例如一外罩，此一外殼 4成扁平盒的形狀，並且在其上表面5上裝入一鍵盤6。 顯示器單元3包含一扁平盒形狀的顯示器外殼8和一容納 於此顯示器外殼8內之液晶面板9，外殼4之後端部份使 用一鉸鏈裝置（未顯示出）來支撐顯示器單元3。因此， 顯示器單元3可以樞轉於關閉位置與開啓位置之間，在關 閉位置中，顯示器單元3覆蓋住鍵盤6，而在開啓位置中 ’顯示器單元3直立並露出鍵盤6，如圖1所示。 外殼4包含一多層印刷電路板1 1 ，印刷電路板1 1 被設置來安裝一電子裝置於其上，該電子裝置用來處理高 速訊號，例如Rambus記憶體，並且係位在外殼4中而和外 殼4的底面4 b平行。 如圖4所示，多層印刷電路板1 1具有一多層板1 5 ，其包含作爲該板之相對外層（亦即相對表面）之訊號層 1 2及1 3和一作爲置於訊號層間之內層的接地層1 4， 此外，個別的絕緣層1 6被設置在作爲一表面的訊號層 1 2與接地層1 4之間，和作爲另一表面的訊號層1 3與 接地層1 4之間。因此，訊號層1 2及1 3和接地層1 4 被層疊起來，而以絕緣層1 6放置於其中。 訊號層1 2和1 3係以預定之線圖案來予以形成的， 且訊號層1 2和1 3包含一傳輸線1 7，用來傳輸一高速 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-8 - 1224485 A7 B7 五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訊號到多層板1 5之表面。接地層1 4係以一平坦層或一 網孔圖案來予以形成，並且被配置而與多層板中的訊號層 1 2和1 3平行。在如上所形成的多層印刷電路板中，隔 離能使高速傳輸訊號穿過其中之訊號層1 2和1 3與接地 層1 4的絕緣層1 6之厚度丁 1 ，和訊號層1 2及1 3的 線寬W 1被設定，以使訊號層1 2及1 3的特性阻抗設定 爲一所想要之値。 如圖3和圖4所示，一用作電連接元件之墊片1 9被 設置於多層板1 5的一表面上，該墊片1 9即將被焊接於 上述電子組件的末端（未顯示出），墊片1 9成矩形形狀 ，且沿著訊號層1 2而延伸。此外，墊片1 9在訊號層 1 2的末端部份和該訊號層1 2電連接，並且係位在傳輸 線1 7的末端處。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 墊片1 9具有一用以焊接於電子組件的末端所需之寬 度W 2，並且被調整而和訊號層1 2的線寬W 1相等。通 常，墊片1 9的寬度W 2大於該訊號層1 2的線寬，因此 ，在此實施例中，墊片寬度W 2被減小至一落在能夠可靠 地實施焊接之寬度範圍內的値，且增加訊號層1 2之線寬 W 1 ，藉以使墊片寬度W 2和線寬W 1相等。因此，用來 傳輸高速訊號之傳輸線1 7在包含墊片1 9之全部長度上 具有相同的寬度。 在上述結構中，因爲位在傳輸線1 7端末之墊片1 9 的寬度W 2和訊號層1 2的線寬W 1相等，所以阻抗匹配 可以在訊號層1 2和墊片1 9之間被實現。因此，傳輸線 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 1224485 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（7 ) 1 7之特性阻抗的連續性不會中斷於傳輸線1 7的末端， 俾以當高速訊號通過傳輸線1 7時，可以防止特性阻抗改 變 〇 結果，印刷電路板1 1的電氣特性和訊號傳輸的穩定 性被提昇，藉以提高訊號傳輸的品質。 雖然，最好使訊號層1 2之線寬W 1和墊片1 9的寬 度W 2相等，但是並沒有嚴格要求他們一定要相等，而是 可以相差大約1 一 5 %。 如圖5所示，在lx 109Hz頻帶的高速訊號中，有 關由於線寬W 1和墊片寬度W 2間之差異所產生的阻抗不 匹配有一可容許的範圍，而同時Rambus記憶體正在操作。 在圖5中，左欄中之値表示線寬W 1和墊片寬度W 2之間 的差異，而右欄中之符號表示阻抗匹配的程度。在右欄中 ，〜〇〃表示記憶體系統可以運作’ △ 〃表示環境會影 響記憶體系統操運作，而> X 〃表示記憶體系統不能運作 〇 應該注意到，在記憶體系統中，圖5中之資料不應用 於此記憶體系統，傳輸線需要有± 5 %之阻抗準確性，並 且除了線寬W 1和墊片寬度W 2以外’使用標準的電路結 構。 如圖5所示，如果線寬W 1和墊片寬度W 2之間相差 超過1 0 %，記憶體系統係不能操作的，如果相差爲大約 6 - 9 %，則環境影響其操作運作。從這裡知道，雖然較 佳使線寬W 1和墊片寬度W 2相等，以便確保記憶體系統 (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（210 X 297公釐） -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1224485 A7 B7 五、發明説明（8 ) 操作的穩定性，但是相差例如大約1 一 5 %仍落在記憶體 之操作的許可範圍內。 第二實施例 參照圖5和圖6，將敘述本發明的第二實施例。 第二實施例主要在傳輸線2 0之結構上有別於第一實 施例，因爲第二實施例之印刷電路板1 1的基本結構類似 於第一實施例之結構，所以第二實施例中之類似於第一實 施例中之結構元件的結構元件會以相同的參考數字來予以 表示，並且省略其解釋。 如圖6所示，構成電氣連接之一測試墊片2 1和一連 接墊片2 2被設置在印刷電路板1 1之一表面上，該測試 墊片2 1被用來測試印刷電路板1 1之功能，且係位在訊 號層1 2的中間部份，測試墊片2 1具有一用來連接測試 裝置之接觸所需的寬度W 3，墊片寬度W3被設定而與訊 號層1 2之線寬W 1相等。 連接器墊片即將被焊接於一用來連接印刷電路板1 1 和另一印刷電路板2 3之中繼連接器2 4，墊片2 2係呈 矩形形狀且沿著訊號線1 2而延伸。此外，該連接器墊片 2 2具有一用以焊接於中繼連接器2 4所需要之寬度W 4 ’並且被調整而與訊號層1 2的線寬W 1相等，此連接器 墊片2 2被電連接至訊號層1 2的末端部分，並且一介於 連接器墊片2 2與中繼連接器2 4之間的接觸處係位於傳 輸線的末端。 本紙巧度適用中國國家標隼（CNS) A4規格（21〇χ297公餐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-11 - 1224485 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 ) 在上述結構中，因爲位於傳輸線2 0之中間部份之測 試墊片2 1的寬度W 3係和訊號層1 2之線寬W 1相等， 所以傳輸線2 0之特性阻抗的連續性不會中斷於其中間部 份。因此，測試墊片2 1可以被設置在用以傳輸高速訊號 之傳輸線2 0的中間部份上，而同時維持高品質的訊號傳 輸。 況且，因爲在上述結構中，連接器墊片2 2和中繼連 接器之接觸點係位在傳輸線2 0的末端處，所以沒有不要 之電容出現在傳輸線2 0上。 明確地說，如果傳輸線2 0具有一延伸部份2 5，其 超過連接器墊片2 2和該中繼連接器2 4之接觸點，如由 兩虛線所指示的，則傳輸經過傳輸線2 0之高速訊號（電 流）會經由中繼連接器2 4而被導引至另一印刷電路板 2 3 ，而不會到該線2 0的延伸部份2 5，如由圖7之箭 頭所指示的。因此，延伸部分2 5仍然當作承載於傳輸線 2 0上的電容，並且作用爲使傳輸線之阻抗連續性中斷的 致因。 然而，在上述結構中，因爲連接器墊片2 2和中繼連 接器2 4之接觸點係位在傳輸線2 0之末端處，所以沒有 減少阻抗之電容出現在傳輸線2 0之末端，這意味著該傳 輸線2 0之特性阻抗的連續性不會在其末端中斷。結果’ 使傳輸訊號穩定且傳輸品質也能維持在高水準。 本發明不受限於上述之實施例，但是能夠以各種方式 來予以修正，舉例來說，固定於絕緣層間之層不限示於接 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） -12- 1224485 A7 ___B7五、發明説明（1〇 ) 地層，而可以是例如一電源供應層。本發明不受限於多層 印刷電路板，而可以應用於單層印刷電路板。 如同上面之詳細敘述的，在本發明中，可以實現該訊 號層與電氣連接之間的阻抗匹配，且因此，傳輸線之特性 阻抗的連續性不會中斷，俾以當高速訊號通過傳輸線時， 防止傳輸線之阻抗發生改變。結果，印刷電路板氣電子特 性和之後訊號傳輸的穩定性被提昇，這意味著提高訊號傳 輸的品質。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 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隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13 -

Claims (1)

1224485 附件2第90115652號專利申請案A8 中文申請專利範圍修正本 D8 民國92年2月13日修正 申請專利範圍 解 鎗 委Ά 本 案 4¾ 更 原 實 鸞 内t 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 · 一種印刷電路板，包括： 一訊號層，以一預定線圖案來予以形成而當作一用來 傳輸高速訊號之傳輸線；及 一電連接器’形成該訊號層上，連接至傳輸線，該電 連接器係位於傳輸線的中間部分，並且具有實際上傳輸線 之寬度相等的寬度，該寬度係在一平行於印刷電路板之平 面上所測量的。 2 ·如申請專利範圍第1項之印刷電路板，其中，該 電連接器包含一墊片，其位於傳輸線的末端。 3 ·如申旨F5專利範圍弟1項之印刷電路板，其中，該 電連結器包含一連接器墊片，用以和另一印刷電路板電連 接，並且一介於該連接器墊片與其他印刷電路板之間的接 觸點係位在該傳輸線的末端處。 4 .如申請專利範圍第1項之印刷電路板，其中，介. 於該傳輸線的寬度與該電連接器的寬度之間的差不大於5 5 .如申請專利範圍第1項之印刷電路板，其中，該 傳輸線之寬度係根據該傳輸線之阻抗特性來予以決定的。 6 . —種印刷電路板，包括： 一參考電壓層； 第一絕緣層和第二絕緣層，形成於該參考電壓層的兩 表面上； 一第一訊號層，形成於第一絕緣層上’並以一預定線 圖案來予以形成而當作一用來傳輸高速訊號之傳輸線； 一 .0_(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（210 X 297公釐） 1224485 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 2 一第二訊號層，.形成在第二絕緣層上；及 一電連接器，形成在該第一訊號層上，連接至傳輸線 ’該電連接器係位於傳輸線的中間部分，並且具有實際上 和傳輸線之寬度相等的寬度，該寬度係在一平行於印刷電 路板之平面上所測量的。 7 ·如申請專利範圍第6項之印刷電路板，其中，該 電連接器包含一墊片，其位設置於該傳輸線的末端。 8 ·如申請專利範圍第6項之印刷電路板，其中，該 電連接器包含一接墊片，用來和另一印刷電路板電連·接， 並且一介於連接器墊片與其他印刷電路板之間的接觸點係 位在該傳輸線的末端處。 9 ·如申請專利範圍第6項之印刷電路板，其中，該 參考電壓層包含一接地層。 I 0 •如申請專利範圍第6項之印刷電路板，其中， 該參考電壓層包含一電源供應層。 II •如申請專利範圍第6項之印刷電路板，其中’ 該第一絕緣層具有一被決定來將該傳輸線之特性阻抗設定 爲所想要之値的厚度。 1 2 .如申請專利範圍第6項之印刷電路板，其中’ 該傳輸線的寬度與該電連接器的寬度之間的差不大於5 % 0 13 .如申請專利範圍第6項之印刷電路板，其中， 該傳輸線之寬度係根據該傳輸線之阻抗特性來予以決定的 ---------ί ^-- (許先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) S1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印t 本紙张尺度適用中國國家摞準（CNS ) A4洗格（210X 297公釐） ,15 - 1224485 附件5第90115652號專利申請案 民國92年2月12日1 中文圖式修正頁 3 第 // /

i 量

卜—17' I r /W1 W2 v ^19 t y \ —1— ) ▲ 12 ^ 1 線寬差 阻抗匹配 0% 〇 1 〇 2 〇 3 〇 4 〇 5 〇 6 A 7 A 8 △ 9 A 10 X 11〜 X 第5圖