專利名稱：電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有多個(gè)提供差分信號(hào)的支路的電路板。
背景技術(shù)：
最近，由個(gè)人電腦處理的數(shù)據(jù)量較大，例如高分辨率的圖片，需要對(duì)處理能力有所提高。相應(yīng)地，CPU的時(shí)鐘頻率以較高的速度采樣，與外部IC(集成電路)連接的總線，時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線排列密集。結(jié)果不必要的輻射噪聲，例如EMI(電磁干擾)，成為了一個(gè)問題。
另外，在數(shù)碼儀器中，時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的諧波元件直接產(chǎn)生不必要的場(chǎng)噪聲和傳導(dǎo)發(fā)射。當(dāng)由此類信號(hào)激發(fā)的高頻電流進(jìn)入傳輸線、印刷板或者系統(tǒng)內(nèi)的主體時(shí)，(非故意的)天線的場(chǎng)效應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致不必要的場(chǎng)噪聲。為了解決EMI問題，就希望排除不必要的場(chǎng)噪聲。
當(dāng)數(shù)據(jù)在CPU和多個(gè)存儲(chǔ)器之間傳輸或者電子裝置驅(qū)動(dòng)顯示器時(shí)，發(fā)射器IC常常驅(qū)動(dòng)多個(gè)接收器IC。這時(shí)，采用將一條信號(hào)線分成(分支)多條支路。在支路中，信號(hào)在支路的節(jié)點(diǎn)處被反射，并且諧波元件交迭。結(jié)果，該諧波噪聲就可能導(dǎo)致EMI。
相應(yīng)地，作為支路，差分信號(hào)線(例如傳輸小幅度差分線的RSDS線(簡(jiǎn)化回旋差分信號(hào)，Reduced Swing Differential Signal))被用來驅(qū)動(dòng)LCD(液晶顯示器)。在此方法中，由于電場(chǎng)在一對(duì)差分信號(hào)線中關(guān)閉，EMI降低。另外，作為降低EMI的常規(guī)方法，為了防止電場(chǎng)外泄，在電路上安置密封的接地(ground)。舉例來說，2003-347692號(hào)日本專利公開公報(bào)揭示了一種通過通孔來連接密封區(qū)域和基板的方法。
簡(jiǎn)言之，假如在差分信號(hào)線中由信號(hào)起伏的不平衡而產(chǎn)生一個(gè)常見噪聲，作為EMI起因的回路電流就會(huì)傳到地面。此時(shí)，來自每一條支路的常見噪聲就會(huì)交迭，EMI增強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是關(guān)于一個(gè)具有很多支路能夠降低場(chǎng)噪聲的電路板。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種電路板，包括第一基板，第二基板，和第三基板；所述第一基板包括提供一對(duì)差分信號(hào)的發(fā)射器IC；一對(duì)總線，每條都具有接收所述一對(duì)差分信號(hào)的接點(diǎn)；和所述一對(duì)總線的一端電連接的終止寄存器；以及N對(duì)第一支路，所述N對(duì)支路的各條都由所述一對(duì)總線分出；所述第二基板包括N對(duì)第二支路，所述N對(duì)第二支路的各條都和所述N對(duì)第一支路的各條電連接；以及所述第三基板包括N單元接收器IC，所述N單元接收器IC的各個(gè)單元和所述N對(duì)第二支路的各條電連接；其中，所述第一支路的共模阻抗Z1和第二支路的共模阻抗之間的關(guān)系是0.8*Z1≤Z2≤1.2*Z1。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電路板的平面圖；圖2A，2B和2C是圖1中第一電路板的三個(gè)絕緣層的平面圖；圖3A，3B和3C是圖1中的電路板的橫截面圖；圖4是圖1中電路板的電路模塊圖；圖5是對(duì)照例的電路板平面圖；圖6A，6B和6C是圖5中第一電路板的三個(gè)絕緣層的平面圖；圖7A，7B和7C是圖5中的電路板的橫截面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的在接地電極層有高頻電流的電路板的平面圖；圖9是根據(jù)對(duì)照例的在接地電極層有高頻電流的電路板的平面圖；圖10表示第一實(shí)施例和其對(duì)照例的場(chǎng)強(qiáng)水平分量對(duì)頻率的依賴關(guān)系；圖11表示第一實(shí)施例和其對(duì)照例的場(chǎng)強(qiáng)垂直分量對(duì)頻率的依賴關(guān)系；圖12是根據(jù)本發(fā)明的第一修改例的電路板的平面圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的第二修改例的電路板的平面圖；圖14A，14B和14C是圖13中第一電路板的三個(gè)絕緣層的平面圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電路板橫截面圖；圖16A，16B和16C是圖15中第一電路板的三個(gè)絕緣層的平面圖；圖17A，17B和17C是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的第一電路板的三個(gè)絕緣層的平面圖；圖18時(shí)對(duì)比多點(diǎn)式線路電路板的網(wǎng)格接地電極層(meshed ground electrode layer)的平面圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的電路板平面圖；圖20A，20B和20C是圖19中第一電路板的三個(gè)絕緣層的平面圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的在接地電極層有高頻電流的電路板的平面圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖來解釋本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)下面解釋第一實(shí)施例。圖1是第一實(shí)施例的電路板100的平面圖。特別地，在第一基板110和第二基板120上顯示了第一絕緣層111和122。圖2A，2B和2C是第二絕緣層112，第三絕緣層113和第四絕緣層114的平面圖。圖3A，3B和3C是圖1中電路板100在A1-A2，B1-B2和C1-C2處切割得到的橫截面圖，A1-A2，B1-B2和C1-C2代表共面線，微條狀線和條狀線。
電路板100包括第一基板110，第二基板120(120(1)～120(N))，以及第三基板130。此處，“N”代表支路的數(shù)量。在圖1中，“N”是6。但是支路的數(shù)量不限于6。同樣的下文中“N”代表支路數(shù)。
舉例來說，該第一基板110是印刷基板。如圖1中所示，2A～2C和3A～3C，該第一基板110包括第一絕緣層111，第二絕緣層112，第三絕緣層113，第四絕緣層114，保護(hù)層115，電源電極層(電源面)116，接地電極層(地面)117，驅(qū)動(dòng)IC141，差分信號(hào)線142，差分信號(hào)總線143(143a，143b)，終止寄存器144，信號(hào)支線145(145(1)～145(N))，電源線146，電源支線147(147(1)～147(N))，以及接地線148(148(1)～148(N))。
第一，第二，第三和第四絕緣層111～114用于在保持各層之間隔絕時(shí)的多重布線。在第一絕緣層111上置有具有信號(hào)支線145的層，電源支線147，以及接地線148。在第二絕緣層112上設(shè)置有具有電源電極層116的層和電源線146。在第三絕緣層113上設(shè)置有具有差分信號(hào)總線143a的層。在第四絕緣層114上設(shè)置有接地電極層117。這樣，為了防止由線路交叉引起的短路，有沿水平方向信號(hào)線的層不同于有沿垂直方向信號(hào)線的層。
該保護(hù)層115從外部保護(hù)第一絕緣層111上的線路(比如差分信號(hào)線142和差分信號(hào)總線143b)。為了向接收器IC(下文解釋)提供電源，該電源電極層116置于第二絕緣層112上。為了調(diào)整在第一基板110上的共模阻抗，電源電極層116不置于差分信號(hào)線(差分信號(hào)總線143和信號(hào)支線145)底下。
為了使接收器IC接地，接地電極層117置于第四絕緣層114上。而且，接地電極層117通過共模噪聲減小來自信號(hào)支線145的場(chǎng)。因?yàn)橐粚?duì)差分信號(hào)線145傳輸不同的差分信號(hào)，接地電極層117并不總是有必要傳輸信號(hào)。然而，共模噪聲可能有波形起伏的不平衡而產(chǎn)生。該共模噪聲經(jīng)常從一個(gè)小電流激發(fā)一個(gè)大場(chǎng)。相應(yīng)的，為了減小該場(chǎng)，接地電極層117朝向信號(hào)支線145。
為了驅(qū)動(dòng)接收器IC，其驅(qū)動(dòng)IC141(發(fā)射器IC)置于第一絕緣層上。該驅(qū)動(dòng)IC141具有輸出差分信號(hào)的一端并作為差分信號(hào)輸出元件。來自驅(qū)動(dòng)IC141的輸出信號(hào)，例如是基于預(yù)定時(shí)鐘頻率的數(shù)字波形。差分信號(hào)線142是一對(duì)鄰近平行排布的線路。為了連接驅(qū)動(dòng)IC141和差分信號(hào)總線143a，差分信號(hào)線142設(shè)置于第一絕緣層111上。
差分信號(hào)總線143(143a，143b)是一對(duì)相鄰平行排布的線路，即總線將差分信號(hào)岔開傳輸?shù)叫盘?hào)支線145。差分信號(hào)總線143a和143b分別設(shè)置于第三絕緣層113和第一絕緣層111上，這兩層由通孔相互連接。在第一實(shí)施例中，如圖1和圖2B所示，用于連接差分信號(hào)線142的連接點(diǎn)在差分信號(hào)總線143a的右側(cè)邊緣。
如圖1所示，終止寄存器144置于第一絕緣層111上并連接于差分信號(hào)總線143b的左側(cè)邊緣。通過終止該差分信號(hào)總線143b，差分信號(hào)總線143邊緣部位對(duì)信號(hào)的反射減少。如下文所解釋的，如果除了邊緣部分之外差分信號(hào)線142和差分信號(hào)總線143連接，終止寄存器144分別設(shè)置于差分信號(hào)總線143的兩側(cè)。
分支信號(hào)總線145(145(1)～145(N))作為連接差分信號(hào)總線143和接收器IC131的線路設(shè)置在第一絕緣層111上。N對(duì)信號(hào)支線145分別對(duì)應(yīng)N對(duì)差分輸入端排布。
如圖2A所示，電源線146作為連接電源電極層116和電源支線147的線設(shè)置于第二絕緣層112上。電源支線147(147(1)～147(N))作為連接電源線146和接收器IC131的線設(shè)置于第一絕緣層111上。N條電源支線147分別相應(yīng)N個(gè)接收器IC131而排布。接地線148(148(1)～148(N)置于第一絕緣層111上并通過中空通道連接于接地電極層117。接地層148將接收器IC131和接地電極層117連接起來。
第二基板120(120(1)～120(N))例如是FPC(柔性印刷電路板，F(xiàn)lexible Printed Circuit)板，并有絕緣層121和保護(hù)層122在它們之間設(shè)置有信號(hào)支線125(125(1)～125(N))，電源支線127(127(1)～127(N))，以及接地線128(128(1)～128(N))。第二基板120沒有接地電極層，這點(diǎn)不同于第一基板110。如果該第二基板120有接地電極層，第二基板的厚度增加。這樣第二基板就無法彎曲。
N對(duì)信號(hào)支線125分別連接于N對(duì)信號(hào)支線145。電源線127將電源支線137和電源支線147電連接。接地線128將接地線138和接地線148電連接。
第三基板例如是玻璃基板，其上設(shè)置有接收器IC131(131(1)～131(N))，信號(hào)支線137(137(1)～137(N))，以及接地線138(138(1)～138(N))。
接收器IC131例如是液態(tài)驅(qū)動(dòng)IC，并在第三基板130上由COG(玻璃上芯片)來實(shí)現(xiàn)。COG是在玻璃基板(第三基板)上直接實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片(接收器IC131)的方法。
信號(hào)支線135將接收器IC131和信號(hào)支線125電連接。電源支線137將接收器IC131和電源支線127電連接。接地線138將接收器IC131和接電線128電連接。
來自驅(qū)動(dòng)IC141的信號(hào)通過差分信號(hào)總線143和信號(hào)支線145，125和135傳輸?shù)浇邮掌鱅C131。然后信號(hào)通過接地線138，128和148在接地電極層117終止。
差分信號(hào)總線143相應(yīng)N單元接收器IC131分成N對(duì)信號(hào)支線145和125。電流依據(jù)這些信號(hào)支線145和125的特征阻抗傳輸。
(等同電路模型)圖4表示電路板100的等同電路模型。在圖4中，差分信號(hào)總線143的共模阻抗為Z1xco，而信號(hào)支線145，125和135的共模阻抗分別為Z1yco，Z2co和Z3co。這樣，為了減小來自電路板100的場(chǎng)，應(yīng)滿足以下表達(dá)式(1)0.8×Z1yco≤Z2co≤1.2×Z1yco…………………………(1)共模阻抗是在共模電流在一對(duì)差分信號(hào)線(差分信號(hào)總線143和信號(hào)支線145)上流動(dòng)時(shí)的阻抗。而差分阻抗是在差分電流在一對(duì)差分信號(hào)線上流動(dòng)時(shí)的阻抗。一般來說，反射發(fā)生在共模阻抗不連續(xù)的邊界處，并且反射回來的電流的不連續(xù)分量流到接地(接地電極層117)上。在第一實(shí)施例中，通過滿足表達(dá)式(1)，來自信號(hào)支線145和信號(hào)支線125之間的邊界的反射減小了，從而反射回來流到接地電極層117上的電流也就變小了。從而，在電路板100內(nèi)的諧振被壓制并且來自電路板100的場(chǎng)減小了。
(對(duì)照例)下面將對(duì)比對(duì)照例來解釋第一實(shí)施例的功用。圖5是對(duì)應(yīng)圖1的對(duì)照例的電路板100X的平面圖。圖6A～6C是對(duì)應(yīng)圖2A～2C的第一基板110X的第二絕緣層112～第四絕緣層114的平面圖。圖7A～7C是圖5中電路板100X沿對(duì)應(yīng)圖3A～3C的A1-A2，B1-B2和C1-C2切割的橫截面圖。
電路板100X包括第一基板110X，第二基板120(120(1)～120(N))，以及第三基板130。如圖7B和7C所示，該電路板100X由四層組成，信號(hào)層置于第一和第四層上，電源層置于第二層上，以及接地層置于第四層上。特別的，如圖6A所示，電源層是第二層的整個(gè)區(qū)域。另一方面，如圖2A所示，在第一實(shí)施例的電路板100中，電源層置于第二層的部分區(qū)域之上。
如上所述，在電路板100X中，電源電極層(電源面116X)直接置于差分信號(hào)線(差分信號(hào)總線143和信號(hào)支線145)底下。除此之外電路板100X和第一實(shí)施例的電路板100是相同的。相應(yīng)的，省略的具體描述。
在差分阻抗中，差分電流在一對(duì)差分信號(hào)線(信號(hào)支線145)之間流動(dòng)，并且電力線在該對(duì)差分信號(hào)線之間閉合。從而，接地面(接地電極層117)的設(shè)置不影響。另一方面，在共模阻抗中，共模電流在一對(duì)差分信號(hào)線(信號(hào)支線145)之間流動(dòng)，并且電力線在差分信號(hào)線和接地面(接地電極層117)之間生成。從而，該共模阻抗隨著差分信號(hào)線和接地面之間的距離而大大改變。
通過使用譜域方法的仿真器，計(jì)算該對(duì)照例的差分阻抗和共模阻抗。例如，在圖7A中，信號(hào)支線125的寬度w1是100μm，接地線128的寬度w2是100μm，一對(duì)信號(hào)支線125之間的距離d1是110μm，信號(hào)支線125和接地線128之間的距離d2是110μm，且該絕緣層121是聚酰亞胺(polyimide)(相對(duì)介電常數(shù)為ε＝3.3)。這樣，差分阻抗Z2df為144Ω，而該共模阻抗Z2co為87Ω。
在圖7B中，信號(hào)支線145的寬度w3是100μm，一對(duì)信號(hào)支線145之間的距離d3是100μm，而沿信號(hào)支線145和接地電極層117的厚度方向的距離t3是180μm。這樣，該差分阻抗Z1ydf為99Ω，而共模阻抗Z1yco為49Ω。
在圖7C中，信號(hào)支線143的寬度w4是100μm，一對(duì)信號(hào)支線143之間的距離d4是100μm，沿信號(hào)支線143和接地電極層116X的厚度方向的距離t4是180μm，而沿信號(hào)支線143和接地電極層117的厚度方向的距離t5是180μm。這樣，差分阻抗Z1xdf為79Ω，而該共模阻抗Z1xco為32Ω。
圖8是本實(shí)施例的電路板100的平面圖，其中由共模阻抗的不連續(xù)性在接地電極層117上產(chǎn)生高頻電流。首先解釋共模阻抗不連續(xù)性帶來的常見問題。來自驅(qū)動(dòng)IC141的信號(hào)S0由信號(hào)支線145(6)分成為S06。通過在信號(hào)線(信號(hào)支線145和125)之間反射信號(hào)S06，產(chǎn)生返回電流S16并流到接地線128(6)和接地電極層117。
簡(jiǎn)言之，如果第一基板110的共模阻抗Z1yco不同于第二基板120的共模阻抗Z2co，信號(hào)就會(huì)在基板110和120之間的邊界上被反射。結(jié)果，返回電流第二基板120的接地線128和第一基板110的接地電極層117上流動(dòng)。
在該對(duì)照例中，在第一絕緣層111上的信號(hào)支線145和第二絕緣層112上的電源電極層116X交疊。返回電流(由在信號(hào)支線145和125的共模阻抗的不連續(xù)性產(chǎn)生)流到電源電極層116X上。相應(yīng)的，在第二絕緣層112(電源電極層116X)和第一基板110的第四絕緣層114(接地電極層117)上就產(chǎn)生了沿水平方向的電流梯度。電流梯度產(chǎn)生于所有六對(duì)信號(hào)支線145上，并被總合起來。從而，大的高頻電流在電源電極層116X上流動(dòng)，并且在所有電路板100X上發(fā)生λ/4諧振的幾率較高。
(第一實(shí)施例和對(duì)照例之間的對(duì)比)在第一實(shí)施例中，已解釋了減小場(chǎng)強(qiáng)的機(jī)制。在圖3A中，信號(hào)支線125的寬度w1是100μm，接地線128的寬度w2是100μm，一對(duì)信號(hào)支線125之間的距離d1是110μm，信號(hào)支線125和接地線128之間的距離d2是110μm，且該絕緣層121是聚酰亞胺(相對(duì)介電常數(shù)為ε＝3.3)。這樣，差分阻抗Z2df為144Ω，而共模阻抗Z2co為87Ω。
如圖3B和3C所示，該電路板100由四層絕緣層組成，信號(hào)層置于第一和第四層上，電源層置于第二層的一部分上，以及接地層置于第四層上。在(第一實(shí)施例)電路板100的第二絕緣層112上設(shè)置電源層的一部分不同于(對(duì)照例)電路板100X的第二絕緣層112上的設(shè)置電源層的全部。
在圖3B中，信號(hào)支線145的寬度w3是100μm，一對(duì)信號(hào)支線145之間的距離d3是110μm，而沿信號(hào)支線145和接地電極層117的厚度方向的距離t3是180μm。此時(shí)，差分阻抗Z1ydf為105Ω，共模阻抗Z1yco為82Ω。
在圖3C中，信號(hào)支線143的寬度w4是100μm，一對(duì)信號(hào)支線143之間的距離d4是110μm，而沿信號(hào)支線143和接地電極層117的厚度方向的距離t5是180μm。此時(shí)，差分阻抗Z1xdf為79Ω，共模阻抗Z1xco為43Ω。
簡(jiǎn)言之，共模阻抗根據(jù)線路結(jié)構(gòu)的差異變化。在第一實(shí)施例和其對(duì)照例中，電源電極層116的安置部分是不同的。相應(yīng)的，第一實(shí)施例和其對(duì)照例的共模阻抗Z1yco和Z1xco也不同。在第一實(shí)施例中，在第一基板110上的信號(hào)支線145的共模阻抗(圖3B)接近于在第二基板120上的信號(hào)支線125的共橫阻抗(圖3A)。
如上所述，該第二基板120部不包括對(duì)應(yīng)第一基板的電源電極層116和接地電極層117的電極層(特別的，面對(duì)信號(hào)支線125的導(dǎo)電層)。在第一實(shí)施例中，電源電極層116置于第二絕緣層112上，并且不和第一絕緣層145的信號(hào)支線145交疊。從而，在第一實(shí)施例中，通過使第一基板和第二基板的阻抗的決定因素一致(電源電極層116和接地電極層117影響減低)，第一基板的共模阻抗變得接近于第二基板的共模阻抗。
圖9是對(duì)照例的電路板100X的平面圖，其上由共模阻抗的不連續(xù)性在接地電極層117上產(chǎn)生高頻電流。在圖9中，信號(hào)支線125，接地線128，以及電源支線127平行排布于第二基板120上。因?yàn)榈诙?20沒有面向信號(hào)支線125的接地，所以由信號(hào)支線125的共模阻抗的不平衡而產(chǎn)生返回電流，并流入接地線128。圖9的虛線代表返回電流。
第二基板120的層結(jié)構(gòu)不同于第一基板110的層結(jié)構(gòu)。差分阻抗和共模阻抗的不連續(xù)性發(fā)生于第二基板20和第一基板110X之間的邊界處。對(duì)應(yīng)于在第二基板120上信號(hào)支路125的共模電流，產(chǎn)生自共模阻抗不連續(xù)性的返回電流流到第二基板120的接地線128上，并流到第一基板110X的接地電極層117上。
對(duì)應(yīng)于六對(duì)信號(hào)支路135(1)～135(6)，流到接地電極層117上的共模電流在第一基板110X和第二基板120之間存在邊界部分的邊緣，并幾乎在六個(gè)支部同時(shí)產(chǎn)生。共模電流從接地線的主要部分流向差分信號(hào)線。相應(yīng)的，共模電流是沿著和差分信號(hào)總線143b的方向相同的水平方向產(chǎn)生的。在圖9中，共模電流在接地面上的虛線(由在第一基板110X上的水平邊緣線表示)一起產(chǎn)生。從而，接地電流路徑較長(zhǎng)，并且共模電流影響電源面。
共模電流也可以由在差分信號(hào)總線143b的波形起伏而產(chǎn)生。這樣，電源面(在第二絕緣層112上)和接地面(第四絕緣層114上)被堆疊(交疊的)差分信號(hào)總線143b(在第一絕緣層111上)底下，并且返回電流流到電源面和接地面上。如果共模阻抗的不連續(xù)性發(fā)生于第一基板110X和第二基板120之間，電流將在電源面和接地面的邊緣部分和中央部分流動(dòng)。從而，形成大高頻電流回路，從而會(huì)產(chǎn)生大的不必要的電磁場(chǎng)噪聲。
在圖8中，以圖9中相同的方式，信號(hào)支路125，接地線128，以及電源支路127平行排布于第二基板120上。如上所述，第二基板120的層結(jié)構(gòu)不同于第一基板110的層結(jié)構(gòu)。然而，在第一實(shí)施例中，第二基板的共模阻抗幾乎等同于第一基板110的共模阻抗。這樣，在圖8中，在第二基板120和第一基板110之間的邊界，不產(chǎn)生在邊緣部分沿水平方向(畫于圖9中)的返回電流。
如圖8中的第一基板110中所示，接地電流平行于差分信號(hào)總線143a流動(dòng)，并且連續(xù)地連接到差分總線143b的接地面的返回電流路徑。這樣，在圖8中的高頻電流回路小于圖9中的回路。相應(yīng)的，在圖8中不必要的電磁場(chǎng)噪聲減小了。特別的，如圖10和圖11所示(下文解釋)，在共振頻率200MHz處電磁場(chǎng)噪聲大大的減小(基板的縱向是λ/4)。
在第一實(shí)施例中，不發(fā)生由信號(hào)支路145和125之間的不連續(xù)阻抗帶來的反射，并且不產(chǎn)生返回電流(沿水平方向的高頻電流)。換句話說，在第一基板110上在差分信號(hào)總線143沿水平方向和信號(hào)支路145沿垂直方向，不產(chǎn)生沿水平方向的高頻電流梯度。相應(yīng)的，在電路板100上不發(fā)生諧振，且場(chǎng)強(qiáng)減小。
圖10和圖11分別代表根據(jù)第一實(shí)施例和對(duì)照例場(chǎng)強(qiáng)的水平分量和垂直分量對(duì)頻率的依賴關(guān)系。在圖10和圖11中，實(shí)線代表第一實(shí)施例，而虛線代表對(duì)照例。通過圖10和圖11中的實(shí)線和虛線的比較，在第一實(shí)施例中，水平方向和垂直方向的場(chǎng)強(qiáng)在200MHz處大大的減小。
在第一實(shí)施例和對(duì)照例中，第一基板110的長(zhǎng)度L0為160mm，相對(duì)介電常數(shù)ε為4.8。這樣，λ/4諧振的諧振頻率f由以下表達(dá)式表示f=V/λ]]>=(3×108/4.8)/(0.16×4)]]>=214MHz]]>V信號(hào)在線路上的傳輸速度λ信號(hào)的波長(zhǎng)如上所述，在第一實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝换?10(差分信號(hào)總線143)的長(zhǎng)度L0是λ/4諧振減小。200MHz的附近頻率對(duì)應(yīng)于由驅(qū)動(dòng)IC141輸出的差分信號(hào)的時(shí)鐘頻率的六次諧波。這樣，對(duì)具有低次(低于十次)諧振分量作為噪聲源的頻帶場(chǎng)強(qiáng)的減小是有效的。為了減少λ/4諧振，應(yīng)使信號(hào)支路145和125的共模阻抗相匹配，特別的在信號(hào)支路145(6)和125(6)。
(第一修改例)在第一實(shí)施例中，解釋了支路比例為6∶0(差分信號(hào)線源被置于電路板的邊緣部分)。簡(jiǎn)言之，差分信號(hào)線142被連接于差分信號(hào)總線143a，并且差分信號(hào)總線143(143a，143b)和該差分信號(hào)線142作為整體包括一對(duì)差分信號(hào)線。在這個(gè)支路位置6∶0中，信號(hào)的反射量根據(jù)信號(hào)支路145的支路位置而不同。從而，沿水平方向的場(chǎng)強(qiáng)傾向于很大。
圖12是根據(jù)第一實(shí)施例的第一修改例的電路板100A平面圖。在圖12中，差分信號(hào)線142到差分信號(hào)總線143的連接位置被置于信號(hào)支路145的中間支路位置。這叫做分支比率3∶3(差分信號(hào)線源被置于電路板的中央部分)。這樣，由于差分信號(hào)線142的連接位置，信號(hào)支路的支路位置有高對(duì)稱性。即使某個(gè)信號(hào)在每個(gè)支路位置被反射，來自右側(cè)和左側(cè)的反射抵消，并且沿水平方向的場(chǎng)強(qiáng)變小。相應(yīng)的，比起支路比率6∶0，λ/4諧振難以發(fā)生，且在低頻側(cè)的場(chǎng)強(qiáng)被抑制。
通過匹配信號(hào)支路145和125的共模阻抗來減小場(chǎng)強(qiáng)的方法對(duì)任何支路比率6∶0，5∶1，4∶2，3∶3都是有效的?？偟膩碚f，支路比率N∶0，(N-1)∶1，……，(N-K)∶K，……，N/2∶N/2，……，0∶N，都是可用的。
(第二修改例)圖13是根據(jù)第一實(shí)施例的第二修改例的電路板100B的平面圖。圖14A～14C是對(duì)應(yīng)于圖2A～2C第一基板110B的第二絕緣層112～第四絕緣層114的平面圖。在第二修改例中，電源電極層116B被置于第二絕緣層112上且不和第一絕緣層111的接地線148交疊。電源電極層116B被置于第二絕緣層112上且和第三絕緣層113的差分信號(hào)總線143a交疊。而且，第一實(shí)施例的電源線146被省略了。電源支路147直接連接于電源電極層116B。
接下來，圖14A～14C將被詳細(xì)解釋。差分線往往不僅包括時(shí)鐘線而且還包括數(shù)據(jù)線，并且?guī)讓?duì)差分線路往往被置于第一基板110上。這樣，如果電源層沒有被置于差分信號(hào)總線143a和信號(hào)支路145之間，這些線路之間的耦合和串?dāng)_就會(huì)發(fā)生。這個(gè)串?dāng)_會(huì)變成信號(hào)線149的噪聲源，作為EMI的致因。如圖14A中所示，通過將電源電極層116B設(shè)置于差分信號(hào)總線143b和信號(hào)支路145(6)之間，該耦合可被消除從而減小這種干擾。
然而，在第二修改例中，電源電極層116B被置于第二絕緣層112上，且不和接地線148交疊，并且第一基板110B和第二基板120之間的共模阻抗的不連續(xù)性被消除。相應(yīng)的，在接地面上沿水平方向的返回電流(由在基板邊緣的阻抗不連續(xù)性)可以被減小。
對(duì)于從第一基板110B到第三基板130的電源，比較在圖14A中的電源層和圖2A中的電源。在圖14A中電源比圖2A中的電源更接近第一基板110的邊緣部分，并且不和差分信號(hào)總線143b交叉。相應(yīng)的，可以通過沿第二基板120的電源支路127的孔從電源電極層116B處提供電源。
在第一實(shí)施例中，電源電極層116被置于第二絕緣層112上且不和差分信號(hào)總線143和信號(hào)支路145交疊。這樣，可能由差分信號(hào)總線143和信號(hào)支路145之間的干涉而帶來傳輸噪聲。然而，在第二修改例中，電源電極層116B被置于第二絕緣層112上且和差分信號(hào)總線143和信號(hào)支路145交疊。相應(yīng)的，差分信號(hào)總線143和信號(hào)支路145之間的干涉就被減小了，且由在第一基板110B的邊緣部分上的高頻電流的增加帶來的λ/4諧振減小。
(第二實(shí)施例)接下來解釋第二實(shí)施例。圖15是根據(jù)第二實(shí)施例的電路板100C的第一基板110C的截面圖。圖16A～16C是第一基板110C的第二絕緣層112到第四絕緣層114的平面圖。在第二實(shí)施例中，接地電極層117被置于第一基板110C的最外層，并且第五絕緣層(絕緣體)118被置于第四絕緣層114和接地電極層117之間。
接地電極層117被置為該第一基板110C的最外層。相應(yīng)的，接地電極層117起到保護(hù)第一基板110C不受外部噪聲干擾的密封層的作用。而且，將第五絕緣層(電介質(zhì))118置于第四絕緣層114和接地電極層117之間延長(zhǎng)了信號(hào)支路145和接地電極層117之間的距離t3a。結(jié)果，信號(hào)支路145的共模阻抗Z1yco增加了，并且表達(dá)式(1)的條件可以輕易滿足。
在第一實(shí)施例中，電源電極層16被置于第二絕緣層112上且不和信號(hào)支路145交疊，而接地電極層117被置為離信號(hào)支路145最遠(yuǎn)的一層。從而，信號(hào)支路145的共模阻抗Z1yco大致等于信號(hào)支路125的共模阻抗Z2co。
然而，如果第一基板110是薄的，即使接地電極層117被置為第一基板110的最外層，對(duì)阻抗匹配可能不充分。簡(jiǎn)言之，信號(hào)支路145的共模阻抗Z1yco比信號(hào)支路125的共模阻抗Z2co小。另一方面，在第二實(shí)施例中，通過將接地電極層117置于厚度超過完成的(accomplished)第一基板的厚度的外部位置，表達(dá)式(1)可以滿足。
(第三實(shí)施例)接下來解釋第三實(shí)施例。圖17A～17C是根據(jù)第三實(shí)施例的電路板100D的第一基板110D的第二絕緣層112到第四絕緣層114的平面圖。圖18是對(duì)比信號(hào)支路145的網(wǎng)格接地電極層117B的平面圖。電路板100D的上端面和圖1中第一實(shí)施例一樣。相應(yīng)的，省略了此上端面的圖。
在第三實(shí)施例中，接地電極層被分成兩個(gè)區(qū)域(非網(wǎng)格接地電極層117A和網(wǎng)格接地電極層117B)。網(wǎng)格狀接地電極層117B和信號(hào)支路145交疊。通過對(duì)接地電極層的至少一部分網(wǎng)格化，可以調(diào)整信號(hào)支路145的共模阻抗Z1yco。
網(wǎng)格接地電極層117B包括開口部分51和導(dǎo)電部分52。簡(jiǎn)言之，通過設(shè)置多個(gè)開口部分51，接地電極層被分格。另一方面，導(dǎo)電部分52作為沿兩個(gè)方向A1和A2的交叉部分。簡(jiǎn)言之，在導(dǎo)電部分52上，沿不同于信號(hào)支路145的方向A0的A1和A2兩個(gè)方向的電流可以傳導(dǎo)。換句話說，在網(wǎng)格接地電極層117B上限制電流沿信號(hào)支路145的方向A0傳導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電部分52的線路方向A1和A2。
第三實(shí)施例的方法對(duì)即使接地電極層被置為離信號(hào)支路145最遠(yuǎn)的外層信號(hào)支路145的共模阻抗Z1yco不滿足表達(dá)式(1)的情況有效。如果信號(hào)支路145的共模阻抗Z1yco比信號(hào)支路125的共模阻抗Z2co大得多，通過將接地電極層117設(shè)為第一基板110的內(nèi)層，可以減小共模阻抗Z1yco。
另一方面，可以通過延長(zhǎng)信號(hào)支路145和接地電極層117之間的距離或者對(duì)接地電極層117網(wǎng)格化來實(shí)現(xiàn)增加共模阻抗Z1yco。網(wǎng)格接地電極層117B的共模阻抗Z1yco是導(dǎo)電部分52和開口部分51的平均值。相應(yīng)的，通過調(diào)整在鉆孔接地電極層117B上的導(dǎo)電部分52的線路(線路間距)之間的寬度，可以適當(dāng)設(shè)置共模阻抗Z1線路方向A0(由A1和A2方向構(gòu)成的矩形對(duì)A0方向是一個(gè)菱形)。例如，線路方向A0和A1及線路方向A0和A2之間的角度分別為45度。從而，到接地面上的返回電流的返轉(zhuǎn)(wraparound)減小。
(第四實(shí)施例)接下來解釋第四實(shí)施例。圖19是根據(jù)第四實(shí)施例的電路板100E的平面圖。圖20A～20C對(duì)應(yīng)于圖2A～2C的第一基板110E的第二絕緣層112到第四絕緣層114的平面圖。
在第四實(shí)施例中，比起圖1中的第一實(shí)施例有兩個(gè)不同的方面。第一，在第一基板110E上的信號(hào)支路145E的線長(zhǎng)L較短。換句話說，差分信號(hào)線143b鄰接于第一基板110E的邊緣部分。第二，如圖20A中所示，電源極層116E被置于第二絕緣層112的所有區(qū)域。
參考圖21來解釋返回電流的流向。如圖21中所示，電流S36沿水平方向通過第一基板110E和第二基板120之間的共模阻抗的不連續(xù)性在第一基板110E的邊緣部分上流動(dòng)。如果在差分信號(hào)總線143上的信號(hào)起伏的不平衡產(chǎn)生共模電流，返回電流在差分信號(hào)總線143正下方的接地面上流動(dòng)。
在第四實(shí)施例中，第一基板110E和差分信號(hào)總線143之間的距離L縮短了。這種情況下，由在邊緣的共模阻抗不匹配引起的電流的位置幾乎和原始在差分信號(hào)總線143下流動(dòng)的電流的位置相匹配。從而，沿水平方向高頻電流的回路區(qū)域減小。對(duì)于較小的高頻電流回路，諧振頻率轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l，且場(chǎng)強(qiáng)變小。
對(duì)于邊緣部分和差分信號(hào)總線143之間的距離L，該距離L設(shè)定使得其接地面足夠覆蓋至少差分信號(hào)總線143的電磁場(chǎng)的分布區(qū)域。例如，差分信號(hào)總線143可設(shè)置在相距差分信號(hào)總線143之間的空間五倍大的空間的位置。
如上所述，在這些實(shí)施例中，為了減小不必要的常噪聲要減小由共模阻抗的不連續(xù)性帶來的反射。特別的，通過減小在第一基板110邊緣部分的信號(hào)反射，在接地面117的邊緣部分高頻電流梯度被壓制。結(jié)果，在第一基板110上的諧振和不必要的常噪聲被減小。
通過對(duì)信號(hào)支路145，125，135和接收器IC131的共模阻抗進(jìn)行匹配，信號(hào)反射被壓制。然而，在接收器IC131的輸入部分，共模阻抗(包括襯墊(pad)部分和輸入能力)的匹配困難。如果信號(hào)反射發(fā)生在接收器IC131的輸入部分，可能在差分信號(hào)線142，差分信號(hào)總線143，以及信號(hào)支路145，125和135的全部線路長(zhǎng)度上發(fā)生諧振。而且，如果諧振頻率在來自驅(qū)動(dòng)IC141的差分信號(hào)的時(shí)鐘頻率的十次以內(nèi)。在這種情況下，最低次的諧振視為λ/2，電流在驅(qū)動(dòng)IC141為最大值在接收器IC131為最小值。
在信號(hào)支路145的線長(zhǎng)度長(zhǎng)且諧振頻率相對(duì)較低的情況下，在圖12中分支比率3∶3是有效的。而且，即使信號(hào)支路的線長(zhǎng)度短，在驅(qū)動(dòng)IC141和接收器IC131之間的距離(在六個(gè)接收器IC中與驅(qū)動(dòng)IC的最遠(yuǎn)距離)是長(zhǎng)的且諧振頻率相對(duì)較低，在圖1中的分支比率6∶0是有效的。
權(quán)利要求
1.一種電路板，其特征在于，包括第一基板，第二基板，和第三基板；所述第一基板包括提供一對(duì)差分信號(hào)的發(fā)射器IC；一對(duì)總線，每條都具有接收所述一對(duì)差分信號(hào)的接點(diǎn)；和所述一對(duì)總線的一端電連接的終止寄存器；以及N對(duì)第一支路，所述N對(duì)支路的各條都由所述一對(duì)總線分出；所述第二基板包括N對(duì)第二支路，所述N對(duì)第二支路的各條都和所述N對(duì)第一支路的各條電連接；以及所述第三基板包括N單元接收器IC，所述N單元接收器IC的各個(gè)單元和所述N對(duì)第二支路的各條電連接；其中，所述第一支路的共模阻抗Z1和第二支路的共模阻抗之間的關(guān)系是0.8*Z1≤Z2≤1.2*Z1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于，所述第一基板包括相互堆疊的第一絕緣層和第二絕緣層，以及所述N對(duì)第一支路被設(shè)置于所述第一絕緣層上，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第二絕緣層的一個(gè)區(qū)域上的電源層，該區(qū)域不與所述第一絕緣層上的所述N對(duì)第一支路交疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路板，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述第二絕緣層上的電源線，該電源線和所述電源層電連接；以及N條設(shè)置于所述第一基板上的第一電源支線，所述N條第一電源支線的每一條都從所述電源線電分支出來。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路板，其特征在于，所述第一基板包括各自與所述第一絕緣層及所述第二絕緣層堆疊的第三絕緣層和第四絕緣層，，以及所述一對(duì)總線被設(shè)置于所述第三絕緣層上，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述第四絕緣層上的接地層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路板，其特征在于，所述第二絕緣層的區(qū)域不和所述第三絕緣層上的所述一對(duì)總線交疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路板，其特征在于，進(jìn)一步包括N條設(shè)置于所述第一絕緣層上的第一接地線，所述N條接地線每一條都和所述第四絕緣層上的接地層電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于，所述第二基板沒有面對(duì)所述N對(duì)第二支路的導(dǎo)電層。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路板，其特征在于，進(jìn)一步包括N條設(shè)置于所述第二基板上的第二電源支路，所述N條第二電源支路的每一條都有和所述N條第一電源支路的各條相互電連接的一端，以及和所述N單元接收器IC的電連接的另一端。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路板，其特征在于，進(jìn)一步包括N條設(shè)置于所述第二基板上的第二接地線，所述N條第二接地線的每一條都有和所述N條第一接地線的各條相互電連接的一端，以及和N單元所述接收器IC電連接的另一端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于，所述發(fā)射器IC設(shè)置于所述第一絕緣層的端部到所述N對(duì)第一支路。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于，所述發(fā)射器IC設(shè)置于所述第一絕緣層的中央部分到所述N對(duì)第一支路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路板，其特征在于，進(jìn)一步包括另一個(gè)電連接于所述第一絕緣層上的所述一對(duì)總線的另一端的終止寄存器。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路板，其特征在于，所述第二絕緣層的所述區(qū)域至少不與所述第一絕緣層上的所述N對(duì)接地線交疊。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于，所述第一基板包括多個(gè)相互堆疊的絕緣層，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述多個(gè)絕緣層的最外表面上的接地層。
15.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路板，其特征在于，所述接地層包括與所述第一絕緣層上的N對(duì)第一支路交疊的網(wǎng)格區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路板，其特征在于，所述網(wǎng)格區(qū)域包括沿不同于所述N對(duì)第一支路的線路方向的預(yù)定方向設(shè)置的多個(gè)開口部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電路板，其特征在于，所述預(yù)定方向和所述線路方向之間的夾角為45度。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路板，其特征在于，所述那對(duì)總線設(shè)置在相距所述第一基板的邊緣至少為所述這對(duì)總線之間的距離的五倍以上的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電路板，其特征在于，所述N對(duì)第一支路的線長(zhǎng)度至少是所述一對(duì)總線之間的間隔的五倍。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電路板，其特征在于，所述電源層設(shè)置于所述第二絕緣層的整個(gè)區(qū)域。
全文摘要
發(fā)射器IC被置于第一基板上。該發(fā)射器IC提供一對(duì)差分信號(hào)。一對(duì)總線被置于第一基板上。該對(duì)總線每個(gè)有一個(gè)連接來接收該對(duì)差分信號(hào)。終止寄存器被置于第一基板上。該終止寄存器與該對(duì)總線的一端電連接。N對(duì)第一支路被置于第一基板上。N對(duì)第一支路的每一對(duì)都是從該對(duì)總線分支出來。N對(duì)第二支路被置于第二基板上。N對(duì)第二支路的每一對(duì)都與N對(duì)第一支路一一電連接。N單元接收器IC被置于第三基板上。N單元接收器IC的每一個(gè)都和N對(duì)第二支路的每一對(duì)一一電連接。第一支路的共模阻抗Z1和第二支路的共模阻抗之間的關(guān)系是0.8*Z1≤Z2≤1.2*Z1。
文檔編號(hào)H05K1/14GK101052274SQ20071008774
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者高木亞矢子 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝