TWI559831B - 具有多直徑貫孔之基板 - Google Patents

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TWI559831B TW101125674A TW101125674A TWI559831B TW I559831 B TWI559831 B TW I559831B TW 101125674 A TW101125674 A TW 101125674A TW 101125674 A TW101125674 A TW 101125674A TW I559831 B TWI559831 B TW I559831B
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Description

具有多直徑貫孔之基板
本發明與具有多直徑貫孔之基板有關。
基板一般而言包括形成於其中之貫孔。該等貫孔係以一傳導材料進行鍍面，並經配置以與一電氣元件之接點電連接。該等貫孔將該電氣元件電連接至穿過該基板所延伸之訊號導線，因此該電氣元件可以引導訊號及/或電力穿過該基板。通常，該等貫孔係形成為雙直徑貫孔。該雙直徑貫孔包括具有一第一直徑之一第一部份與具有一第二直徑之一第二部分，該第二直徑大於該第一部分之直徑。該雙直徑貫孔一般而言利用某尺寸鑽頭鑽入該貫孔，接著利用較大尺寸鑽頭再次鑽入的方式形成。該第一部分與該第二部分係共圓心而對齊。該雙直徑貫孔藉由提供較大直徑的方式改善製程，其較容易以傳導材料進行鍍面，同時保持一較小直徑貫孔之至少某些電力性質。
然而，傳統的雙直徑貫孔並非不具有缺點。實際上，該雙直徑貫孔可能位非常靠近於另一貫孔。因為該雙直徑貫孔之該第一部分與該第二部分係為共圓心，因此該第一部分與該第二部分可能與該鄰近貫孔相離不同距離。該雙直徑貫孔與該鄰近貫孔之間的間隔可能影響任一貫孔之電力性質。實際上，因為該雙直徑貫孔之該第一部分與該第二部分位相離於該鄰近貫孔不同距離處，因此可能影響每一貫孔之阻抗，因此無法滿足一目標阻抗。此外，該貫孔 之間的非均勻間隔可能造成該兩貫孔之間的反射損失、雜訊以及干涉。
存在一種改善電力效能之具有多直徑貫孔之基板的需要。
根據本發明，一基板包含複數個基板層與一多直徑貫孔，該多直徑貫孔具有形成於一第一基板層中之一第一貫孔部分，與形成於一第二基板層中之一第二貫孔部分。該第一貫孔部分具有一第一直徑且該第二貫孔部分具有一第二直徑，該第二直徑與該第一直徑不同。該第一貫孔部分沿著一第一中心軸延伸，而該第二貫孔部分沿著一第二中心軸延伸，該第二中心軸與該第一中心軸偏移。
第一圖為一電氣連接器50之上方立體圖，電氣連接器50係準備用於固定至根據一示例具體實施例所形成之一基板80。在所描述具體實施例中，基板80係為一電路板。基板80包括一上方表面52與相對於上方表面52之一下方表面54，其具有於之間所定義之基板80之厚度或高度56。電氣連接器50係經配置以固定至上方表面52。基板80包括穿過本身所延伸之複數個貫孔58。貫孔58可以為訊號貫孔、接地貫孔及/或電力貫孔。貫孔58係經鍍面，但在其他具體實施例中也可被完全填滿。
電氣連接器50包括一介面60，介面60經配置以固定 至基板80。在所描述具體實施例中，電氣連接器50包括複數個接點62(例如順應針或針眼針)，接點62經配置以接收於對應貫孔58中。在其他具體實施例中，接點62可以表面固定至上方表面52上的襯墊，該襯墊則與貫孔58電氣連接。例如，基板80可以是一插入物的部分，其經配置以將基板80相對側上之兩電氣元件電氣互連，像是兩個電路板或是一電路板與一晶片或處理器。
第二圖為一基板100之一部分的上方立體圖，其具有部分被切除之基板100圖示，以顯示其中之層。基板100可以與基板80(如第一圖所示)相同，並可以包括利用相同參考數字所識別的外在特徵。基板100經配置以與電氣連接器50或一類似電氣元件電氣連接。基板100與基板80不同之處在於基板100可以具有不同的貫孔型態。基板100包括複數個基板層102。基板層102係布置於平行平面中。基板層102係於彼此上方堆疊。可以提供任意數量的基板層102。
每一基板層102都包括一上方表面106與一下方表面108。對一第一基板層及一第二基板層的參考說明可以參照至該等任何基板層，且不限制於相鄰於彼此或是該最外側基板層之該等基板層。基板層102可以包括於其本身間延伸之訊號導線(未顯示)或是接地層。該等訊號導線係埋置於基板層102之中，及/或沿著上方表面106及/或下方表面108之一所延伸。該等訊號導線運載電力訊號穿過基板100。該等訊號導線於電氣元件之間運載電力訊號，而該等電氣元件係與基板100電氣耦接。
貫孔58延伸穿過基板100。在一示例具體實施例中，基板100可以包括不同形式之貫孔58。基板100可以包括單一直徑貫孔110，其具有圓柱形狀。基板100可以包括階段式貫孔或多直徑貫孔114，其形狀非為圓柱。多直徑貫孔114可以具有任意數量具有不同直徑的片段或部分，但在此所顯示之該等具體實施例係為雙直徑貫孔。並不預期該等多直徑貫孔114係限制為雙直徑貫孔。基板100可以包括訊號貫孔、接地貫孔及/或電力貫孔。該等訊號貫孔、接地貫孔及/或電力貫孔可以為單一直徑貫孔110或多直徑貫孔114。貫孔58之配置(例如尺寸、間隔、位置與其他類似配置)可根據特定應用成不同，在該等圖示中所描述之配置僅為示例。
單一直徑貫孔110可以係為訊號貫孔、接地貫孔或電力貫孔，貫孔110具有一內部直徑ID1與一圓周C1，其在基板100的高度56(如第一圖所示)中保持大致相同。貫孔110可以具有任何適當的內部直徑ID1與圓周C1。貫孔110可以延伸穿過任意數量的基板層102。貫孔110具有等於基板100高度56的深度d1(如第四圖所示)。貫孔110具有由d1/ID1所定義之長寬比。
貫孔110包括一內部表面112。在一示例具體實施例中，內部表面112係以像是銅的傳導材料進行鍍面。貫孔110經配置以接收電氣連接器50(如第一圖所示)之接點62(如第一圖所示)。接點62與該傳導材料接合，以在接點62與貫孔110之間形成電連接。該傳導材料係與延伸穿過基板100之訊號導線電連接。貫孔110係將電氣連接器 50電氣耦接至該等訊號導線。
基板100也包括複數個多直徑貫孔114。在所描述之具體實施例中，貫孔114係為接地貫孔，然而在其他具體實施例中貫孔114也可以係其他形式之貫孔。貫孔114係位靠近於對應貫孔110。在所描述之具體實施例中，將利用單一直徑貫孔110所代表之相鄰訊號貫孔之間之複數個貫孔114群集在一起。貫孔114係與基板100中之接地平面電氣連接。或者，貫孔114可以係為訊號貫孔，並與對應之訊號導線連接。
多直徑貫孔114包括多於一個不同直徑的部分或片段。在所描述之具體實施例中，每一貫孔114都包括一第一部分116與一第二部分118。第一部分116係為一較小直徑部分，並可以稱為一較小直徑部分116。第二部分118係為一較大直徑部分，並可以稱為一較大直徑部分118。第一部分116延伸穿過基板層102之至少一基板層。第二部分118也延伸穿過基板層102之至少一基板層。在一示例具體實施例中，第一部分116所延伸穿過之基板層102，係與第二部分118所延伸穿過之基板層102相鄰。第一部分116位於第二部分118之上方；然而該方向也可被反轉，因此在其他具體實施例中第一部分116位於第二部分118之下方。
較小直徑部分116沿著一第一中心軸120(如第四圖所示)延伸，而較大直徑部分118沿著一第二中心軸122(如第四圖所示)延伸。部分116、118係為非同心，因此第二中心軸122係相對於第一中心軸120偏移。
較小直徑部分116具有一內部直徑ID2與一圓周C2。 較大直徑部分118具有一內部直徑ID3與一圓周C3。較大直徑部分118內部直徑ID3係大於較小直徑部分116內部直徑ID2。較大直徑部分118圓周C3係大於較小直徑部分116圓周C2。
較小直徑部分116具有一深度d2(如第四圖所示)，而較大直徑部分118具有一深度d3(如第四圖所示)。在所描述之具體實施例中，較大直徑部分118深度d3係大於較小直徑部分116深度d2。或者，較大直徑部分118深度d3可以小於或等於較小直徑部分116深度d2。較小直徑部分116具有以d2/ID2所定義之長寬比。較大直徑部分118具有以d3/ID3所定義之長寬比。較小直徑部分116與較大直徑部分118可以具有任何適當的長寬比。
貫孔114之較小直徑部分116具有延伸穿過其本身之一開口124，其由較小直徑部分116之一內部表面128所定義。內部表面128係以像是銅的傳導材料進行鍍面。較小直徑部分116係經配置以接收電氣連接器50之接點62之一。接點62與傳導材料接合，以將接點62電氣耦接至貫孔114。該傳導材料可以電氣耦接至基板100之一或多個接地平面。
貫孔114之較大直徑部分118具有延伸穿過其本身之一開口126，其由較大直徑部分118之一內部表面130所定義。開口126係對齊開口124之至少一部份。內部表面130係以像是銅的傳導材料進行鍍面。選擇上，較大直徑部分118可以經配置以接收接點62之一接點的一部分。接點62與該傳導材料之一部分接合。較大直徑部分118中之傳導材 料可以電氣耦接至基板100之一或多個接地平面。
基板100之電力效能係受到貫孔110相對於貫孔114之配置的影響。例如，貫孔110、114之間的間隔影響通過貫孔110之訊號傳輸的電力效能。貫孔110具有最靠近於貫孔114的邊緣150。貫孔114具有最靠近於貫孔110的邊緣152。邊緣150、152係以一邊緣距離D1所間隔。較小直徑部分116相離貫孔110之邊緣距離D1，係與較大直徑部分118相離貫孔110之邊緣距離相同。藉由將較小直徑部分116及較大直徑部分118定位於相離貫孔110之相同邊緣距離D1的方式，便能改善穿過基板100的訊號速度。例如，可以改善因該訊號與接地貫孔110、114之間之間隔所影響之阻抗、反射損失、干涉、雜訊與其他類似問題。在穿過基板100之間隔相同下，比起較小直徑部分116之邊緣152相較較大直徑部分118之邊緣152以相離該貫孔較遠的方式定位，像是在同心雙直徑貫孔情況之基板下，可以提供較佳的電力特性。利用同心雙直徑貫孔，較小直徑部分116之傳導材料相較較大直徑部分118之傳導材料相離該鄰近貫孔更遠，這將導致阻抗失配。以較小直徑部分116與較大直徑部分118之邊緣152對齊的方式，可以克服與同心雙直徑貫孔相關的阻抗失配問題。
第三圖為基板100之一部分的上視圖。貫孔114之第一部分116相對於第二部分118並非同心。第一中心軸120朝向最靠近貫孔110偏移，而相對於第二中心軸122朝離最靠近貫孔110偏移。第一與第二部分116、118係以一預定量偏移，因此每一部分116、118之一單一邊緣152便在貫 孔114最靠近於貫孔110的點位置對齊。
在邊緣152處定義一正切平面132。正切平面132係與第一部分116與第二部分118兩方正切。正切平面132係與第一部分116之內部表面128正切。正切平面132也與第二部分118之內部表面130正切。第一部分116與第二部分118於邊緣152處緊鄰正切平面132。從第一部分116至貫孔110之邊緣距離D1係與從第二部分118至貫孔110之邊緣距離D1相同。
第四圖為基板100之一部分的側邊剖視圖。基板100包括單一直徑貫孔110與多直徑貫孔114。第四圖顯示較小直徑部分116與較大直徑部分118係為非同心，而第一與第二中心軸120、122係為偏移。貫孔110之邊緣150面對貫孔114之邊緣152。較小直徑部分116與較大直徑部分118之內部表面128、130分別在邊緣152處對齊。邊緣152相離邊緣150為一均勻邊緣距離D1。
在一具體實施例中，貫孔114以兩階段程序形成。首先，較小直徑部分116係從上方表面52沿著第一中心軸120穿過完整基板100而形成，像是以鑽入至基板100之中的方式。接著，較大直徑部分118係從下方表面54沿著第二中心軸122穿過基板100的一部分而完成，第二中心軸122係與第一中心軸120偏移。在另一具體實施例中，貫孔114係利用只部分穿過基板100鑽入較小直徑部分116，接著鑽入較大直徑部分118的方式所形成。在一示例具體實施例中，第二中心軸122係以一偏移距離154從第一中心軸120偏移。在一示例具體實施例中，偏移距離154實質上等於 較大直徑部分118之半徑156減去較小直徑部分116之半徑158。利用偏移距離154的方式可使較小直徑部分116與較大直徑部分118之內部表面128、130分別在邊緣152處對齊。
第五圖為根據另一具體實施例所形成之一基板200的側邊剖視圖。基板200與基板100相同，然而，基板200包括一第一多直徑貫孔202與一第二多直徑貫孔204。貫孔202、204都為非同心貫孔。貫孔202、204分別包括較小直徑部分206、208與分別包括較大直徑部分210、212。
貫孔202之較小直徑部分206包括一內部表面214。貫孔202之較大直徑部分210包括一內部表面218。貫孔204之較小直徑部分208包括一內部表面216。貫孔204之較大直徑部分212包括一內部表面220。較大直徑部分210、212係彼此偏移，因此較大直徑部分210、212之內部表面218、220係與較小直徑部分206、208之內部表面214、216沿著對應邊緣222、224對齊。邊緣222、224以一均勻邊緣距離226所間隔。在貫孔202、204之間提供一固定邊緣距離226可改善穿過任一或兩者貫孔202、204所傳輸之訊號效能。
第六圖為根據另一具體實施例所形成之一基板300的側邊剖視圖。基板300包括一第一多直徑貫孔302與一第二多直徑貫孔304。基板300與基板200(如第五圖所示)相同，然而貫孔302係為同心貫孔而貫孔304係為非同心貫孔。貫孔302、304分別包括較小直徑部分306、308與分別包括較大直徑部分310、312。在所描述之具體實施例 中，貫孔302具有較小直徑部分306，其位於較大直徑部分310上方，而貫孔304具有較大直徑部分312，其位於較小直徑部分308上方。
貫孔302之較小直徑部分306包括一內部表面314。貫孔302之較大直徑部分310包括一內部表面318。貫孔304之較小直徑部分308包括一內部表面316。貫孔304之較大直徑部分312包含一內部表面320。
在所描述之具體實施例中，較大直徑部分312實質上於基板300之相同(多數)層中與較小直徑部分306對齊。較大直徑部分312可以延伸至較小直徑部分306所延伸之不同深度。較大直徑部分312係朝向較小直徑部分306偏移。內部表面320係以一邊緣距離322與內部表面314間隔。
在所描述之具體實施例中，較大直徑部分310係於基板300之相同(多數)層中與較小直徑部分308對齊。較大直徑部分310可以延伸至較小直徑部分308所延伸之不同深度。較大直徑部分310係朝向較小直徑部分308偏移。內部表面318係以一邊緣距離324與內部表面316間隔。邊緣距離324係實質等於邊緣距離322。在貫孔302、304之該等部分之間提供實質相等之邊緣距離322、324可改善穿過任一或兩者貫孔302、304所傳輸之訊號效能。
在所描述之具體實施例中，相離貫孔302最遠之貫孔304外側邊緣，實質上係沿著貫孔304所對齊。相離貫孔304最遠之貫孔302外側邊緣，係隨著最大直徑部分310而形成階梯形式，最大直徑部分310則以階梯形式與貫孔304 相離。在其他具體實施例中，相離貫孔304最遠之貫孔302之外側邊緣實質上可以沿著貫孔302所對齊。
50‧‧‧電氣連接器
52‧‧‧上方表面
54‧‧‧下方表面
56‧‧‧厚度/高度
58‧‧‧貫孔
60‧‧‧介面
62‧‧‧接點
80‧‧‧基板
100‧‧‧基板
102‧‧‧基板層
106‧‧‧上方表面
108‧‧‧下方表面
110‧‧‧單一直徑貫孔
112‧‧‧內部表面
114‧‧‧多直徑貫孔
116‧‧‧第一貫孔部分，較小直徑部份
118‧‧‧第二貫孔部分，較大直徑部份
120‧‧‧第一中心軸
122‧‧‧第二中心軸
124‧‧‧開口
126‧‧‧開口
128‧‧‧內部表面
130‧‧‧內部表面
132‧‧‧正切平面
150‧‧‧邊緣
152‧‧‧邊緣
154‧‧‧偏移距離
156‧‧‧第二半徑
158‧‧‧第一半徑
200‧‧‧基板
202‧‧‧第一多直徑貫孔
204‧‧‧第二多直徑貫孔
206‧‧‧較小直徑部分
208‧‧‧較小直徑部分
210‧‧‧較大直徑部分
212‧‧‧較大直徑部分
214‧‧‧內部表面
216‧‧‧內部表面
218‧‧‧內部表面
220‧‧‧內部表面
222‧‧‧邊緣
224‧‧‧邊緣
226‧‧‧邊緣距離
300‧‧‧基板
302‧‧‧第一多直徑貫孔
304‧‧‧第二多直徑貫孔
306‧‧‧較小直徑部分
308‧‧‧較小直徑部分
310‧‧‧較大直徑部分
312‧‧‧較大直徑部分
314‧‧‧內部表面
316‧‧‧內部表面
318‧‧‧內部表面
320‧‧‧內部表面
322‧‧‧邊緣距離
324‧‧‧邊緣距離
第一圖為一電氣連接器之立體圖，該電氣連接器係準備固定至根據一示例具體實施例所形成之一基板。
第二圖為第一圖中所示之該基板之一部分的上方立體圖。
第三圖為第二圖中所示之該基板之一部分的上視圖。
第四圖為第二圖中所示之該基板之一部分的側邊剖視圖。
第五圖為根據另一具體實施例所形成之一基板的側邊剖視圖。
第六圖為根據另一具體實施例所形成之一基板的側邊剖視圖。
50‧‧‧電氣連接器
52‧‧‧上方表面
54‧‧‧下方表面
56‧‧‧厚度/高度
58‧‧‧貫孔
60‧‧‧介面
62‧‧‧接點
100‧‧‧基板

Claims (7)

  1. 一種基板(100)，該基板包含複數個基板層(102)與一多直徑貫孔(114)，該多直徑貫孔具有形成於一第一基板層中之一第一貫孔部分(116)，與形成於一第二基板層中之一第二貫孔部分(118)，該第一貫孔部分具有一第一直徑且該第二貫孔部分具有一第二直徑，該第二直徑與該第一直徑不同，其特徵在於：該第一貫孔部分(116)沿著一第一中心軸(120)延伸，而該第二貫孔部分(118)沿著一第二中心軸(122)延伸，該第二中心軸(122)與該第一中心軸(120)偏移，該第一貫孔部分(116)與該第二貫孔部分(118)具有一共同邊緣(152)，該共同邊緣係位於相離穿過該基板所延伸另一貫孔之一邊緣之相同距離處。
  2. 如申請專利範圍第1項之該基板(100)，其中該共同邊緣垂直延伸穿過該基板。
  3. 如申請專利範圍第1項之該基板(100)，其中一正切平面(132)與該第一貫孔部分(116)於該第一貫孔部分(116)之一第一邊緣(152)相交，而該正切平面與該第二貫孔部分(118)於該第二貫孔部分(118)之一第二邊緣(152)相交，該第一邊緣與該第二邊緣對齊。
  4. 如申請專利範圍第1項之該基板(100)，其中一正切平面(132)與該第一貫孔部分(116)於該第一貫孔部分之一第一邊緣(152)相交，而該正切平面與該 第二貫孔部分(118)於該第二貫孔部分之一第二邊緣(152)相交，該第一邊緣與該第二邊緣係位於相離穿過該基板所延伸另一貫孔(110)之一邊緣(150)之相等距離處。
  5. 如申請專利範圍第1項之該基板(100)，其中該第一貫孔部分(116)具有一第一半徑(158)且該第二貫孔部分(118)具有一第二半徑(156)，而該第二中心軸(122)係以相等於該第二半徑減去該第一半徑之一距離(154)所偏移。
  6. 如申請專利範圍第1項之該基板(100)，其中至少該第一貫孔部分(116)或該第二貫孔部分(118)之一係延伸穿過多數基板層(102)。
  7. 如申請專利範圍第1項之該基板(100)，其中該第一貫孔部分(116)係從該基板之頂部沿著該第一中心軸(120)形成而穿過一或多個基板層(102)，而該第二貫孔部分(118)係從該基板之底部沿著該第二中心軸(122)形成而穿過一或多個基板層。
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