TWI393510B - 印刷電路板 - Google Patents

Description

印刷電路板

本發明係關於一種印刷電路板，特別係關於一種具有高佈線密度的印刷電路板。

在現今多層印刷電路板中，經常使用內層的差分對來傳輸訊號。如圖1所示，習知印刷電路板中的差分對大多採用邊緣耦合(edge-couple)的方式佈設，邊緣耦合的方式是指差分對的兩條差分傳輸線在印刷電路板的同一訊號層中相互耦合。在實際佈線時為保證訊號傳輸品質在差分對的上方或下方必須要設有參考層。如差分對17的兩條差分傳輸線171、172在印刷電路板的同一訊號層12中相互耦合，且在差分對17的上下方設有參考層11、13。差分對18的兩條差分傳輸線181、182在印刷電路板的同一訊號層15中相互耦合，且在差分對18的上下方設有參考層14、16。在如圖1所示的六層印刷電路板中，有四層參考層11、13、14及16，只有兩層訊號層12及15用於佈設訊號線。如圖2所示，為另一習知印刷電路板的佈線示意圖，在訊號層22、23及25中分別以邊緣耦合的方式佈設差分對27、28、29，在差分對27的上方佈設參考層21，差分對28的下方佈設參考層24，在差分對29的上下方佈設參考層24、26，在六層印刷電路板中有三層參考層21、24及26，只有三層訊號層22、23及25可用以佈設訊號線。因此，由於傳統的以邊緣耦合方式佈設的差分對的兩條差分傳輸線均要佈設在同一層面上，對於六層以上的印刷電路板，至少需佔用印刷電路板的一個中 間層面作為參考層，必然佔用較大佈線空間，導致印刷電路板的佈線密度較低，不符合現今資訊產品體積越來越小的趨勢。

鑒於上述內容，有必要提供一種具有高佈線密度的印刷電路板。

一種印刷電路板，包括層疊的一第一參考層、一第一訊號層、一第二訊號層、一第三訊號層，該第一訊號層上以邊緣耦合方式佈設一第一差分對，該第一差分對以第一參考層為參考層，該第一訊號層與第二訊號層的間距大於該第一參考層與該第一訊號層的間距，該第二及第三訊號層中以寬邊耦合方式佈設一第二差分對，該第二差分對包括第一及第二差分傳輸線，該第一差分傳輸線佈設於該第二訊號層上，該第二差分傳輸線佈設於該第三訊號層上。

該印刷電路板適當減小第一訊號層與第一參考層的間距，加大第一訊號層與第二訊號層的間距，並在第二及第三訊號層上以寬邊耦合方式佈設差分對，與傳統佈線方式相比，在印刷電路板中減少額外參考層的使用，增加了訊號層的層數，提高了印刷電路板的佈線密度。

請參照圖3，本發明印刷電路板的第一較佳實施方式包括層疊的一第一參考層31、一第一訊號層32、一第二訊號層33、一第三訊號層34、一第四訊號層35及一第二參考層36。該第一參考層31及第二參考層36可為接地層或電 源層。該第一訊號層32上以邊緣耦合方式佈設一差分對37，該差分對37包括兩條差分傳輸線371及372。該第二訊號層33和第三訊號層34上以寬邊耦合(broadside-couple)方式佈設一差分對38。該寬邊耦合方式是指一差分對中的兩條差分傳輸線在印刷電路板的兩個相鄰層間耦合。該差分對38包括兩條差分傳輸線381及382，該差分傳輸線381佈設於該第二訊號層33上，該差分傳輸線382佈設於該第三訊號層34上。該第四訊號層35上以邊緣耦合方式佈設一差分對39，該差分對39包括兩條差分傳輸線391及392。該差分對38位於該差分對37的兩條差分傳輸線371及372的垂直平分線上。圖3所示的印刷電路板與傳統印刷電路板結構相比，適當減小了第一訊號層32與第一參考層31的間距，使第一訊號層32中的差分對37只以第一參考層31為參考層，並適當加大第一訊號層32與第二訊號層33的間距，此時，差分對37的電場大多分佈在第一參考層31和差分對37之間，以及差分對37的兩條差分傳輸線371及372之間，較少串擾到第二訊號層33和第三訊號層34的差分對38上。因為該第二訊號層33和第三訊號層34上的差分對38以寬邊耦合方式佈線，所以該差分對38電場大多分佈於差分對38內部的差分傳輸線381及382之間，較少串擾到第一訊號層32和第四訊號層35上。而且由於差分對38位於差分對37的兩條差分傳輸線371及372的垂直平分線上，由差分對37串擾到差分對38的較少的雜訊也會由於差分傳輸線371和372傳輸為大小相等方向相反的訊號，而使得在差分對38上的串擾相互抵消至很小甚至為零。同時，因為 在第四訊號層35上佈設有差分對39，所以也要適當減小第四訊號層35與第二參考層36的間距，加大第三訊號層34與第四訊號層35的間距，使第四訊號層35上的差分對39只以第二參考層36為參考層，差分對39的電場大多分佈在第二參考層36和差分對39之間，以及差分對39的兩條差分傳輸線391及392之間，不會耦合到第二及第三訊號層33及34中。以上的印刷電路板的佈線方式與習知佈線方式相比，在印刷電路板中減少了參考層的使用，增加了訊號層的層數，提升了印刷電路板的佈線密度。

在印刷電路板佈線時，可根據上述方式在第二訊號層33及第三訊號層34上佈置多對差分對。而且，在第一訊號層32與第二訊號層33的間距大於第一訊號層32與第一參考層31的間距的4倍，以及第三訊號層34與第四訊號層35的間距大於第四訊號層35與第二參考層36的間距的4倍時，第二訊號層33與第三訊號層34中的以寬邊耦合方式佈置的差分對的位置可任意佈置，只要每相鄰兩差分對間取適當間隔，減少彼此間的影響即可。圖4及圖5示出了在第二訊號層33與第三訊號層34上以寬邊耦合的方式佈設多對差分對時的幾種實施例。

圖4所示的印刷電路板與圖3所示的印刷電路板具有相似的結構，包括層疊的一第一參考層41、一第一訊號層42、一第二訊號層43、一第三訊號層44、一第四訊號層45及一第二參考層46。不同點在於第二及第三訊號層43及44上以寬邊耦合方式佈設的差分對61、62、63與第一訊號層42及第四訊號層45中的差分對47、48、64、65以交 錯形式佈線，相較於圖3所示的印刷電路板的佈線方式進一步提高了印刷電路板的佈線密度。

圖5所示的印刷電路板與圖3所示的印刷電路板也具有相似的結構，包括層疊的一第一參考層51、一第一訊號層52、一第二訊號層53、一第三訊號層54、一第四訊號層55及一第二參考層56。在第一訊號層52中以邊緣耦合方式佈設一差分對57，該差分對57包括兩條差分傳輸線571及572。在第二訊號層53與第三訊號層54中以寬邊耦合方式佈置一差分對59及一差分對72，該差分對59與差分對57的一條差分傳輸線571豎直對應，該差分對72與差分對57的另一條差分傳輸線572豎直對應。在第二訊號層53與第三訊號層54中採用上述佈線方式可獲得更大的佈線密度。在測試差分對周圍的電場時，以上的佈線方式均可在容許範圍內保證訊號的傳輸品質。

採用本發明較佳實施方式的佈線方式，適當減小第一訊號層與第一參考層的間距，加大第一訊號層與第二訊號層的間距，在第一訊號層上以邊緣耦合方式佈設差分對，使第一訊號層上的差分對只以第一參考層作為參考，在第二及第三訊號層上以寬邊耦合方式佈設差分對，並可根據實際佈線需求適當調整第二訊號層及第三訊號層中差分對的位置，與習知佈線方式相比，在印刷電路板中減少了額外參考層的使用，增加了訊號層的層數，提高了印刷電路板的佈線密度。

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。

31、41、51‧‧‧第一參考層

32、42、52‧‧‧第一訊號層

33、43、53‧‧‧第二訊號層

34、44、54‧‧‧第三訊號層

35、45、55‧‧‧第四訊號層

36、46、56‧‧‧第二參考層

37、38、39、47、48、57、61、62、63、64、65、59、72‧‧‧差分對

371、372、381、382、391、392、571、572‧‧‧差分傳輸線

圖1係一種習知技術印刷電路板的佈線結構示意圖。

圖2係另一種習知技術印刷電路板的佈線結構示意圖。

圖3係本發明印刷電路板的第一較佳實施方式的佈線結構示意圖。

圖4係本發明印刷電路板的第二較佳實施方式的佈線結構示意圖。

圖5係本發明印刷電路板的第三較佳實施方式的佈線結構示意圖。

31‧‧‧第一參考層

32‧‧‧第一訊號層

33‧‧‧第二訊號層

34‧‧‧第三訊號層

35‧‧‧第四訊號層

36‧‧‧第二參考層

37、38、39‧‧‧差分對

371、372、381、382、391、392‧‧‧差分傳輸線

Claims (8)

1. 一種印刷電路板，包括層疊的一第一參考層、一第一訊號層、一第二訊號層、一第三訊號層，該第一訊號層上以邊緣耦合方式佈設一第一差分對，該第一差分對以第一參考層為參考層，該第一訊號層與第二訊號層的間距大於該第一參考層與該第一訊號層的間距，該第二及第三訊號層中以寬邊耦合方式佈設一第二差分對，該第二差分對包括第一及第二差分傳輸線，該第一差分傳輸線佈設於該第二訊號層上，該第二差分傳輸線佈設於該第三訊號層上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路板，其中該第一訊號層與該第二訊號層的間距大於該第一參考層與該第一訊號層的間距的四倍。
3. 如申請專利範圍第2項所述之印刷電路板，其中該第一差分對包括兩條差分傳輸線，該第二差分對位於該第一差分對兩條差分傳輸線的垂直平分線上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路板，其中該第一差分對包括兩條差分傳輸線，該第二差分對與該第一差分對中其中一條差分傳輸線豎直對應。
5. 如申請專利範圍第4項所述之印刷電路板，其中該第二及第三訊號層上還以寬邊耦合方式佈設一第三差分對，該第三差分對與該第一差分對中另一條差分傳輸線豎直對應。
6. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路板，其中該參考層為接地層或電源層。
7. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路板，其中該印刷電路板的第三訊號層下方還依次層疊一第四訊號層及一第二 參考層，該第四訊號層上以邊緣耦合方式佈設一第四差分對，該第三訊號層與第四訊號層的間距大於該第二參考層與該第四訊號層的間距。
8. 如申請專利範圍第7項所述之印刷電路板，其中該第三訊號層與第四訊號層的間距大於該第二參考層與該第四訊號層的間距的四倍。