TWI392406B - 電路板 - Google Patents

Description

電路板

本發明係有關於一種電路板，尤指一種可減少不必要之串音(crosstalk)干擾的電路板。

在電子電路中，〝串音〞這個用語代表一訊號在一傳輸系統中的一電路或通道中傳輸時，於另一電路或通道中產生不必要影響的現象。串音通常由不必要的電容、電感或導體從一電路、部分電路或通道耦合至另一電路、部分電路或通道所導致。

在電信通訊中，串音通常是可辨別的，例如從其他人之間的通訊中所漏出的片段語音或訊號音(signaling tone)。若通訊是以類比的方式連接，通常會以雙絞線(twisted pair)電纜作為連接線路來減少串音的影響，或者，可將訊號轉為數位形式，其較不容易受到串音的影響。

在積體電路設計中，串音一般來說是指影響另一鄰近訊號的一訊號。通常訊號耦合現象是由電容所引起的，並影響最鄰近的訊號，但其他形式的耦合以及更遠的訊號所受的影響有時亦很重要，尤其是在類比設計中。請參考第1圖，第1圖為先前技術中一電路板100的俯視圖。電路板100包含有一訊號線平面(signal line plane)110以及一參考平面(reference plane)120，其中訊號線平面110(例如第1圖中的上層平面)係於電路板100的厚度方向上與參考平面120(例如第1圖中的底層平面)平行。訊號線平面110具有一第一傳輸線112以及一第二傳輸線114形成於其上，其中第一傳輸線112與第二傳輸線114在訊號線平面110上沒有任何交點。參考平面120具有一導電區域122(例如一實體電路板區域)以及一非導電區域124(例如一切割線或貫孔)。如第1圖中所示，第一傳輸線112以及第二傳輸線114在電路板100的厚度方向上會與導電區域122重疊。一般而言，訊號線平面110與參考平面120係藉由一絕緣層來隔開；然而，為了更清楚的描述訊號線平面110上的第一傳輸線112、第二傳輸線114與參考平面120上導電區域122、非導電區域124之間的關係，該絕緣層並沒有顯示於第1圖中。如第1圖中所示，第一傳輸線112沿著電路板100的厚度方向而於參考平面120上的投影以及第二傳輸線114沿著電路板100的厚度方向而於參考平面120上的投影會與非導電區域124有交點，而此一結構所形成的基板耦合現象會導致串音透過電路板100來傳播。

因此，如何有效的減少電路板中之串音干擾便為亟需解決之問題。

因此，本發明的目的之一在於提供一種可減少串音干擾的電路板，以解決上述的問題。

依據本發明之一實施例，其係提供一種電路板。該電路板包含有一訊號線平面以及一參考平面。該訊號線平面具有至少一第一傳輸線以及一第二傳輸線形成於其上，其中該第一傳輸線與該第二傳輸線在該訊號線平面上沒有任何交點。該參考平面具有一導電區域以及至少一非導電區域，以及該第一傳輸線以及該第二傳輸線在該電路板的厚度方向上與該導電區域重疊。此外，該非導電區域包含有至少一第一部分以及連接於該第一部分的一第二部分，其中該第一傳輸線沿著該電路板的厚度方向而於該參考平面上的投影以及該第二傳輸線沿著該電路板的厚度方向而於該參考平面上的投影兩者至少其一會與該第一部分有交點；此外，該第二部分位於該第一傳輸線於該參考平面上的投影與該第二傳輸線於該參考平面上的投影之間，且與該第一傳輸線的投影以及該第二傳輸線的投影至少其一沒有交點。

在本發明各實施例之電路板的俯視圖中，為了簡單起見，各圖中僅繪出一訊號線平面上的佈局圖樣以及一參考平面上的佈局圖樣，為了能更清楚的描述訊號線平面上的佈局圖樣以及參考平面上的佈局圖樣之間的關係，圖中省略了通常會設置於訊號線平面以及參考平面之間的絕緣層。除此之外，垂直於本發明之各實施例電路板之俯視圖圖面的方向係被定義為其中所繪之電路板的厚度方向，以及訊號線平面係在電路板的厚度方向上平行於參考平面。

請參考第2圖，第2圖為本發明一第一實施例中電路板200的俯視圖。電路板200包含有一訊號線平面210以及一參考平面220。訊號線平面210具有一第一傳輸線212以及一第二傳輸線214形成於其上，其中第一傳輸線212與第二傳輸線214在訊號線平面210上沒有任何交點。參考平面220具有一導電區域222(例如一實體電路板區域)以及一非導電區域224(例如一切割線或貫孔)，以及第一傳輸線212以及第二傳輸線214在電路板200的厚度方向上與導電區域222重疊。非導電區域224包含有一第一部分2242以及連接於第一部分2242的一第二部分2244。如第2圖中所示，第一傳輸線212沿著電路板200的厚度方向而於參考平面220上的投影會與第一部分2242有交點。第二部分2244位於第一傳輸線212於參考平面220上的投影與第二傳輸線214於參考平面220上的投影之間，且與第二傳輸線214的投影沒有交點。

請參考第3圖，第3圖為本發明一第二實施例中電路板300的俯視圖。電路板300包含有一訊號線平面310以及一參考平面320，其中訊號線平面310具有一第一傳輸線312以及一第二傳輸線314形成於其上，以及參考平面320具有一導電區域322以及包含一第一部分3242與一第二部分3244的一非導電區域324。第3圖中的電路板300係類似於第2圖中的電路板200，而電路板300與電路板200兩者的不同之處在於：第二部分3244跟第一、第二傳輸線312、314沿著電路板300的厚度方向而於參考平面320上的投影皆沒有交點。

請參考第4圖，第4圖為本發明一第三實施例中電路板400的俯視圖。電路板400包含有一訊號線平面410以及一參考平面420，其中訊號線平面410具有一第一傳輸線412以及一第二傳輸線414形成於其上，以及參考平面420具有一導電區域422以及包含一第一部分4242與一第二部分4244的一非導電區域424。第4圖中的電路板400係類似於第3圖中的電路板300，而電路板400與電路板300兩者的不同之處在於：第一傳輸線412沿著電路板400的厚度方向而於參考平面420上的投影以及第二傳輸線414沿著電路板400的厚度方向而於參考平面420上的投影均會與第一部分4242有交點。

請參考第5圖，第5圖為本發明一第四實施例中電路板500的俯視圖。電路板500包含有一訊號線平面510以及一參考平面520，其中訊號線平面510具有一第一傳輸線512以及一第二傳輸線514形成於其上，以及參考平面520具有一導電區域522以及包含一第一部分5242與一第二部分5244的一非導電區域524。第5圖中的電路板500係類似於第4圖中的電路板400，而電路板500與電路板400兩者的不同之處在於：第二部分5244與第二傳輸線514沿著電路板500的厚度方向而於參考平面520上的投影有交點。

請參考第6圖，第6圖為本發明一第五實施例中電路板600的俯視圖。電路板600包含有一訊號線平面610以及一參考平面620。訊號線平面610具有一第一傳輸線612以及一第二傳輸線614形成於其上，其中第一傳輸線612與第二傳輸線614在訊號線平面610上沒有任何交點。參考平面620具有一導電區域622以及一非導電區域624，以及第一傳輸線612以及第二傳輸線614在電路板600的厚度方向上與導電區域622重疊。非導電區域624包含有一第一部分6242、連接於第一部分6242的一第二部分6244以及連接於第一部分6242的一第三部分6246。如第6圖中所示，第一傳輸線612沿著電路板600的厚度方向而於參考平面620上的投影會與第一部分6242有交點。第二部分6244以及第三部分6246皆位於第一傳輸線612於參考平面620上的投影與第二傳輸線614於參考平面620上的投影之間，且與第一傳輸線612的投影以及第二傳輸線614的投影皆沒有交點。

請參考第7圖，第7圖為本發明一第六實施例中電路板700的俯視圖。電路板700包含有一訊號線平面710以及一參考平面720，其中訊號線平面710具有一第一傳輸線712以及一第二傳輸線714形成於其上，以及參考平面720具有一導電區域722以及包含一第一部分7242、一第二部分7244與一第三部分7246的一非導電區域724。第7圖中的電路板700係類似於第6圖中的電路板600，而電路板700與電路板600兩者的不同之處在於：第二部分7244以及第三部分7246係分別從第一部分7242的相反兩邊延伸出來。

請參考第8圖，第8圖為本發明一第七實施例中電路板800的俯視圖。電路板800包含有一訊號線平面810以及一參考平面820，其中訊號線平面810具有一第一傳輸線812以及一第二傳輸線814形成於其上，以及參考平面820具有一導電區域822以及包含一第一部分8242、一第二部分8244與一第三部分8246的一非導電區域824。第8圖中的電路板800係類似於第7圖中的電路板700，而電路板800與電路板700兩者的不同之處在於：第一傳輸線812沿著電路板800的厚度方向而於參考平面820上的投影以及第二傳輸線814沿著電路板800的厚度方向而於參考平面820上的投影均會與第一部分8242有交點。

請一併參考第8圖以及第9圖。第9圖為三種具有不同結構之電路板在頻率域中串音現象模擬結果的比較圖。如子圖9(a)中所示，實線T代表一理想電路板的近端串音現象；虛線S代表不具有第二部分8244以及第三部分8246之電路板800的近端串音現象；以及點線P代表電路板800的近端串音現象。同樣地，在子圖9(b)中，實線T’代表理想電路板的遠端串音現象；虛線S’代表不具有第二部分8244以及第三部分8246之電路板800的遠端串音現象；以及點線P’代表電路板800的遠端串音現象。

請一併參考第8圖以及第10圖。第10圖為三種具有不同結構之電路板在時域中串音現象模擬結果的比較圖。如子圖10(a)中所示，實線I代表一理想電路板的近端串音現象；虛線C代表不具有第二部分8244以及第三部分8246之電路板800的近端串音現象；以及點線B代表電路板800的近端串音現象。同樣地，在子圖10(b)中，實線I’代表理想電路板的遠端串音現象；虛線C’代表不具有第二部分8244以及第三部分8246之電路板800的遠端串音現象；以及點線B’代表電路板800的遠端串音現象。

綜上所述，在本發明之上述實施例中，當一電路板中存有一第一部分的非導電區域時，本發明會在該電路板中設置一第二部分以及一第三部分的非導電區域兩者至少其一，來增加耦合路徑以減少串音。透過本發明之設計，可明顯的改善近端串音以及遠端串音的干擾，其可從第9圖以及第10圖的模擬結果中清楚得知。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100、200、300、400、500、600、700、800．．．電路板

110、210、310、410、510、610、710、810．．．訊號線平面

112、212、312、412、512、612、712、812．．．第一傳輸線

114、214、314、414、514、614、714、814．．．第二傳輸線

120、220、320、420、520、620、720、820．．．參考平面

122、222、322、422、522、622、722、822．．．導電區域

124、224、324、424、524、624、724、824．．．非導電區域

2242、3242、4242、5242、6242、7242、8242．．．第一部分

2244、3244、4244、5244、6244、7244、8244．．．第二部分

6246、7246、8246．．．第三部分

第1圖為先前技術中一電路板的俯視圖。

第2圖為本發明一第一實施例中電路板的俯視圖。

第3圖為本發明一第二實施例中電路板的俯視圖。

第4圖為本發明一第三實施例中電路板的俯視圖。

第5圖為本發明一第四實施例中電路板的俯視圖。

第6圖為本發明一第五實施例中電路板的俯視圖。

第7圖為本發明一第六實施例中電路板的俯視圖。

第8圖為本發明一第七實施例中電路板的俯視圖。

第9圖為三種具有不同結構之電路板在頻率域中串音現象模擬結果的比較圖。

第10圖為三種具有不同結構之電路板在時域中串音現象模擬結果的比較圖。

200．．．電路板

210．．．訊號線平面

212．．．第一傳輸線

214．．．第二傳輸線

220．．．參考平面

222．．．導電區域

224．．．非導電區域

2242．．．第一部分

2244．．．第二部分

Claims (6)

1. 一種電路板，包含有：一訊號線平面，具有至少一第一傳輸線以及一第二傳輸線形成於其上，其中該第一傳輸線與該第二傳輸線在該訊號線平面上沒有任何交點；以及一參考平面，具有一導電區域以及至少一非導電區域，其中該第一傳輸線以及該第二傳輸線在該電路板的厚度方向上會與該導電區域重疊；該非導電區域包含有至少一第一部分以及連接於該第一部分的一第二部分；該第一傳輸線沿著該電路板的厚度方向而於該參考平面上的投影以及該第二傳輸線沿著該電路板的厚度方向而於該參考平面上的投影兩者至少其一會與該第一部分有交點；以及該第二部分係位於該第一傳輸線於該參考平面上的投影與該第二傳輸線於該參考平面上的投影之間，且與該第一傳輸線的投影以及該第二傳輸線的投影至少其一沒有交點。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電路板，其中該第一部分與該第一傳輸線的投影以及該第二傳輸線的投影皆有交點，且該第二部分與該第一傳輸線的投影以及該第二傳輸線的投影皆沒有交點。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電路板，其中該第二部分另包含有連接於該第一部分的一第三部分；以及該第三部分係位於該第一傳輸線於該參考平面上的投影與該第二傳輸線於該參考平面上的投影之間，且與該第一傳輸線的投影以及該第二傳輸線的投影至少其一沒有交點。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電路板，其中該第二部分以及該第三部分係分別從該第一部分的相反兩邊延伸出來。
5. 如申請專利範圍第3項所述之電路板，其中該第一部分與該第一傳輸線的投影以及該第二傳輸線的投影皆有交點，且該第二部分以及該第三部分與該第一傳輸線的投影以及該第二傳輸線的投影皆沒有交點。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電路板，其中該第二部分以及該第三部分係分別從該第一部分的相反兩邊延伸出來。