TWI409010B - 電路板 - Google Patents

Description

電路板

本發明係關於一種電路板及其設計方法，尤指一種具備高品質之信號傳輸能力之電路板和該種電路板之設計方法。

印刷電路板通常包括一層基板，該基板由絕緣層和銅箔所構成，絕緣層一般係由絕緣布(例如玻璃纖維布等)浸漬在熱固性樹脂中固化而成。

如圖1和圖2所示，印刷電路板之絕緣層1上佈設有信號線17，絕緣層1中設有絕緣布10，該絕緣布10為業界通常採用之一種由橫向設置之纖維線11和縱向設置之纖維線12採用平織法編織而成之絕緣布，這些橫向和縱向之纖維線11、12同時在絕緣布上圍成了複數整齊排列之間隙13，樹脂填充於這些間隙13中，纖維線11、12和樹脂通常具有不同之介電常數，如一般採用之纖維線之介電常數約為6.6，而樹脂之介電常數約為3.2，另一方面，印刷電路板之信號線層上所佈設之信號線17一般具有多種走向，如通常採用之0°、45°、90°、-45°等多個角度佈線，因此，有時信號線17在絕緣布10上之投影正好與纖維線11或12重合(如圖1中成0和90佈設之信號線)，有時信號線17在絕緣布10上之投影穿過間隙13中之 樹脂(如圖1中成正負45°佈線之信號線)，由於纖維線11、12和樹脂13具有不同之介電常數，佈設在纖維線11、12和樹脂13上之信號線具有之阻抗值不同，當一組平行信號線之一信號線佈設在纖維線11或12上，而另一條信號線佈設在樹脂13上，它們具有之延遲差異比較大，從而影響信號傳送品質。

鑒於以上內容，有必要提供一種設有具備穩定阻抗值之信號線之電路板。

一種電路板，其包括一層絕緣層，該絕緣層中設有一層絕緣布，該絕緣布由一組平行之第一纖維線和一組與該第一纖維線垂直之第二纖維線組成，該絕緣層上佈設了至少一信號線，該信號線包括複數相互平行之信號線段，每一信號線段之延伸方向與該第一纖維線延伸方向相同，該信號線之其中一部分信號線段與該組第一纖維線中之至少一條第一纖維線重疊，另一部分信號線段佈設於該組第一纖維線中之至少兩條相鄰之第一纖維線之間，相鄰之兩信號線段分別藉由一過渡信號線段連接。

一種電路板設計方法，該電路板之絕緣層有一層絕緣布，該絕緣布由一組平行之第一纖維線和一組與所述第一纖維線垂直之第二纖維線組成，該電路板設計方法包括以下步驟：在該絕緣層上佈設至少一信號線，該信號線包括複數相互平行之信號線段，每一信號線段之延伸方向與該第一纖維線延 伸方向相同，該信號線之其中一部分信號線段與該組第一纖維線中之至少一條第一纖維線重疊，另一部分信號線段分佈於該組第一纖維線中之至少兩條相鄰之第一纖維線之間，相鄰之兩信號線段分別藉由一過渡信號線段連接。

相較於習知技術，本發明電路板上之信號線在絕緣布上之正投影與其中一組纖維線既有重疊部分又有非重疊部分，從而使信號線具備穩定之阻抗值，提升信號傳輸品質。

1‧‧‧絕緣層

10‧‧‧絕緣布

11‧‧‧纖維線

12‧‧‧纖維線

13‧‧‧間隙

17‧‧‧信號線

2‧‧‧絕緣層

20‧‧‧絕緣布

21‧‧‧纖維線

22‧‧‧纖維線

27‧‧‧信號線

3‧‧‧絕緣層

30‧‧‧絕緣布

31‧‧‧纖維線

32‧‧‧纖維線

37‧‧‧信號線

4‧‧‧絕緣層

40‧‧‧絕緣布

41‧‧‧纖維線

42‧‧‧纖維線

47‧‧‧信號線

5‧‧‧絕緣層

50‧‧‧絕緣布

51‧‧‧纖維線

52‧‧‧纖維線

57‧‧‧信號線

圖1係習知技術中電路板之絕緣布和信號線之示意圖。

圖2係圖1中沿II-II線之剖視圖。

圖3係本發明電路板一較佳實施例之絕緣布和信號線之示意圖。

圖4係本發明電路板另一較佳實施例之絕緣布和信號線之示意圖。

圖5係本發明電路板另一較佳實施例之絕緣布和信號線之示意圖，其包括一變數X。

圖6係圖5中之X為特定值示意圖。

圖7係本發明電路板又一較佳實施例之絕緣布和信號線之示意圖。

請參閱圖3，其為本發明一較佳實施例，印刷電路板之絕緣 層2佈設有一信號線27，該絕緣層2中設有絕緣布20。該絕緣布20由一組平行之纖維線21及一組與該纖維線21垂直之纖維線22組成，相鄰之兩纖維線21之中心線之間之垂直距離為P。該信號線27包括平行該纖維線21之信號線段A1、B1、A2、B2、A3、B3，其中信號線段A1、B1長度相等，信號線段A2、B2長度相等，信號線段A3、B3長度相等。信號線段A1、B1在該絕緣布20上之投影之間之垂直距離為3P/2，信號線段B1、A2在該絕緣布20上之投影之間之垂直距離為P/2，信號線段A2、B2在該絕緣布20上之投影之間之垂直距離為P/2，信號線段B2、A3在該絕緣布20上之投影之間之垂直距離為P/2，信號線段A3、B3在該絕緣布20上之投影之間之垂直距離為P/2，每兩相鄰之信號線段之間藉由常用之45度之信號線段連接，透過這種設計，該信號線27之一半處在該纖維線21上，一半處在兩纖維線21之間，這樣避免該信號線27遭遇之阻抗過大，同時，對於一組這樣之信號線27，避免了其間信號線27之延時相對過大之情況。

請參閱圖4，其為本發明另一較佳實施例，印刷電路板之絕緣層3佈設有一信號線37，該絕緣層3中設有絕緣布30。該絕緣布30由一組平行之纖維線31及一組與該纖維線31垂直之纖維線32組成，該絕緣布30上之兩相鄰纖維線31之中心線之間之垂直距離為P。該信號線37包括平行該纖維線31之信號線段A1’、B1’、A2’，其中信號線段A1’、A2’長度之和等於信號線段B1’之長度。每兩相鄰之信號線段之間藉由常用 之45度之信號線段連接，透過這種設計，該信號線37之一半處在該纖維線31上，一半處在兩纖維線31之間，這樣避免該信號線37處在之介質之阻抗過大，同時，對於一組這樣之信號線37，避免了其間信號線37之延時相對過大之情況。

根據本發明之設計思想，一組纖維線相鄰纖維線之間之垂直距離設為P，與該組纖維線平行之相鄰信號線段在絕緣布上之投影之間之垂直距離為N*P/2，其中，N為奇數，取其中一信號線段作為參考信號線段，在所述絕緣布上之投影與所述參考信號線段在所述絕緣布上之投影之間之垂直距離為M*P之信號線段設為第一類信號線段，其中，M為整數，在該絕緣布上之投影與該參考信號線段在所述絕緣布上之投影之間之垂直距離為R*P/2之信號線段設為第二類信號線段，其中，R為奇數，只要滿足該第一類信號線段之總長度等於該第二類信號線段之總長度，即可實現本發明目的。

請參閱圖5，其為本發明另一較佳實施例，印刷電路板之絕緣層4佈設有一組信號線47，該絕緣層4中設有絕緣布40。該絕緣布40由一組平行之纖維線41及一組與該纖維線41垂直之纖維線42組成，該絕緣布40上之兩相鄰纖維線41之中心線垂直距離為P’。該纖維線41之寬度為F，該信號線47之寬度為W。每一信號線47包括平行該纖維線41之信號線段C1、C2、C3、C4，其中該信號線段C1與信號線段C2之中心線在該絕緣布40上之投影之間之垂直距離為P’/2，該信號線段C3與信號線段C2之中心線在該絕緣布40上之投影之間之垂直距離為 X，該信號線段C4與信號線段C3之中心線在該絕緣布40上之投影之間之垂直距離為P’/2。每兩相鄰之信號線段之間藉由常用之45度之過渡信號線段連接。該信號線段C1之長度等於該信號線段C2之長度，該信號線段C3之長度等於該信號線段C4之長度。經過計算，該信號線段C1之上邊緣與該信號線段C3之下邊緣之間之垂直距離及該信號線段C2之上邊緣與該信號線段C4之下邊緣之間之垂直距離都為P’/2-W-X，該信號線段C2之下邊緣與該信號線段C3之上邊緣之間之垂直距離為X-W，該信號線段C1之下邊緣與該信號線段C4之上邊緣之間之垂直距離為P’+W-X。當纖維線41之寬度F較小時，要使纖維線41在任意位置都與該信號線47有重疊時，需滿足以下條件：P’/2-W-X<F，X-W<F，且P’+W-X>P’-F，從而得出X滿足P’/2-W-F<X<F+W，得出P’滿足2(W+F)<P’<4(W+F)。透過這種設計，該信號線47無論起始位置在哪個地方，其一部分必定處在該纖維線41上，另一部分處在相鄰纖維線41之間，這樣避免該信號線47遭遇之阻抗過大或過小之情況，同時，對於該組信號線47，避免了其間信號線47之延時也相對過大之情況。當X-W=P’/2-W-X，從而得出X=P’/4，此時該信號線段C2與該信號線段C3之中心線在該絕緣布40上之投影之間之垂直距離等於該信號線段C4與該信號線段C2在該絕緣布40上之投影之間之垂直距離，如圖6所示。

當纖維線41之寬度F較大時，要使相鄰兩纖維線41之間空隙在任意位置都與該信號線47有重疊時，需滿足以下條件：P ’/2-W-X<P’-F，X-W<P’-F，且P’+W-X>F，從而得出X滿足F-P’/2-W<X<P’-F+W，得出P’滿足4(F-W)/3<P’<2(F-W)。當2(F-W)<P’<2(F+W)時，即P’/2-W<F，且P’/2+W>F，對於該信號線段C1及該信號線段C2，它們中心線之間之垂直距離為P’/2，該信號線段C1之上邊緣與該信號線段C2之下邊緣之間之距離為P’/2-W，該信號線段C1之下邊緣與該信號線段C2之上邊緣之間之垂直距離為P’/2+W，若P’/2-W<F，且P’/2+W>F，則該信號線段C1、C2一定不會完全佈設在同一纖維線41上；同樣，當2(F-W)<P’<2(F+W)時，即P’/2-W<P’-F，且P’/2+W>P’-F，對於該信號線段C1及該信號線段C2，它們中心線之間之垂直距離為P’/2，該信號線段C1之上邊緣與該信號線段C2之下邊緣之間之距離為P’/2-W，該信號線段C1之下邊緣與該信號線段C2之上邊緣之間之垂直距離為P’/2+W，則該兩信號線段C1、C2一定不會完全佈設在相鄰纖維線41之間之空隙上。因此，該兩信號線段C1、C2一部分與纖維線41重疊，另一部分與兩相鄰纖維線41之空隙重疊。

綜上所述，無論該絕緣布40之纖維線41怎麼分佈，透過該種設計，該信號線47無論起始位置在哪個地方，其一部分必定處在該纖維線41上，另一部分處在相鄰纖維線41之間之空隙，這樣避免該信號線47遭遇之阻抗過大或過小之情況，同時，對於該組信號線47，避免了其間信號線47之延時相對過大之情況。

請參閱圖7，其為本發明又一較佳實施例，印刷電路板之絕緣層5佈設有一組信號線57，該絕緣層5中設有絕緣布50。該絕緣布50由一組平行之纖維線51及一組與該纖維線51垂直之纖維線52組成，該絕緣布50上之兩相鄰纖維線51之中心線垂直距離為P’。該纖維線51之寬度為F，該信號線57之寬度為W。每一信號線57包括平行該纖維線51之信號線段D1、D2、D3、D4、D5、D6，其中該信號線段D1與信號線段D2之中心線在該絕緣布50上之投影之間之垂直距離為P’/2，該信號線段D3與信號線段D2之中心線在該絕緣布50上之投影之間之垂直距離為X，該信號線段D4與信號線段D3之中心線在該絕緣布50上之投影之間之垂直距離為2X，該信號線段D5與信號線段D4之中心線在該絕緣布50上之投影之間之垂直距離為X，該信號線段D6與信號線段D5之中心線在該絕緣布50上之投影之間之垂直距離為P’/2，該信號線段D1與該信號線段D3處在該信號線段D2之同側，該信號線段D4與該信號線段D6處在該信號線段D5之同側。每兩相鄰之信號線段之間藉由常用之45度之過渡信號線段連接。該信號線段D1之長度等於該信號線段D2之長度，該信號線段D3之長度等於該信號線段D4之長度，該信號線段D5之長度等於該信號線段D6之長度。經過計算，該信號線段D3之上邊緣與該信號線段D1之下邊緣之間之垂直距離及該信號線段D6之上邊緣與該信號線段D4之下邊緣之間之垂直距離都為P’/2-W-X，該信號線段D3之下邊緣分別與該信號線段D2及該信號線段D5之上邊緣之間之垂直距離以及該信號線段D5之下邊緣與該信號線段D4之上邊緣之間 之垂直距離都為X-W。當纖維線51之寬度F較小時，要使纖維線51在任意位置都與該信號線57有重疊時，需滿足以下條件：P’/2-W-X<F，X-W<F，從而得出X滿足P’/2-W-F<X<F+W，得出P’滿足2(W+F)<P’<4(F+W)。透過這種設計，該信號線57無論起始位置在哪個地方，其一部分必定處在該纖維線51上，另一部分處在相鄰纖維線51之間之空隙，這樣避免該信號線57遭遇之阻抗過大或過小之情況，同時，對於該組信號線57，避免了其間信號線57之延時也相對過大之情況。當X-W=P’/2-W-X，從而得出X=P’/4，此時該信號線段D2與該信號線段D3之中心線在該絕緣布50上之投影之間之垂直距離等於該信號線段D1與該信號線段D3在該絕緣布50上之投影之間之垂直距離。

當纖維線51之寬度F較大時，要使相鄰兩纖維線51之間空隙在任意位置都與該信號線57有重疊時，需滿足以下條件：P’/2-W-X<P’-F，X-W<P’-F，從而得出X滿足F-P’/2-W<X<P’-F+W，得出P’滿足4(F-W)/3<P’<2(F-W)。當2(F-W)<P’<2(F+W)時，即P’/2-W<F，且P’/2+W>F，對於該信號線段D1及該信號線段D2，它們中心線之間之垂直距離為P’/2，該信號線段D1之上邊緣與該信號線段D2之下邊緣之間之距離為P’/2+W，該信號線段D1之下邊緣與該信號線段D2之上邊緣之間之垂直距離為P’/2-W，若P’/2-W<F，且P’/2+W>F，則該兩信號線段D1、D2一定不會完全佈設在同一纖維線51上；同樣，當2(F-W)<P’<2(F+W)時，即P ’/2-W<P’-F，且P’/2+W>P’-F，對於該信號線段D1及該信號線段D2，它們中心線之間之垂直距離為P’/2，該信號線段D1之上邊緣與該信號線段D2之下邊緣之間之距離為P’/2+W，該信號線段D1之下邊緣與該信號線段D2之上邊緣之間之垂直距離為P’/2-W，若P’/2-W<P’-F，且P’/2+W>P’-F，則該兩信號線段D1、D2一定不會完全佈設在相鄰纖維線51之間之空隙上。因此，該兩信號線段D1、D2一部分與纖維線51重疊，另一部分與兩相鄰纖維線51之空隙重疊。

綜上所述，無論該絕緣布50之纖維線51怎麼分佈，透過該種設計，該信號線57無論起始位置在哪個地方，其一部分必定處在該纖維線51上，另一部分處在相鄰纖維線51之間之空隙，這樣避免該信號線57遭遇之阻抗過大或過小之情況，同時，對於該組信號線57，避免了其間信號線57之延時相對過大之情況。

綜上所述，本發明係合乎發明專利申請條件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士其所爰依本案之創作精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

4‧‧‧絕緣層

40‧‧‧絕緣布

41‧‧‧纖維線

42‧‧‧纖維線

47‧‧‧信號線

Claims (12)

1. 一種電路板，其包括一層絕緣層，該絕緣層中設有一層絕緣布，該絕緣布由一組平行之第一纖維線和一組與該第一纖維線垂直之第二纖維線組成，該絕緣層上佈設了至少一信號線，其特徵在於：該信號線包括複數相互平行之信號線段，每一信號線段之延伸方向與該第一纖維線延伸方向相同，該信號線之其中一部分信號線段與該組第一纖維線中之至少一條第一纖維線重疊，另一部分信號線段佈設於該組第一纖維線中之至少兩條相鄰之第一纖維線之間，相鄰之兩信號線段分別藉由一過渡信號線段連接，其中每相鄰之兩第一纖維線之中心線之間之垂直距離為P，第一纖維線之寬度為F，該信號線之寬度為W，該複數相互平行之信號線段包括一第一信號線段、一第二信號線段及一第三信號線段，該第一信號線段之中心線與該第二信號線段之中心線在第二纖維線方向上之垂直距離為P/2，該第三信號線段與該第二信號線段之中心線在第二纖維線方向上之垂直距離為X，該第一信號線段與該第三信號線段分佈在該第二信號線段之同一側，當4(F-W)/3<P<2(F-W)，該X需滿足F-P/2-W<X<P-F+W；當2(F-W)<P<2(W+F)，該X可為任意值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電路板，其中該複數相互平行之信號線段還包括一第四信號線段，該第四信號線段與第三信號線段之中心線在第二纖維線方向上之垂直距離為P/2， 當2(W+F)<P<4(W+F)，該X需滿足P/2-W-F<X<F+W。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電路板，其中該第三信號線段與該第二信號線段之中心線在第二纖維線方向上之垂直距離為P/4。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電路板，其中該複數相互平行之信號線段還包括一第四信號線段、一第五信號線段及一第六信號線段，該第四信號線段與第五信號線段之中心線在第二纖維線方向上之垂直距離為X，該第六信號線段與該第五信號線段之中心線在第二纖維線方向上之垂直距離為P/2，該第四信號線段與該第六信號線段分佈在該第五信號線段之同一側，當2(W+F)<P<4(W+F)，該X需滿足P/2-W-F<X<F+W。
5. 如申請專利範圍第2或4項所述之電路板，其中每一信號線段之長度與其相鄰之一信號線段之長度相等。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電路板，其中該過渡信號線段與相鄰之信號線段之間具有一夾角。
7. 一種電路板設計方法，該電路板之絕緣層有一層絕緣布，該絕緣布由一組平行之第一纖維線和一組與所述第一纖維線垂直之第二纖維線組成，該電路板設計方法包括以下步驟：在該絕緣層上佈設至少一信號線，該信號線包括複數相互平行之信號線段，每一信號線段之延伸方向與該第一纖維線延伸方向相同，該信號線之其中一部分信號線段與該組第一纖維線中之至少一條第一纖維線重疊，另一部分信號線段分佈於該組第一纖維線中之至少兩條相鄰之第一纖維線之間，相 鄰之兩信號線段分別藉由一過渡信號線段連接，其中每相鄰之兩第一纖維線之中心線之間之垂直距離為P，第一纖維線之寬度為F，該信號線之寬度為W，該複數相互平行之信號線段包括一第一信號線段、一第二信號線段及一第三信號線段，該第一信號線段之中心線與該第二信號線段之中心線在第二纖維線方向上之垂直距離為P/2，該第三信號線段與該第二信號線段之中心線在第二纖維線方向上之垂直距離為X，該第一信號線段與該第三信號線段分佈在該第二信號線段之同一側，當4(F-W)/3<P<2(F-W)，取X值需滿足F-P/2-W<X<P-F+W；當2(F-W)<P<2(W+F)，該X可為任意值。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電路板設計方法，其中該複數相互平行之信號線段還包括一第四信號線段，該第四信號線段與第三信號線段之中心線在第二纖維線方向上之垂直距離為P/2，當2(W+F)<P<4(W+F)，取X值需滿足P/2-W-F<X<F+W。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電路板設計方法，其中第三信號線段與該第二信號線段之中心線在第二纖維線方向上之垂直距離為P/4。
10. 如申請專利範圍第7項所述之電路板設計方法，其中該複數相互平行之信號線段還包括一第四信號線段、一第五信號線段及一第六信號線段，該第四信號與第五信號線段之中心線在第二纖維線方向上之垂直距離為X，該第六信號線段與該第五信號線段之中心線在第二纖維線方向上之垂直距離為 P/2，該第四信號線段與該第六信號線段分佈在該第五信號線段之同一側，當2(W+F)<P<4(W+F)，取X值需滿足P/2-W-F<X<F+W。
11. 如申請專利範圍第8或10項所述之電路板設計方法，其中每一信號線段之長度與其相鄰之一信號線段之長度相等。
12. 如申請專利範圍第7項所述之電路板設計方法，其中該過渡信號線段與相鄰之信號線段之間具有一夾角。