TWI442839B - 軟性電路板 - Google Patents

Description

軟性電路板

本發明係關於一種印刷電路板，特別係一種軟性電路板。

軟性電路板是用柔性的絕緣基材製成的印刷電路板，具有諸多硬性印刷電路板不具備的優點。例如軟性電路板厚度較薄，可自由彎曲、捲繞、折疊，可依照空間佈局要求任意安排，並於三維空間任意移動和伸縮，從而達到元器件裝配和導線連接的一體化。利用軟性電路板可大大縮小電子產品的體積，適用電子產品向高密度、小型化、高可靠性方向發展的需要。故，軟性電路板於航空、軍事、移動通訊、手提電腦、電腦週邊、PDA、數位相機等領域或產品上得到了廣泛的應用。

由於軟性電路板厚度極薄，而使位於上層電路板上的傳輸線與下層接地面的距離太近，由此造成軟性電路板無法傳輸高速差分訊號，於軟性電路板上，即使一般製程可達到的最細傳輸線寬度，如4密爾(1密爾=0.0254毫米)，亦難以達到高速訊號傳輸線的特性阻抗的要求。

鑒於上述內容，有必要提供一種可傳輸高速訊號的軟性電路板。

一種軟性電路板，包括一上層基板及一下層基板，該上層基板上佈設一差分對，該差分對包括兩條傳輸線，該下層基板上佈設有 第一接地導電材料，於該下層基板上將至少與該差分對垂直相對的部分第一接地導電材料作挖空處理以形成一挖空區域，該上層基板上，於該差分對兩側分別平行設置第二接地導電材料，該差分對包括複數分段組，每一分段組由對稱分佈於該兩條傳輸線上的兩分段組成，每條傳輸線上每兩相鄰的分段的線寬不同，其中，每一分段組中的兩分段之間具有一第一水平間距，每一分段組中的兩分段與相鄰的第二接地導電材料之間具有距離相等的第二水平間距，以使每一分段組具有一特定的特性阻抗，每相鄰兩分段組分別等效為一低通濾波器的一電容元件及該低通濾波器的一電感元件，等效為電容元件的分段組中的每一分段的線寬大於等效為電感元件的分段組中的每一分段的線寬。

前述軟性電路板是於該下層基板上，將與差分對垂直對應的接地導電材料挖空處理，並於該差分對的兩側平行設置接地導電材料，以避免差分對與下層基板上的接地導電材料距離太近所導致的傳輸線阻抗偏低問題的產生，透過一併或分別設定每一分段組所對應的第一、第二水平間距，即可使該差分對的每一分段組達到所需的特性阻抗，故，該軟性電路板無需增加額外成本，只需調整現有佈線方式即可實現高速訊號的傳輸。

1‧‧‧軟性電路板

20‧‧‧下層基板

40‧‧‧差分對

12、22‧‧‧接地銅箔

411-415、421-425‧‧‧分段

44‧‧‧等效電路

C1、C2、C3‧‧‧電容元件

10‧‧‧上層基板

30‧‧‧絕緣介質

41、42‧‧‧傳輸線

24‧‧‧挖空區域

Z1-Z5‧‧‧分段組

L1、L2‧‧‧電感元件

圖1係本發明軟性電路板較佳實施例的剖面示意圖。

圖2係圖1中的差分對以及與該差分對於同一平面的接地銅箔的俯視示意圖。

圖3係圖1、圖2中的低通濾波器的等效電路圖。

下面結合附圖及較佳實施例對本發明作進一步詳細描述。

請一併參閱圖1及圖2，本發明軟性電路板1的較佳實施例包括一上層基板10及一下層基板20，該上層基板10與下層基板20之間填充一層絕緣介質30。一差分對40佈設於該上層基板10上，該差分對40包括兩條傳輸線41及42。

該下層基板20上覆蓋有接地銅箔，其與該傳輸線41及42垂直相對的部分作挖空處理，以避免差分對40與該下層基板20上的接地銅箔之間的垂直距離太近所導致的傳輸線阻抗偏低問題的產生，當然，亦可根據整個下層基板20的大小適當增大挖空區域的大小，只要滿足與該傳輸線41及42垂直相對的部分為挖空區域即可。圖1中該下層基板20中央的矩形挖空區域24即是將下層基板20上的銅箔22挖空所形成的。

該差分對40包括複數分段組，該等分段組設於該差分對40的訊號輸入端與訊號輸出端之間，每一分段組中包括對稱設於該傳輸線41的一分段及該傳輸線42上的一分段，每一分段組中的兩分段的尺寸相同。該差分對40以及其複數分段組可等效為一低通濾波器，該等分段組的數量由設計的低通濾波器的規格需求決定，本實施例中，以五個分段組為例進行說明，該傳輸線41包括分段411-415，該傳輸線42包括分段421-425，該分段411、421組成該差分對40的一分段組Z1，該分段412、422組成該差分對40的一分段組Z2，該分段413、423組成該差分對40的一分段組Z3，該分段414、424組成該差分對40的一分段組Z4，該分段415、425組成該差分對40的一分段組Z5。

於該上層基板10上，該差分對40的兩側平行設置有與該差分對40 長度相等的接地銅箔12，每一分段組中的兩分段與相鄰的接地銅箔12之間的水平間距相同，本實施例中，該上層基板10上的接地銅箔12及下層基板20上的接地銅箔亦可為其他接地導電材料。

根據傳輸線的電氣特性，當傳輸線的線寬足夠窄時，其具有電感的特性；當傳輸線的線寬足夠寬時，其具有電容的特性。由於每一傳輸線41、42上的每相鄰兩分段的線寬不同，故，該差分對40即可等效為一低通濾波器。請一併參閱圖3，每一分段組Z1-Z5中的兩分段的線長是由該低通濾波器的一原型，即其等效電路44決定的。本實施例中，該低通濾波器的等效電路44包括互相連接的三個電容元件C1-C3及兩個電感元件L1及L2。於該低通濾波器中，該分段組Z1、Z3和Z5分別等效為該電容元件C1、C2、C3，該分段組Z2和Z4分別等效為該電感元件L1及L2，每一分段組Z1、Z3、Z5中的兩分段的線長根據公式來對應確定，每一分段組Z2、Z4中的兩分段的線長根據公式來對應確定，其中，C為每一分段組Z1、Z3、Z5所對應等效的電容C1-C3的值，L為每一分段組Z2、Z4所對應等效的電感L1、L2的值，Z0為對應分段組的特定的特性阻抗，f為該低通濾波器傳輸訊號的截止頻率，λ _g 為於該截止頻率下的訊號的波長，l為對應分段組中的每一分段的線長，其中，f及λ _g 的值為定值故，可根據每一分段組Z1、Z3、Z5所對應等效的電容C1-C3的值C來確定出每一分段組Z1、Z3、Z5中的分段的線長，以及根據每一分段組Z2、Z4 所對應等效的電感L1、L2的值L來確定出每一分段組Z2、Z4中的分段的線長。

待該分段組Z1-Z5中的兩分段的線長確定之後，再透過調整每一分段組Z1-Z5中的兩分段的水平間距，或一併調整每一分段組Z1-Z5中的兩分段分別與相鄰的接地銅箔12之間的水平間距，並借助仿真軟體的仿真，來達到每一分段組Z1-Z5具有其特定的特性阻抗Z0的要求，以實現高速訊號的傳輸。本實施例中，每一分段組Z1-Z5中的兩分段的水平間距可透過調整每一分段的線寬來調整，每一分段組Z1-Z5中的兩分段分別與相鄰的接地銅箔12之間的水平間距可透過調整該接地銅箔12與每一分段組Z1-Z5相對的部分的寬度來調整。

該軟性電路板1是於該下層基板20上，將與差分對40的兩傳輸線41、42垂直對應的接地銅箔做部分挖空，並於該上層基板10上，於該差分對40的兩側平行設置接地銅箔12，以避免差分對11與相鄰接地層30的間距太近所導致的傳輸線阻抗偏低問題的產生，透過該低通濾波器的等效電路44來確定每一分段組Z1-Z5中的兩分段的線長後，可借助仿真軟體的仿真來設定該接地銅箔12與相鄰傳輸線41或42上的分段的的水平間距，或微調每一分段組Z1-Z5中的兩分段的間距，以達到該差分對40上的每一分段組所要求的特性阻抗。本發明軟性電路板1無需增加額外成本，只需調整現有佈線方式即可實現低通濾波器的功能，且可傳輸高速訊號。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明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。

41、42‧‧‧傳輸線

411-415、421-425‧‧‧分段

12‧‧‧接地銅箔

Z1-Z5‧‧‧分段組

Claims (6)

1. 一種軟性電路板，包括一上層基板及一下層基板，該上層基板上佈設一差分對，該差分對包括兩條傳輸線，該下層基板上佈設有第一接地導電材料，於該下層基板上將至少與該差分對垂直相對的部分第一接地導電材料作挖空處理以形成一挖空區域，該上層基板上，於該差分對兩側分別平行設置第二接地導電材料，該差分對包括複數分段組，每一分段組由對稱分佈於該兩條傳輸線上的兩分段組成，每條傳輸線上每兩相鄰的分段的線寬不同，其中，每一分段組中的兩分段之間具有一第一水平間距，每一分段組中的兩分段與相鄰的第二接地導電材料之間具有距離相等的第二水平間距，以使每一分段組具有一特定的特性阻抗，每相鄰兩分段組分別等效為一低通濾波器的一電容元件及該低通濾波器的一電感元件，等效為電容元件的分段組中的每一分段的線寬大於等效為電感元件的分段組中的每一分段的線寬。
2. 如申請專利範圍第1項所述之軟性電路板，其中該第一、第二接地導電材料為接地銅箔。
3. 如申請專利範圍第2項所述之軟性電路板，其中該上層基板與下層基板之間填充有絕緣介質。
4. 如申請專利範圍第1項所述之軟性電路板，其中每一等效為電容元件的分段組中的兩分段的線長根據公式來對應確定，每一等效為電感元件的分段組中的兩分段的線長根據公式來對應確定，其中，C為每一分段組所對應的電容元件的電容值，L為每一分段組所對 應的電感元件的電感值，Z0為對應分段組的特定的特性阻抗，f為該低通濾波器傳輸訊號的截止頻率，λ _g 為於該截止頻率下的訊號的波長，l為對應分段組中的每一分段的線長，f及λ _g 的值為定值，透過調整該第一水平間距或一併調整該第二水平間距，可將對應的分段組的特性阻抗調整為其特定的特性阻抗值。
5. 如申請專利範圍第1項所述之軟性電路板，其中該差分對兩側的接地導電材料的長度與該差分對的長度相等。
6. 如申請專利範圍第1項所述之軟性電路板，其中每一分段組中的兩分段之間的第一水平間距是透過調整每一分段的線寬來得到的，每一分段組中的兩分段與相鄰的第二接地導電材料之間的第二水平間距是透過調整該第二接地導電材料與每一分段組相對的部分的寬度來得到的。