TWI654911B - 雙鑽孔印刷電路板導通孔 - Google Patents

雙鑽孔印刷電路板導通孔

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Abstract

本發明揭示一種印刷電路板，其具有多層電路，該印刷電路板包含：一第一層，其含有具一第一直徑之一第一圓柱形開口，該第一圓柱形開口穿過至少該第一層而形成且圍繞一特定軸線形成；及一第二層，其含有具一第二直徑之一第二圓柱形開口，該第二圓柱形開口穿過至少該第二層而形成且圍繞該特定軸線形成，其中該第一圓柱形開口係一導電導通孔之一部分，且其中該第二直徑小於該第一直徑。

Description

雙鑽孔印刷電路板導通孔
本說明書係關於透過一導通孔使一電連接形成於一印刷電路板上。
一總成(其中使兩個組件緊貼印刷電路板(PCB)之對置側以與PCB建立電連接)可用於提供一緊湊外型尺寸。此一總成上之電路可用於傳送資料網路、資料中心及諸多其他適合應用中之資料。習知地，均一尺寸之貫穿導通孔形成於一PCB中以實現與外部組件之觸針之實體及電連接。然而，難以在滿足PCB製造要求(諸如對金屬鑽孔或對金屬背鑽約束)之同時於一信號導通孔與一接地導通孔之間佈設差動對跡線。另外，因為均一尺寸之貫穿導通孔通常具有一大直徑，所以一差動對跡線之一跡線通常必須獨立於另一跡線佈設於PCB上以連接至接針區域中之各自導通孔，其會在差動對跡線之間產生相位誤差或一阻抗失配。再者，放置於一PCB上之頂層上之組件之高速信號及放置於該PCB之底層上之組件之高速信號由於導通孔彼此接近而產生串擾。習知地，為減少串擾，必須增加PCB厚度，使得相鄰導通孔中之信號接針彼此足夠垂直遠離，其影響PCB之成本。根據本說明書中所描述之標的之一創新態樣，雙鑽孔導通孔形成於一PCB中，其中各導通孔包含形成於一PCB之一側上的一寬圓柱形開口及在相同於該寬圓柱形開口之對應位置處形成於一PCB之對置側上的一窄圓柱形開口。換言之，該寬圓柱形開口及該窄圓柱形開口共用相同軸線。該第二(較小)圓柱形開口實現經改良之可製造性、經改良之信號完整性及相鄰導通孔之間的串擾減少。 一般而言，本說明書中所描述之標的之一創新態樣可體現為一種印刷電路板，其具有多層電路，該印刷電路板包含：一第一層，其含有具一第一直徑之一第一圓柱形開口，該第一圓柱形開口穿過至少該第一層而形成且圍繞一特定軸線形成；及一第二層，其含有具一第二直徑之一第二圓柱形開口，該第二圓柱形開口穿過至少該第二層而形成且圍繞該特定軸線形成，其中該第一圓柱形開口係一導電導通孔之一部分，且其中該第二直徑小於該第一直徑。 此及其他實施方案可各視情況包含以下特徵之一或多者。該印刷電路板可包含一第三層，其含有具一第三直徑之一第三圓柱形開口，該第三圓柱形開口穿過至少該第三層而形成且圍繞該特定軸線形成，其中該第三層配置於該第一層與該第二層之間，其中該第三直徑小於該第二直徑，其中該第三圓柱形開口係該導電導通孔之一部分，且其中該第二圓柱形開口係非導電的。 該第二圓柱形開口可為該導電導通孔之一部分。該第一層可含有具該第二直徑之一第三圓柱形開口，該第三圓柱形開口穿過至少該第一層而形成且圍繞平行於該特定軸線之一不同軸線形成。該第二層可含有具該第一直徑之一第四圓柱形開口，該第四圓柱形開口穿過至少該第二層而形成且圍繞該不同軸線形成。該第四圓柱形開口可為一不同導電導通孔之一部分。 該第一層可包含一對導電跡線，其中該對導電跡線之一第一導電跡線電耦合至該導電導通孔，且其中以下各者之一總和可滿足一預定臨限值：(i)該第一直徑之一半；(ii)該第二直徑之一半；(iii)具有該第一直徑之一圓柱形開口與該對導電跡線之該第一導電跡線之間的一距離；(iv)具有該第二直徑之一圓柱形開口與該對導電跡線之一第二導電跡線之間的一距離；及(v)該第一導電跡線與該第二導電跡線之間的一距離。該第二層可包含一對不同導電跡線，且該對不同導電跡線之一第一導電跡線可電耦合至該不同導電導通孔。該第三圓柱形開口可為該不同導電導通孔之一部分。 該印刷電路板可包含：一第三層，其含有具一第三直徑之一第五圓柱形開口，該第五圓柱形開口穿過至少該第三層而形成且圍繞該特定軸線形成；一第四層，其含有具該第三直徑之一第六圓柱形開口，該第六圓柱形開口穿過至少該第四層而形成且圍繞該不同軸線形成，其中該第三層及該第四層配置於該第一層與該第二層之間，其中該第三直徑小於該第二直徑，其中該第五圓柱形開口係該導電導通孔之一部分，其中該第六圓柱形開口係該不同導電導通孔之一部分，且其中該第二圓柱形開口及該第三圓柱形開口係非導電的。 該第一層及該第二層可含有具該第一直徑之一第三圓柱形開口，該第三圓柱形開口穿過至少該第一層及該第二層而形成，圍繞平行於該特定軸線之一不同軸線形成。該第三圓柱形開口可為耦合至一接地電壓之一接地導通孔之一部分。 本說明書中所描述之標的之另一創新態樣可體現為一種裝置，其包含：一印刷電路板，其具有多層電路，該印刷電路板包含：一第一層，其含有具一第一直徑之一第一圓柱形開口，該第一圓柱形開口穿過至少該第一層而形成且圍繞一特定軸線形成；及一第二層，其含有具一第二直徑之一第二圓柱形開口，該第二圓柱形開口穿過至少該第二層而形成且圍繞該特定軸線形成，其中該第一圓柱形開口係一導電導通孔之一部分，且其中該第二直徑小於該第一直徑；及一第一組件，其具有多個接針，其中該多個接針之一第一接針連接至該導電導通孔。 此及其他實施方案可各視情況包含以下特徵之一或多者。該裝置可包含具有多個接針之一第二組件，其中該印刷電路板配置於該第一組件與該第二組件之間，其中該印刷電路板之該第一層含有具該第二直徑之一第三圓柱形開口，該第三圓柱形開口穿過至少該第一層而形成且圍繞平行於該特定軸線之一不同軸線形成，其中該印刷電路板之該第二層含有具該第一直徑之一第四圓柱形開口，該第四圓柱形開口穿過至少該第二層而形成且圍繞該不同軸線形成，其中該第四圓柱形開口係該印刷電路板之一不同導電導通孔之一部分，且其中該第二組件之該多個接針之一第一接針連接至該不同導電導通孔。 該第一組件可為用於傳輸資料之一傳輸器模組且該第二組件可為用於接收資料之一接收器模組。該第一層及該第二層可含有具該第一直徑之一第三圓柱形開口，該第三圓柱形開口係耦合至一接地電壓之一接地導通孔之一部分。該第一組件之該多個接針之一第二接針可透過該第一層連接至該接地導通孔，且該第二組件之該多個接針之一第二接針可透過該第二層連接至該接地導通孔。 該印刷電路板可進一步包含：一第三層，其含有具一第三直徑之一第五圓柱形開口，該第五圓柱形開口穿過至少該第三層而形成且圍繞該特定軸線形成；及一第四層，其含有具該第三直徑之一第六圓柱形開口，該第六圓柱形開口穿過至少該第四層而形成且圍繞該不同軸線形成，其中該第三層及該第四層配置於該第一層與該第二層之間，其中該第三直徑小於該第二直徑，其中該第五圓柱形開口係該導電導通孔之一部分，其中該第六圓柱形開口係該不同導電導通孔之一部分，且其中該第二圓柱形開口及該第三圓柱形開口係非導電的。 該第二圓柱形開口可為該導電導通孔之一部分，且該第三圓柱形開口可為該不同導電導通孔之一部分。該第一層可包含一對導電跡線，其中該對導電跡線之一第一導電跡線可電耦合至該導電導通孔，且其中以下各者之一總和可滿足一預定臨限值：(i)該第一直徑之一半；(ii)該第二直徑之一半；(iii)具有該第一直徑之一圓柱形開口與該對導電跡線之該第一導電跡線之間的一距離；(iv)具有該第二直徑之一圓柱形開口與該對導電跡線之一第二導電跡線之間的一距離；及(v)該第一導電跡線與該第二導電跡線之間的一距離。 本說明書中所描述之標的之另一創新態樣可體現為一種使導通孔形成於具有多層電路之一印刷電路板上之方法，其包含：圍繞一特定軸線，穿過該印刷電路板之至少一第一層而形成具有一第一直徑之一第一圓柱形開口；及圍繞該特定軸線，穿過該印刷電路板之至少一第二層而形成具有一第二直徑之一第二圓柱形開口，其中該第一圓柱形開口及該第二圓柱形開口係一導電導通孔之部分，且其中該第二直徑小於該第一直徑。 此及其他實施方案可各視情況包含以下特徵之一或多者。為形成該第二圓柱形開口，可使用具有該第二直徑之一鑽頭來鑽出穿過該第一層及接著該第二層之一圓柱形開口。為形成該第一圓柱形開口，在穿過該第一層及該第二層而形成具有該第二直徑之該圓柱形開口之後，可使用具有該第一直徑之一鑽頭來鑽出穿過至少該第一層之該第一圓柱形開口。 為形成該第一圓柱形開口，可在沿該特定軸線之一第一方向上鑽出穿過該印刷電路板之至少該第一層的該第一圓柱形開口。為形成該第二圓柱形開口，可在與該第一方向相反之沿該特定軸線之一第二方向上鑽出穿過該印刷電路板之至少該第二層的該第二圓柱形開口。 可穿過該第一層與該第二層之間的該印刷電路板之至少一第三層而形成該第二圓柱形開口。在形成該第二圓柱形開口之後，可在沿該特定軸線之該第二方向上穿過該印刷電路板之至少該第二層而形成具有一第三直徑之一第三圓柱形開口，其中該第二直徑小於該第三直徑。 本說明書中所描述之標的可實施於特定實施例中以實現以下優點之一或多者。在腹部對腹部壓入配合應用或蛤殼式貫穿孔組件應用中，可減少放置於PCB上之一頂層上之一組件之高速信號與放置於PCB之一底層上之一組件之高速信號之間的串擾，從而改良傳送資料之信號完整性。雙鑽孔導通孔之額外成本係最小的。可歸因於更寬鬆製造約束而改良PCB可製造性及良率。差動對佈設通道可經加寬以減少信號損耗、維持差動對信號完整性及減少阻抗失配。 附圖及以下描述中闡述一或多個實施方案之細節。將自[實施方式]、圖式及申請專利範圍瞭解其他特徵、態樣及優點。
圖1A繪示包含一印刷電路板(PCB) 106、一第一組件102及一第二組件104之一實例性總成100。一般而言，總成100可為任何適合封裝器件或支援一腹部對腹部組態之一器件之一部分或一系統之一部分。例如，總成100可為在一網路系統中實現電或光學資料通信之一zQSFP+ (zQuad小型可插拔+)連接器或一QSFP28連接器。在一腹部對腹部組態中，使第一組件102及第二組件104分別緊貼PCB 106之表面106a及106b以與PCB 106建立一電連接。可透過一壓入配合封裝方案、一蛤殼式封裝方案或任何其他適合方案來使第一組件102及第二組件104緊貼PCB 106之表面106a及106b。 第一組件102包含用於一或多個特定功能之電路。例如，第一組件102可為產生、調變及輸出多通道信號之一傳輸器。第一組件102包含用於與PCB 106建立電連接之接針112、114、116及118。第二組件104包含用於一或多個特定功能之電路。例如，第二組件104可為自一外部資料路徑接收及偵測多通道信號之一接收器。第二組件104包含用於與PCB 106建立電連接之接針122、124、126及128。 PCB 106包含多層電路。例如，如圖1B中所繪示，PCB 106可包含M層電路，其包含層162、164、166及168，其中M係任何正整數。各層可包含用於一或多個特定功能之電路。例如，層162可包含透過一導通孔136將高速電信號提供至第一組件102之一導電跡線152。作為另一實例，層166可包含透過一導通孔144將一DC電信號提供至第二組件104之一導電跡線156。儘管圖1B中未展示，但來自PCB 106之任何適合層之電路可基於設計及應用來透過一或多個導通孔連接至第一組件102或第二組件104。 返回參考圖1A，PCB 106包含導通孔132、134、136、140、144及148。一般而言，將接針112、114、116及118分別插入至導通孔132、134、136及140中以在第一組件102與PCB 106之間建立電連接。類似地，將接針122、124、126及128分別插入至導通孔132、134、148及144中以在第二組件104與PCB 106之間建立電連接。 在此實例中，導通孔132及134係電耦合至一參考電壓(在此實例中為接地)之接地導通孔。第一組件102及第二組件104共用接地導通孔132及134。參考圖1B，接地導通孔132係具有一圓柱形開口之一貫穿導通孔，該圓柱形開口依一直徑DF 圍繞一軸線172形成。直徑DF 可為適合於一設計、一應用及可製造性之任何值。例如，直徑DF 可為18 mil或一鑽頭可提供之任何其他適合值。類似地，接地導通孔134係具有一圓柱形開口之一貫穿導通孔，該圓柱形開口依一直徑DF 圍繞一軸線178形成。使用任何適合程序(諸如電鍍)來將具有一預定厚度之一導電薄膜沈積於接地導通孔132及134之表面上。 在此實例中，導通孔136及140係將電信號提供至第一組件102之雙鑽孔導通孔。參考圖1B，導通孔136包含一寬圓柱形開口136a及一窄圓柱形開口136b，其中兩個圓柱形開口136a及136b係電連接的。圓柱形開口136a及136b圍繞一軸線174形成。寬圓柱形開口136a具有一直徑DF ，且窄圓柱形開口136b具有小於DF 之一直徑DS 。直徑DS 可為適合於一設計、一應用及可製造性之任何值。例如，直徑DS 可為8 mil或一鑽頭可提供之任何其他適合值。使用任何適合程序(諸如電鍍)來將具有一預定厚度之一導電薄膜沈積於圓柱形開口136a及136b之表面上。 在此實例中，一非導電孔138自窄圓柱形開口136b延伸至PCB之表面106b。此孔可藉由移除導通孔136之窄圓柱形開口136b之一部分來形成且可指稱一背鑽孔。非導電背鑽孔138消除窄圓柱形開口136b之一未使用部分，其減少雙鑽孔導通孔136內所誘發之信號反射。窄圓柱形開口136b之未使用部分可指稱一導通孔殘段。背鑽孔138可具有依一直徑DB 圍繞軸線174形成之一圓柱形開口。一般而言，直徑DB 大於DS ，且可基於不同設計、應用及可製造性來選擇。例如，直徑DB 可為16 mil或一鑽頭可提供之任何其他適合值。 在圖1A之實例中，導通孔140包含彼此電連接之一寬圓柱形開口140a及一窄圓柱形開口140b。圓柱形開口140a及140b圍繞一軸線(圖1A中未展示)形成。寬圓柱形開口140a可具有一直徑DF ，且窄圓柱形開口140b可具有一直徑DS 。在一些實施方案中，可藉由移除導通孔140之窄圓柱形開口140b之一部分(即，導通孔殘段)來形成一背鑽孔142。 類似地，導通孔144及148係將電信號提供至第二組件104之雙鑽孔導通孔。參考圖1B，導通孔144包含彼此電連接之一寬圓柱形開口144a及一窄圓柱形開口144b。圓柱形開口144a及144b圍繞一軸線176形成。在一些實施方案中，寬圓柱形開口144a具有一直徑DF ，且窄圓柱形開口144b具有一直徑DS 。可將具有一預定厚度之一導電薄膜沈積於圓柱形開口144a及144b之表面上。在一些實施方案中，可藉由移除導通孔144之窄圓柱形開口144b之一部分來形成一背鑽孔146。背鑽孔146可具有依一直徑DB 圍繞軸線176形成之一圓柱形開口。 在圖1A之實例中，導通孔148包含一寬圓柱形開口148a及一窄圓柱形開口148b，其中兩個圓柱形開口148a及148b係電連接的。圓柱形開口148a及148b圍繞一軸線(圖A中未展示)形成。寬圓柱形開口148a可具有一直徑DF ，且窄圓柱形開口148b可具有一直徑DB 。在一些實施方案中，可藉由移除導通孔148之窄圓柱形開口148b之一部分(即，導通孔殘段)來形成一背鑽孔150。 參數(諸如一接地導通孔、一雙鑽孔導通孔之寬圓柱形開口、一雙鑽孔導通孔之窄圓柱形開口及一背鑽孔之直徑及深度)可取決於設計、應用及/或製造約束來變動。例如，對於一應用，背鑽孔之深度可為恆定的，但對於另一應用，其可變動。作為另一實例，對於連接至第一組件102之雙鑽孔導通孔，雙鑽孔導通孔之深度可為一值，但對於連接至第二組件104之雙鑽孔導通孔，其可為一不同值。 雙鑽孔導通孔可提供經改良之信號完整性且減少透過PCB 106行進之一信號之串擾。例如，與一習知均一尺寸之貫穿導通孔組態中之一資料路徑與一干擾源之間的一距離相比，一雙鑽孔導通孔組態中之一資料路徑(例如雙鑽孔導通孔136之寬圓柱形開口136a)與一干擾源(例如雙鑽孔導通孔144之窄圓柱形開口144b或背鑽孔146)之間的一距離歸因於一雙鑽孔導通孔之窄圓柱形開口之較小直徑而增大。由於增大干擾距離，所以可減少串擾且可改良信號完整性。另外，雙鑽孔導通孔可改良PCB 106之可製造性及良率。例如，歸因於一雙鑽孔導通孔之窄圓柱形開口之較小直徑，可減小用於形成背鑽孔之背鑽頭之直徑。由於使用一較小背鑽頭，所以背鑽孔不太可能損壞相鄰雙鑽孔導通孔、PCB跡線或墊，藉此改良PCB 106之可製造性及良率。 儘管圖1A及圖1B中未展示，但可基於設計及應用來使額外導通孔形成於PCB 106中之適合位置處。再者，儘管已將一雙鑽孔導通孔之寬圓柱形開口及窄圓柱形開口描述為圍繞相同軸線形成，但可歸因於一製程之可變性或容限或一些其他原因而引入寬圓柱形開口與窄圓柱形開口之間的一偏移。可透過統計技術來特徵化偏移之可變性或容限，且本說明書中關於一雙鑽孔導通孔之寬圓柱形開口及窄圓柱形開口圍繞相同軸線形成的描述將涵蓋在寬圓柱形開口與窄圓柱形開口之間引入一偏移之情況。類似地，儘管已將雙鑽孔導通孔及背鑽孔描述為圍繞相同軸線形成，但在雙鑽孔導通孔與背鑽孔之間亦可引入一偏移。可透過統計技術來特徵化偏移之可變性或容限，且本說明書中關於雙鑽孔導通孔及背鑽孔圍繞相同軸線形成的描述將涵蓋在雙鑽孔導通孔與一背鑽孔之間引入一偏移之情況。再者，儘管圖1A及圖1B中未展示，但一寬圓柱形開口之一端或一窄圓柱形開口之一端無需在相同於一PCB層之一表面的平面上。例如，寬圓柱形開口136a之端無需形成於相同於PCB層164之一底面164a的平面上。寬圓柱形開口136a可經鑽孔以停止於PCB層164內，且窄圓柱形開口136b可經鑽孔以與寬圓柱形開口136a連接，其中寬圓柱形開口136a之端及窄圓柱形開口136b之端將相接於PCB層164內之一平面(其不是PCB層164之表面164a)上。 圖2繪示一實例性PCB層200。一般而言，包含雙鑽孔導通孔及導電跡線之電路形成於PCB層200之一基板220上。PCB層200可為(例如)參考圖1A及圖1B所描述之PCB 106中之PCB層之一者。 PCB層200包含電耦合至一接地電壓之接地導通孔202及204、連接至一第一組件之雙鑽孔導通孔206及212、連接至一第二組件之雙鑽孔導通孔208及210、及導電跡線214及216。接地導通孔202及204類似於參考圖1A及圖1B所描述之接地導通孔132及134。雙鑽孔導通孔206及212類似於參考圖1A及圖1B所描述之雙鑽孔導通孔136及140，其中寬圓柱形開口之一部分形成於基板220中。雙鑽孔導通孔208及210類似於參考圖1A及圖1B所描述之雙鑽孔導通孔148及144，其中窄圓柱形開口之一部分形成於基板220中。導電跡線214及216可為將電信號自一連接元件傳輸至另一連接元件之跡線。例如，導線跡線214及216可為傳送高速資料來驅動第一組件中之一調變器的一差動對。 在高資料速率應用(例如100 Gbps傳輸)中，一差動對(例如導電跡線214及216)長度匹配且保持相同間隔以維持在該差動對上傳輸之信號之信號完整性係很重要的。維持導電跡線214及216之相等長度的一方式係使導電跡線對一起佈設於PCB層200上。 如參考圖1A及圖1B所描述，接地導通孔202及204可具有一直徑DF 。雙鑽孔導通孔206及212之寬圓柱形開口可具有一直徑DF ，且雙鑽孔導通孔208及210之窄圓柱形開口可具有一直徑DS 。在一些實施方案中，可應用設計規則(諸如一特定PCB製造設施之PCB製造規則)來確保PCB層200之可製造性及良率。一應用之設計規則可指定一導電跡線之一最小寬度及兩個導電跡線之間的一最小間距，其中兩個導電跡線之最小寬度及兩個導電跡線之間的最小間距的一總和可表示為Wmin 。一應用之設計規則可進一步指定一鑽孔(例如接地導通孔204或雙鑽孔導通孔208)之邊緣與一最近跡線(例如導電跡線216)之邊緣之間的一最小鑽孔至跡線距離dT 。一應用之設計規則可進一步指定兩個導通孔(例如接地導通孔204與雙鑽孔導通孔208)之間的一節距距離P。用於放置兩個導電跡線之可用佈設寬度w可基於以下公式來判定：(1) 一般而言，可用佈設寬度w需要大於或等於Wmin 。作為一實例，若P、DF 、DS 及dT 之值分別為42 mil、18 mil、8 mil及8 mil，則用於放置兩個導電跡線之可用寬度w將為13 mil，其對一差動對4-3-4佈設方案(即，4 mil之一最小跡線寬度及兩個跡線之間的3 mil之一最小間距)而言係足夠的。若無雙鑽孔導通孔(例如，僅有均一尺寸之貫穿導通孔)，則由於公式(1)中之DS 由DF 替換，所以用於放置兩個導電跡線之可用寬度將僅為8 mil，其對差動對4-3-4佈設方案而言係不夠的。為適應兩個導電跡線，兩個導通孔之間的節距距離P將需要增大。因此，雙鑽孔導通孔實現導通孔在一PCB層上之一較密集放置。在其中一組件之接針節距係固定之情形中，無法平行佈設一差動對之兩個跡線，而是需要單獨佈設該差動對之各跡線，其會引起高速應用之信號退化。雙鑽孔導通孔能夠平行佈設一差動對之跡線，藉此改良傳輸資料之信號完整性。 圖3繪示一實例性PCB層300。一般而言，包含雙鑽孔導通孔、背鑽孔及導電跡線之電路形成於PCB層300之一基板320中。PCB層300可為(例如)參考圖1A及圖1B所描述之PCB 106中之PCB層之一者。 PCB層300包含電耦合至一接地電壓之接地導通孔302及304、連接至一第一組件之雙鑽孔導通孔306及312、背鑽孔308及310及導電跡線314及316。接地導通孔302及304類似於參考圖1A及圖1B所描述之接地導通孔132及134，其中接地導通孔之一部分形成於基板320中。雙鑽孔導通孔306及312類似於參考圖1A及圖1B所描述之雙鑽孔導通孔136及140，其中寬圓柱形開口之一部分形成於基板320中。背鑽孔308及310類似於參考圖1A及圖1B所描述之背鑽孔146及150，其中背鑽孔之一部分形成於基板320中。導電跡線314及316類似於參考圖2所描述之導電跡線214及216。例如，導線跡線314及316可為傳送高速資料來驅動第一組件中之一調變器的一差動對。 如參考圖1A及圖1B所描述，接地導通孔302及304可具有一直徑DF 。雙鑽孔導通孔306及312之寬圓柱形開口可具有一直徑DF ，且背鑽孔308及310可具有一直徑DB 。一應用之設計規則可指定一導電跡線之一最小寬度及兩個導電跡線之間的一最小間距，其中兩個導電跡線之最小寬度及兩個導電跡線之間的最小間距的一總和可表示為Wmin 。一應用之設計規則可進一步指定一鑽孔(例如接地導通孔304)之邊緣至一最近元件(例如導電跡線316)之邊緣的一最小鑽孔至跡線距離dT 。一應用之設計規則可進一步指定一背鑽孔(例如背鑽孔308)之邊緣至一最近元件(例如導電跡線314)之邊緣之間的一最小背鑽孔至跡線距離dBD 。一應用之設計規則可進一步指定兩個導通孔(例如接地導通孔304與雙鑽孔導通孔308)之間的一節距距離P。用於放置兩個導電跡線之可用佈設寬度w可基於以下公式來判定：(2) 一般而言，可用佈設寬度w需要大於或等於Wmin 。作為一實例，假定P、DF 、DB 、dBD 及dT 之值分別為42 mil、18 mil、16 mil、8 mil及8 mil。用於放置兩個導電跡線之可用寬度w將為9 mil，其對一差動對4-3-4佈設方案而言係不夠的，但對一單跡線方案(例如4 mil之一跡線寬度)而言係足夠的。為適應兩個導電跡線314及316，接地導通孔304與背鑽孔308之間的節距距離P將需要增大至至少14 mil。替代地，可單獨佈設兩個導電跡線314及316。 圖4繪示一實例性PCB層400。一般而言，包含雙鑽孔導通孔、背鑽孔、接觸墊及導電跡線之電路形成於PCB層400之一基板420上。PCB層400可為(例如)參考圖1A及圖1B所描述之PCB 106中之PCB層之一者。 PCB層400包含電耦合至一接地電壓之接地導通孔402及404、連接至一第一組件之雙鑽孔導通孔406及412、背鑽孔408及410、導電墊422及424及導電跡線414及416。接地導通孔402及404類似於參考圖1A及圖1B所描述之接地導通孔132及134，其中接地導通孔之一部分形成於基板420中。雙鑽孔導通孔406及412類似於參考圖1A及圖1B所描述之雙鑽孔導通孔136及140，其中寬圓柱形開口之一部分形成於基板420中。背鑽孔408及410類似於參考圖1A及圖1B所描述之背鑽孔146及150，其中背鑽孔之一部分形成於基板420中。導電墊422及424可為環形導電墊；一導電墊提供相同層上之一導電跡線與一導通孔之間的一電連接。 如參考圖1A及圖1B所描述，接地導通孔402及404可具有一直徑DF 。雙鑽孔導通孔406及412可具有一直徑DF ，且背鑽孔408及410可具有一直徑DB 。一應用之設計規則(諸如一特定PCB製造設施之PCB製造規則)可指定一背鑽孔(例如背鑽孔408)之邊緣至一最近元件(例如導電墊422)之邊緣之間的一最小背鑽孔至元件距離dmin 。一應用之設計規則可進一步指定一導通孔之中心與一背鑽孔之中心之間的一最小節距距離L。用於使一背鑽導通孔與一接觸墊分離之一可用距離d可基於以下公式來判定：(3) 一般而言，可用距離d需要大於或等於dmin 。作為一實例，假定L、DP 、DB 及dmin 之值分別為31.5 mil、27 mil、16 mil及8 mil。用於使一背鑽導通孔與一接觸墊分離之可用距離d將為10 mil，其大於8 mil之最小背鑽孔至元件距離dmin 。若無雙鑽孔導通孔(例如僅有均一尺寸之貫穿導通孔)，則背鑽孔之直徑將需要增大，此係因為背鑽頭之直徑將需要大於一貫穿導通孔之直徑(即，寬圓柱形開口之直徑)以移除導通孔殘段(即，未在傳播信號路徑中之導通孔部分)。作為一實例，若使用一均一尺寸之貫穿導通孔組態，則DB 需要自16 mil增大至28 mil。用於使一背鑽導通孔與一接觸墊分離之可用距離d將為4 mil，其小於8 mil之最小背鑽孔至元件距離dmin 。因此，雙鑽孔導通孔實現元件在一PCB層上之一較密集放置。 圖5係包含一PCB 506、一第一組件502及一第二組件504之一實例性總成500。一般而言，總成500類似於參考圖1A及圖1B所描述之總成100。然而，無背鑽孔形成於PCB 506中。在一些實施方案中，若在雙鑽孔導通孔536、540、544及548上傳輸之資料信號之信號完整性滿足一臨限條件，則可無需背鑽孔。例如，若在雙鑽孔導通孔536、540、544及548上傳輸之資料信號之位元錯誤率低於一臨限值(例如10-18 )，則可無需背鑽孔。換言之，若與在路徑上傳播之高速信號之尼奎斯特(Nyquist)頻率之波長相比，導通孔殘段相對較短，則可無需用於移除導通孔殘段之背鑽程序。 圖6係用於形成雙鑽孔導通孔之一實例性程序600之一流程圖。程序600可由一系統(諸如一自動化導通孔鑽孔設備或任何適合設備)執行。系統形成具有一第一直徑之導通孔(601)。例如，參考圖1B，系統可在自表面106a至表面106b之一方向上鑽出具有一設計導通孔深度之一寬圓柱形開口136a。系統亦可在自表面106b至表面106a之一方向上鑽出具有一設計導通孔深度之一第一圓柱形開口144a。 系統形成具有一第二直徑之導通孔(603)。例如，參考圖1B，在形成寬圓柱形開口136a之後，系統可在自表面106b至表面106a之一方向上鑽出具有一設計導通孔深度之一窄圓柱形開口136b以形成雙鑽孔導通孔136。系統亦可在自表面106a至表面106b之一方向上鑽出具有一設計導通孔深度之一窄圓柱形開口144b以形成雙鑽孔導通孔144。在形成兩個導通孔之後，將一導電薄膜沈積於導通孔之表面上以形成雙鑽孔導通孔。 在一些實施方案中，若一PCB之一厚度與第二直徑之間的一縱橫比滿足一臨限值(例如，小於一臨限值)，則系統可在形成具有第一直徑之導通孔之前形成具有第二直徑之導通孔。例如，參考圖1B，PCB 106可足夠薄以使具有第二直徑之貫穿孔形成於PCB 106中。在形成寬圓柱形開口136a之前，系統可在自表面106a至表面106b或自表面106b至表面106a之一方向上鑽出具有第二直徑之一貫穿孔。接著，系統可在自表面106a至表面106b之一方向上鑽出具有一設計導通孔深度之一寬圓柱形開口136a以形成雙鑽孔導通孔136。 在一些實施例中，系統可形成具有一第三直徑之背鑽孔(605)。例如，參考圖1B，在形成雙鑽孔導通孔136之後，系統可在自表面106b至表面106a之一方向上鑽出具有一設計導通孔深度之一背鑽孔138。系統亦可在自表面106a至表面106b之一方向上鑽出具有一設計導通孔深度之一背鑽孔146。用於鑽出背鑽孔之鑽頭之直徑大於窄圓柱形開口136b之直徑。在一些實施方案中，用於鑽出背鑽孔之鑽頭之直徑可小於寬圓柱形開口136a之直徑。 儘管本說明書含有諸多細節，但此等不應被視為限制，而是應被視為專用於特定實施例之特徵之描述。亦可在一單一實施例中組合實施本說明書之單獨實施例之內文中所描述之特定特徵。相反地，亦可在多個實施例中單獨或依任何適合子組合實施一單一實施例之內文中所描述之各種特徵。再者，儘管特徵在上文中可被描述為在特定組合中起作用且甚至最初如此主張，但在一些情況中，來自一主張組合之一或多個特徵可自該組合除去，且該主張組合可針對一子組合或一子組合之變型。為易於描述及繪示，已使用二維橫截面來討論各種實施方案。然而，三維變型及衍生物亦應包含於本發明之範疇內。 類似地，儘管圖式中依一特定順序描繪操作，但此不應被理解為要求依所展示之特定順序或依相繼順序執行此等操作或要求執行所有繪示操作來達成所要結果。 因此，已描述特定實施例。其他實施例係在以下申請專利範圍之範疇內。例如，申請專利範圍中所列舉之動作可依一不同順序執行且仍達成所要結果。
100‧‧‧總成
102‧‧‧第一組件
104‧‧‧第二組件
106‧‧‧印刷電路板(PCB)
106a‧‧‧表面
106b‧‧‧表面
112‧‧‧接針
114‧‧‧接針
116‧‧‧接針
118‧‧‧接針
122‧‧‧接針
124‧‧‧接針
126‧‧‧接針
128‧‧‧接針
132‧‧‧接地導通孔
134‧‧‧接地導通孔
136‧‧‧雙鑽孔導通孔
136a‧‧‧寬圓柱形開口
136b‧‧‧窄圓柱形開口
138‧‧‧背鑽孔
140‧‧‧雙鑽孔導通孔
140a‧‧‧寬圓柱形開口
140b‧‧‧窄圓柱形開口
142‧‧‧背鑽孔
144‧‧‧雙鑽孔導通孔
144a‧‧‧寬圓柱形開口
144b‧‧‧窄圓柱形開口
146‧‧‧背鑽孔
148‧‧‧雙鑽孔導通孔
148a‧‧‧寬圓柱形開口
148b‧‧‧窄圓柱形開口
150‧‧‧背鑽孔
152‧‧‧導電跡線
156‧‧‧導電跡線
162‧‧‧層
164‧‧‧層
164a‧‧‧底面
166‧‧‧層
168‧‧‧層
172‧‧‧軸線
174‧‧‧軸線
176‧‧‧軸線
178‧‧‧軸線
200‧‧‧印刷電路板(PCB)層
202‧‧‧接地導通孔
204‧‧‧接地導通孔
206‧‧‧雙鑽孔導通孔
208‧‧‧雙鑽孔導通孔
210‧‧‧雙鑽孔導通孔
212‧‧‧雙鑽孔導通孔
214‧‧‧導電跡線
216‧‧‧導電跡線
220‧‧‧基板
300‧‧‧印刷電路板(PCB)層
302‧‧‧接地導通孔
304‧‧‧接地導通孔
306‧‧‧雙鑽孔導通孔
308‧‧‧背鑽孔
310‧‧‧背鑽孔
312‧‧‧雙鑽孔導通孔
314‧‧‧導電跡線
316‧‧‧導電跡線
320‧‧‧基板
400‧‧‧印刷電路板(PCB)層
402‧‧‧接地導通孔
404‧‧‧接地導通孔
406‧‧‧雙鑽孔導通孔
408‧‧‧背鑽孔
410‧‧‧背鑽孔
412‧‧‧雙鑽孔導通孔
414‧‧‧導電跡線
416‧‧‧導電跡線
420‧‧‧基板
422‧‧‧導電墊
424‧‧‧導電墊
500‧‧‧總成
502‧‧‧第一組件
504‧‧‧第二組件
506‧‧‧印刷電路板(PCB)
536‧‧‧雙鑽孔導通孔
540‧‧‧雙鑽孔導通孔
544‧‧‧雙鑽孔導通孔
548‧‧‧雙鑽孔導通孔
600‧‧‧程序
601‧‧‧形成具有第一直徑之導通孔
603‧‧‧形成具有第二直徑之導通孔
605‧‧‧形成具有第三直徑之背鑽孔
dBD‧‧‧最小背鑽孔至跡線距離
dmin‧‧‧最小背鑽孔至元件距離
dT‧‧‧最小鑽孔至跡線距離
DB‧‧‧直徑
DF‧‧‧直徑
DS‧‧‧直徑
L‧‧‧最小節距距離
P‧‧‧節距距離
w‧‧‧佈設寬度
圖1A及圖1B繪示具有用於一腹部對腹部組裝之雙鑽孔導通孔之一印刷電路板之實例。 圖2繪示具有雙鑽孔導通孔之一實例性印刷電路板層。 圖3繪示含有具背鑽孔之雙鑽孔導通孔之一實例性印刷電路板層。 圖4繪示含有具接觸墊及背鑽孔之雙鑽孔導通孔之一實例性印刷電路板層。 圖5繪示具有用於一腹部對腹部組裝之雙鑽孔導通孔之另一實例性印刷電路板。 圖6係用於使雙鑽孔導通孔形成於一印刷電路板上之一實例性程序之一流程圖。 各種圖式中之相同元件符號及名稱指示相同元件。亦應瞭解，圖中所展示之各種例示性實例僅為繪示性表示且未必按比例繪製。

Claims (14)

  1. 一種印刷電路板，其具有多層電路，該印刷電路板包括：一第一層，其含有具一第一直徑之一第一圓柱形開口，該第一圓柱形開口穿過至少該第一層而形成且圍繞一特定軸線而形成；一第二層，其含有具一第二直徑之一第二圓柱形開口，該第二圓柱形開口穿過至少該第二層而形成且圍繞該特定軸線而形成，其中該第一圓柱形開口係一導電導通孔之一部分，且其中該第二直徑小於該第一直徑；及一第三層，其含有具一第三直徑之一第三圓柱形開口，該第三圓柱形開口穿過至少該第三層而形成且圍繞該特定軸線而形成，其中該第三層配置於該第一層與該第二層之間，其中該第三直徑小於該第二直徑，其中該第三圓柱形開口係該導電導通孔之一部分，且其中該第二圓柱形開口係非導電的。
  2. 如請求項1之印刷電路板，其中該第二圓柱形開口係該導電導通孔之一部分。
  3. 如請求項1之印刷電路板，其中該第一層含有具該第二直徑之一第三圓柱形開口，該第三圓柱形開口穿過至少該第一層而形成且圍繞平行於該特定軸線之一不同軸線而形成， 其中該第二層含有具該第一直徑之一第四圓柱形開口，該第四圓柱形開口穿過至少該第二層而形成且圍繞該不同軸線而形成，及其中該第四圓柱形開口係一不同導電導通孔之一部分。
  4. 如請求項3之印刷電路板，其中該第一層包含一對導電跡線，其中該對導電跡線之一第一導電跡線電耦合至該導電導通孔，及其中以下各者之一總和小於一已知臨限值：(i)該第一直徑之一半；(ii)該第二直徑之一半；(iii)具有該第一直徑之一圓柱形開口與該對導電跡線之該第一導電跡線之間的一距離；(iv)具有該第二直徑之一圓柱形開口與該對導電跡線之一第二導電跡線之間的一距離；及(v)該第一導電跡線與該第二導電跡線之間的一距離。
  5. 如請求項4之印刷電路板，其中該第二層包含一對不同導電跡線，及其中該對不同導電跡線之一第一導電跡線電耦合至該不同導電導通孔。
  6. 如請求項3之印刷電路板，其中該第三圓柱形開口係該不同導電導通孔之一部分。
  7. 如請求項3之印刷電路板，其進一步包括：一第三層，其含有具一第三直徑之一第五圓柱形開口，該第五圓柱 形開口穿過至少該第三層而形成且圍繞該特定軸線而形成；及一第四層，其含有具該第三直徑之一第六圓柱形開口，該第六圓柱形開口穿過至少該第四層而形成且圍繞該不同軸線而形成，其中該第三層及該第四層配置於該第一層與該第二層之間，其中該第三直徑小於該第二直徑，其中該第五圓柱形開口係該導電導通孔之一部分，其中該第六圓柱形開口係該不同導電導通孔之一部分，及其中該第二圓柱形開口及該第三圓柱形開口係非導電的。
  8. 如請求項1之印刷電路板，其中該第一層及該第二層含有具該第一直徑之一第三圓柱形開口，該第三圓柱形開口穿過至少該第一層及該第二層而形成，圍繞平行於該特定軸線之一不同軸線而形成，及其中該第三圓柱形開口係耦合至一接地電壓之一接地導通孔之一部分。
  9. 一種裝置，其包括：一印刷電路板，其具有多層電路，該印刷電路板包括：一第一層，其含有具一第一直徑之一第一圓柱形開口，該第一圓柱形開口穿過至少該第一層而形成且圍繞一特定軸線而形成；及一第二層，其含有具一第二直徑之一第二圓柱形開口，該第二圓柱形開口穿過至少該第二層而形成且圍繞該特定軸線而形成，其中該第一圓柱形開口係一導電導通孔之一部分，及 其中該第二直徑小於該第一直徑；一第一組件，其具有多個接針，其中該多個接針之一第一接針連接至該導電導通孔；及一第二組件，其具有多個接針，其中該印刷電路板配置於該第一組件與該第二組件之間，其中該印刷電路板之該第一層含有具該第二直徑之一第三圓柱形開口，該第三圓柱形開口穿過至少該第一層而形成且圍繞平行於該特定軸線之一不同軸線而形成，其中該印刷電路板之該第二層含有具該第一直徑之一第四圓柱形開口，該第四圓柱形開口穿過至少該第二層而形成且圍繞該不同軸線而形成，其中該第四圓柱形開口係該印刷電路板之一不同導電導通孔之一部分，及其中該第二組件之該多個接針之一第一接針連接至該不同導電導通孔。
  10. 如請求項9之裝置，其中該第一組件係用於傳輸資料之一傳輸器模組且該第二組件係用於接收資料之一接收器模組。
  11. 如請求項9之裝置，其中該第一層及該第二層含有具該第一直徑之一第三圓柱形開口，該第三圓柱形開口係耦合至一接地電壓之一接地導通孔之一部分，及其中該第一組件之該多個接針之一第二接針透過該第一層來連接至 該接地導通孔，及其中該第二組件之該多個接針之一第二接針透過該第二層來連接至該接地導通孔。
  12. 如請求項9之裝置，其中該印刷電路板進一步包括：一第三層，其含有具一第三直徑之一第五圓柱形開口，該第五圓柱形開口穿過至少該第三層而形成且圍繞該特定軸線而形成；及一第四層，其含有具該第三直徑之一第六圓柱形開口，該第六圓柱形開口穿過至少該第四層而形成且圍繞該不同軸線而形成，其中該第三層及該第四層配置於該第一層與該第二層之間，其中該第三直徑小於該第二直徑，其中該第五圓柱形開口係該導電導通孔之一部分，其中該第六圓柱形開口係該不同導電導通孔之一部分，及其中該第二圓柱形開口及該第三圓柱形開口係非導電的。
  13. 如請求項9之裝置，其中該第二圓柱形開口係該導電導通孔之一部分，及其中該第三圓柱形開口係該不同導電導通孔之一部分。
  14. 如請求項9之裝置，其中該第一層包含一對導電跡線，其中該對導電跡線之一第一導電跡線電耦合至該導電導通孔，及其中以下各者之一總和小於一已知臨限值：(i)該第一直徑之一半； (ii)該第二直徑之一半；(iii)具有該第一直徑之一圓柱形開口與該對導電跡線之該第一導電跡線之間的一距離；(iv)具有該第二直徑之一圓柱形開口與該對導電跡線之一第二導電跡線之間的一距離；及(v)該第一導電跡線與該第二導電跡線之間的一距離。
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