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TWI262040B - Circuit structure and circuit substrate using different reference planes to regulate characteristic impedance - Google Patents

Circuit structure and circuit substrate using different reference planes to regulate characteristic impedance Download PDF

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TWI262040B
TWI262040B TW093127823A TW93127823A TWI262040B TW I262040 B TWI262040 B TW I262040B TW 093127823 A TW093127823 A TW 093127823A TW 93127823 A TW93127823 A TW 93127823A TW I262040 B TWI262040 B TW I262040B
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Description

1262040 14038twf.doc 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種線路基板，且特別是有關於一種 利用不同參考平面調整特性阻抗之線路結構及其線路基 板。 【先前技術】 主機板（mam board)可說是整部電腦之核心元件，其 負責各元件彼此之間訊號與資料的傳遞工作，例如是數ς 訊號（digital signal)或是類比訊號（anal〇gsignal)之傳遞 工作。一般而言，電腦内部或電腦之間傳輸的訊號即是由U 分離式狀態（如高電壓和低電壓之位準）來呈現資訊的— 種數位訊號，而不是像類比訊號中所使用的連續變動訊 號。因此，g類比訊號由周邊裝置輸入到處理器時，必, 經由類比/數位轉換技術轉換為數位型態之訊號，以便於^ 到訊號傳輸之目的。 此外，在線路佈局方面，類比訊號所需之特性阻抗 (characteristic impedance)要高於數位訊號所需之特性阻 抗。然而，當類比§fL?虎與數位訊號共同存在同一主機板時， 位在同一層之類比訊號線與數位訊號線共同使用同一表考 平面，例如是電源平面（power plane)或接地平面（g咖⑽ plane),以作為類比/數位訊號傳輸時之電壓參考位準，合產 生下列的問題：數位訊號的特性阻抗會偏高，造成特性祖 抗不匹配（impedance dismatch)的問題，進而導致電 輻射干擾（EMI)的現象趨於嚴重。 ' 習知解決特性阻抗不匹配的方法，乃是藉由加大數位 126204^ 说號線的線寬或是縮小類比訊號線的線寬，來調整阻抗不 匹配$問題。然而，數位訊號線與類比訊號線位在同一層 ^ ’若加大數位訊號線之線寬將使原來線路佈局之間距改 變’使佈局密度減少。此外，若縮小類比訊號線之線寬則 需使用較高精度之設備來製作，導致主機板之生產成本太 高。 【發明内容】 因此’本發明的目的就是在提供一種利用不同參考平 面調整特性阻抗之線路結構，用以調整數位訊號與類比訊 號所需之特性阻抗，以達特性阻抗匹配的目的。 為達上述目的，本發明提出一種利用不同參考平面調 整特性阻抗之線路結構，主要包括一類比訊號線、一數位 訊號線、一類比訊號參考平面以及一數位訊號參考平面。 其中，類比訊號線與數位訊號線之線寬相同。此外，類比 訊號與類比訊號參考平面相隔一第一距離，而數位訊號與 數位汛號參考平面相隔一第二距離，且第二距離小於第一 距離。 、 為達上述目的，本發明提出一種利用不同參考平面調 整特性阻抗之線路基板，主要包括一類比訊號線、一數位 矾號線、一類比訊號參考平面、一數位訊號參考平面以及 夕數個介電層。其中，類比訊號線與數位訊號線之線寬相 同。此外，類比訊號線與類比訊號參考平面相隔_第一距 離，而數位訊號線與數位訊號參考平面相隔一第二距離， 且第二距離小於第一距離◦另外，介電層分別疊合於類比 1262040 14038twf.doc 几號線與類比訊號參考平面之間以及數位訊號線與數位訊 號參考平面之間。 依照本發明的較佳實施例所述，上述之類比訊號線與 數位訊號線例如位在同一平面上或是不同平面上。 “依照本發明的較佳實施例所述，上述之類比訊號參考 平面例如是一電源平面或一接地平面。此外，數位訊號參 考平面例如是一電源平面或一接地平面。 本發明之數位/類比訊號線因分別採用不同的參考平 面，作為數位/類比訊號傳輸時之電壓參考位準。因此，習 知同-層之數位/類比訊號因採用同一參考平面而造成特二 阻抗不匹配的問題將可獲得解決，以提高訊號傳輪的品質。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易I*，下文特舉較佳實施例，並配人 明如下。 I配口所附圖式，作詳細說 【實施方式】 請參考圖卜其綠示本發明—較佳實施例之 同，考平面調整特性阻抗之線路結構__ 利、T 層父替豐合之線路基板100的剖 ^回=夕 介電層脱、1〇4交替疊合於—線板⑽之 號線丨12、114與參考平面116、118:J t間’、以使訊 在本實施例中，線路結構U〇主 ^⑺—適當距離。 一數位訊號線114、-類比訊號參考^ 一^比訊號線112、 號參考平© 118。其巾，類比轉 W及—數位訊 周邊裝置(未繪一連二傳= 1262040 14038twf.doc
比轉換技術所得到之連續變動訊號。此外，數位訊號線ll4 例如用以傳輸經由處理器（未繪示）所輸出之分離式狀態 訊號或經由類比/數位轉換技術所得到之分離式狀態訊號Q 值得注意的是，在線路佈局方面，類比訊號所需之特 性阻抗（characteristic impedance)要高於數位訊號所需之 特性阻抗。因此，在本實施例中，利用不同的參考平面來 調整類比/數位訊號所需之特性阻抗。其中，類比訊號線112 例如與數位訊號線114位在同一平面上，且兩者具有相同的 線寬，以降低製程設備所需之成本。此外，類比訊號參考 平面116與數位訊號參考平面n8例如分別位於類比/數位 訊號線112、114之兩側，而類比訊號線112與類比訊號參 考平面116相隔一第一距離D1，且數位訊號線114與數位 訊號參考平面118相隔一第二距離D2 z (60 ) In AD Ί 0.67^(0.8 + 7/ W) 知 在線寬w與截面積下，一訊號線與參考平面相隔! 气時，訊號線之特性阻抗z也隨之增加。利用 增加類比訊號線112與類比訊號」 t斑數=(即第—距離m) ’或減少數位訊; ϋ所離D2，進而輕類比· 汛唬所而之特性阻抗，以改善訊號傳輸之品質。 。、、、工由上述方式调整之後所得到的特性阻抗z，可使類比 心虎所而之特性阻抗高於數位訊號所需之特性阻抗。因 此’可克服習知同-層之數位/類比職因採㈣—參考平 1262040 14038twf.doc 面而造成數位職的触阻抗偏高關題，同時也不必刻 …周正線寬’進而達到降低成本、容易佈局以及減少電磁 波輻射干擾的目的。 接著明參考圖2，其繪示本發明另一較佳實施例之一 種利用不同參考平面調整特性阻抗之線路結構的剖面示意 圖。同樣以多層交替疊合之線路基板2GG的剖面為例，線 路基板之介電層2Q2、204、206交替疊合於一線路結 構210之間，以使訊號線212、214之間或訊號線212、214 與參考平面216、218之間相隔一適當距離。在本實施例中， 線路結構210主要包括一類比訊號線212、一數位訊號線 214、一類比訊號參考平面216以及一數位訊號參考平面 218。與上述實施例不同的是，類比訊號線212與數位訊號 線214位在不同平面上，且類比訊號線212與數位訊號線 214之間例如藉由一介電層2〇4相隔一適當距離。 同理可知，在相同的線寬w與截面積下，類比訊號線 212與類比訊號參考平面2丨6相隔的距離愈大時，類比訊號 之特性阻抗Z也隨之增加。利用上述之關係，本實施例特 別增加類比訊號線212與類比訊號參考平面216之間的距 離（即第一距離D1)，或減少數位訊號214與數位訊號參考 平面218之間的距離（即第二距離D2)，使得第一距離D1> 第二距離D2，進而調整類比/數位訊號所需之特性阻抗，以 改善訊號傳輸之品質。因此，不必刻意調整類比/數位訊號 線212、214之線寬，即可改善電磁波輻射干擾的目的。 1262040 14038twf.doc . 接著，請參考圖3，其繪示本發明又—較佳實施例之— 種利用不同參考平面調整特性阻抗之線路結構的剖面示音 圖。同樣以多層交替疊合之線路基板3〇〇的剖面為例 路基板3〇0之介電層3〇2、3〇4、3〇6 &替疊合於一線路結 構310之間，以使訊號線312、314與參考平面316、 之間或參考平面316、318之間相隔一適當距離。在本實施 例中，線路結構310主要包括一類比訊號線312、一數位訊 號線314、一類比訊號參考平面316以及一數位訊號參考平 面318與上述一實施例不同的是，類比訊號線312與數位 汛號線314分別位於類比訊號參考平面316與數位訊號參 考平面318之兩側，且二參考平面316、318之間例如藉由 一介電層304相隔一適當距離。 同理可知，在相同的線寬％與截面積下，類比訊號線 312與類比訊號參考平面316相隔的距離愈大時，類比訊號 之特性阻抗Z也隨之增加。利用上述之關係，本實施例特 別增加類比訊號線312與類比訊號參考平面316之間的距 離（即第一距離D1)，或減少數位訊號線314與數位訊號參 考平面318之間的距離（即第二距離〇2)，使得第一距離 01>第二距離D2 ’進而調整類比/數位訊號所需之特性阻 抗’以改善訊號傳輸之品質。因此，不必刻意調整類比/數 位訊號線312、314之線寬，即可改善電磁波輻射干擾的目 的。 由上述三個實施例可知，本發明之數位/類比訊號線因 10 1262040 14038twf.doc 愿炎^不同的參考平面，作為触/類比訊號傳輸時之電 位準。因此’習知同_層之數位/類比訊號因採用同 〜^考平面而造成触訊號的特性阻抗偏高㈣題將可獲 、查解决同日$不必刻意調整類比/數位訊號線之線寬，進而 到降低成本、容易佈局以及減少電磁波輻射干擾的目的。 卜雖然本發明已峨佳實_揭露如上，然其並非用以 义^本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 二麵圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保譜 純圍當視_之申請專職_界定者為準。 " 【圖式簡單說明】 圖1繪示本發明一較佳實施例之一種利用不同參考平 ΰ 周正特性阻抗之線路結構的剖面示意圖。 、圖2繪示本發明另一較佳實施例之一種利用不同參考 平面調整特性阻抗之線路結構的剖面示意圖。 圖3繪示本發明又一較佳實施例之一種利用不同參考 平面調整特性阻抗之線路結構的剖面示意圖。 _ 【主要元件符號說明】 100 ·線路基板 102、104 :介電層 110 :線路結構 112 ·類比訊號線 114 :數位訊號線 116 :類比訊號參考平面 11 1262040 14038twf.doc 118 :數位訊號參考平面 200 :線路基板 202、204、206 :介電層 210 :線路結構 212 :類比訊號線 214 :數位訊號線 216 :類比訊號參考平面 218 ··數位訊號參考平面 300 :線路基板 302、304、306 :介電層 310 ·線路結構 312 :類比訊號線 314 :數位訊號線 316 :類比訊號參考平面 318 ··數位訊號參考平面 D1 ··第一距離 D2 :第二距離

Claims (1)

1262040 14038twf.doc 十、申請專利範圍： 1. 一種利用不同參考平面調整特性阻抗之線路結構，包 括： 一類比訊號線； 一數位訊號線，與該類比訊號線之線寬相同； 一類比訊號參考平面，與該類比訊號線相隔一第一距 離；以及 一數位訊號參考平面，與該數位訊號線相隔一第二距 離，且5亥弟一距離小於該第一距離。 2.如申請專利範圍第丨項所述之利料同參考平面調 整特性阻抗之線路結構，其中賴比訊號線與該數位訊號 線位在同一平面上。 線分別位在不同平面上。 *明專利範圍第1項所述之利用不同參考平面言 f特性阻抗之線騎構，其巾賴比減線與該數位訊| 敕 士申明專利範圍第1項所述之利用不同參考平面調 =特f生阻k之線路結構，其中該類比訊號參考平面係為一 電源平面或一接地平面。 5·如申叫專利範圍第1項所述之利用不同參考平面調 特丨生陶几之線路結構，其巾該數位訊號參考平面係為一 電源平面或一接地平面。 種利用不同參考平面調整特性阻抗之線路基板，包 一類比訊號線； 13 Ι262〇4<38_ 一數位訊號線，與該類比訊號線之線寬相同； 一類比訊號參考平面，與該類比訊號線相隔一第一距 離； 一數位訊號參考平面，與該數位訊號線相隔一第二距 離’且该弟^一距離小於該第一距離； 一第一介電層，疊合於該類比訊號線與該類比訊號參 考平面之間；以及 一第二介電層，疊合於該數位訊號線與該數位訊號參 考平面之間。 7·如申睛專利範圍第6項所述之利用不同參考平面調 整特性阻抗之線路基板，其中該類比訊號線與該數位訊號 線位在同一平面上。 8·如申请專利範圍第6項所述之利用不同參考平面調 正特性阻抗之線路基板，其中該類比訊號線與該數位訊號 線为別位在不同平面上。 9·如申請專利範圍第8項所述之利用不同參考平面調 整特性阻抗之線路基板，更包括一第三介電層，疊合於該 類比訊號線與該數位訊號線之間。 10·如申請專利範圍第8項所述之利用不同參考平面調 整特性阻抗之線路基板，更包括一第三介電層，疊合於該 類比訊號參考平面與該數位訊號參考平面之間。 11·如申請專利範圍第6項所述之利用不同參考平面調 整特性阻抗之線路基板，其中該類比訊號參考平面係為一 14 1262040 14038twf.doc 電源平面或一接地平面。 12.如申請專利範圍第6項所述之利用不同參考平面調 整特性阻抗之線路基板，其中該數位訊號參考平面係為一 電源平面或一接地平面。
15
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