双向非固态阻抗受控的参考平面及其形成方法技术

一种电路板包括一组信号导体（６０，６２，６４）和网格（２０）。网格（２０）具有沿第一轴线（Ｙ）形成网孔结构的导电材料的图形。信号导体（６０，６２，６４）的方位平行于第一轴线（Ｙ），它们覆盖导电材料的基本上恒定的面积，而与信号导体（６０，６２，６４）的位置无关。信号导体（６０，６２，６４）的电容从而被控制，使得信号导体（６０，６２，６４）的阻抗可以被保持在高的值。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及柔性电缆和印刷电路板传输线，尤其涉及用于控制在柔性电缆和印刷电路板中的信号线的阻抗的装置和方法。本专利技术涉及在扁的柔性电缆和印刷电路板中的数据传输线或其它类型的传输线的阻抗控制，在所述柔性电缆和印刷电路板中具有多个靠近地参考平面的导体。微带和带状线被广泛地用于互连数字计算机中的高速逻辑电路，因为它们可以利用自动化技术制造并可以提供阻抗受控的信号通路。然而，微带结构带来大量的电磁辐射。可以使用带状线结构，以便大大减少不希望的电磁辐射。然而，增加第二参考或地层使得在信号导体和参考平面之间的电容耦合增加，因而大大减少信号导体的阻抗。为了维持所需的较高阻抗，在传统的带状线结构中，参考层和信号导体之间的距离必须比微带结构中的大。这一增加的厚度极大地减少了电缆能够承受多次弯曲的能力，或者，当用于印刷电路板中时，使印刷电路板的总厚度增加。一般地说，导体被形成在柔性电缆或印刷电路板的平面中。地平面或其它参考电压平面位于平行于导体平面中，以便控制信号导体的阻抗，并阻挡来自传输高频信号例如在数字计算机中的时钟信号和高速数据信号的导体的电磁辐射的传播。在印刷电路板或其类似物中，一般使用固态的地平面。然而，固态地平面没有柔性，除非被作得非常薄，因而不适用于保护要被频繁弯曲的电缆中的信号导体，例如在笔记本计算机的主体和可移动的显示屏之间的柔性电缆中的信号导体。此外，因为在接近信号导体处形成的固态地平面的大的电容，信号导体的阻抗可能会低于所需的值。在另一方面，如果地平面远离信号导体以便减少电容而增加阻抗，柔性电缆将变得较厚，因而其柔性减少，在重复地弯曲时易于折断。类似地，印刷电路板也会变得较厚，因而增加重量和制造成本。具有在网格中形成的导电部分的参考平面已被用于微带设计中以便增加阻抗并提供柔性。然而，因为网格不像固态参考平面那样是连续的，已经发现，要控制由带有网格的参考平面保护的信号导体的阻抗是十分困难的，这是因为不能控制被信号导体交叉的导电的网格部分的面积，因而不能控制信号导体相对于屏蔽网格的阻抗。因而，本专利技术的目的在于，提供一种柔性电缆和电路板，它们提供有效的屏蔽并具有可控的特性阻抗。在传统上，微带和带状线结构的阻抗由信号导体的宽度、信号导体离开一个或几个参考平面的距离、信号导体周围的电介质以及，在较小程度上，信号导体的厚度确定。然而，这种确定带状线和微带的阻抗的传统方法对设计者施加了太多的限制。例如，在某种应用中，如在最新的台式计算机和服务器系统中的外围部件的互连便需要在印刷电路板上的非常高的阻抗。使用现有技术获得这种高阻抗的一种方法是增加信号导体和参考平面之间的距离。然而，这需要使用非标准厚度的昂贵的印刷电路板。这种非标准的印刷电路板不仅制造成本高，而且由于其笨重而使得在许多应用中是不适用的。因而，本专利技术的目的在于，提供一种电路板，其提供高的阻抗而不增加电路板的厚度。另外，微带设计者可以采取通过增加信号导体和参考平面之间的距离并减少信号导体的宽度而增加信号导体的阻抗。然而，在实施后一种处理中设计者面临两种限制。第一，信号导体的最小宽度被目前的技术限制为大约4密耳(1密耳=0.0001英寸)。第二，当导体宽度在6密耳以下时，制造电路板的成本将显著增加。和传统的微带结构有关的另一个缺点是产生正向和反向交扰，这会严重地损害信号质量。交扰是一个信道的信号耦合进入另一个信道的结果。交扰可以由若干原因产生，其中之一是电缆参数的不平衡。具体地说，交扰可以由导体的电容和电感之间的不平衡引起。由于这种不平衡，可以产生一个导体的信号在另一个导体中的净耦合。一般当导体被暴露在非均匀介质中时，这种不平衡加重，例如在传统的微带结构的情况下。本专利技术的另一个目的在于，提供一种电路板，其呈现较小的交扰，同时提供增加的阻抗。除去上述限制之外，在传统的微带结构中的表面导体放射高的电磁辐射，对周围电子电路的工作带来干扰。反过来说，过大的辐射还可以影响平面导体的工作。在传统的微带结构中，不可能提供足够的屏蔽，这是因为，信号导体的表面可以自由地辐射进入安装电路板的系统的空腔内。这种辐射污染要求信号导体使带状线结构构成。然而，带状线结构的高阻抗导体要求参考平面和导体之间的距离大大增加才能达到所需的高阻抗。然而，增加厚度在需要薄的或标准厚度的电路板的应用中是不希望的。因此，本专利技术的另一个目的在于，提供一种电路板，其提供有效的屏蔽，同时提供增加的阻抗。传统的方法对于增加柔性电缆和印刷电路板传输线的阻抗并控制其阻抗范围的局限性在Edward D.Suski申请的并已经转让给ASTResearch,Inc．的专利US 5,300,89中说明了。此处该专利被全文引为参考。该专利中说明的技术利用基本相同的第一和第二导电的屏蔽网格，其中第二个导电网格位于相对于第一网格一个预定的偏移处，并且其中导线位于相对于网格一预定的位置的网格之间。通过使用导电的屏蔽网格，和固态导电平面相反，能够使参考平面具有较大的柔性。此外，在导线和参考网格之间的电容小于在导线和固态参考平面之间的电容。而且，借助于使导线位于相对于网格一个预定的位置处，每个导线和相邻的导线分开一个预定距离，便可以确保相对于屏蔽网格的电容，因而也是阻抗被控制。然而，上述的专利S300899所述的技术使导线位于相对于网格的预定的位置处，并且每个导线和相邻的导线分开一个预定的距离。这些条件对导线的位置附加了限制，因而使得放线更加困难。此外，在给定面积内可以设置的导线数量受到限制。因而，在本领域中需要提供一种具有柔性参考平面的柔性电缆，这种电缆在设计成带状线时能够承受数以千计的弯曲，并能得到所需的阻抗，其能够传输信号而不需把信号导体置于预定的位置，并且不会使信号质量变劣，同时提供可接受的屏蔽能力。在本领域中还需要提供一种电路板，其具有增加的信号线阻抗而不增加电路板的厚度，或减少导体宽度或导体厚度，或使用非均匀的或非标准的介电材料来得到所需的增加的阻抗，从而能够传输信号而不使信号质量变劣或损失信号强度，并且不需要使信号导体处于预定的位置，同时提供可接受的屏蔽能力。本专利技术是一种用于增加在柔性电缆或包括多个信号导体的印刷电路板中的信号导体的阻抗范围的装置与方法。电缆和电路板还包括具有由导电材料制成的图形的网格。网格图形被这样构成，使得信号导体的方向平行于第一轴线。信号导体覆盖导电材料的基本上恒定的面积，而与信号导体的位置无关。本专利技术的一个方面是一种具有第一轴线的电路板(或电缆)。电路板还包括具有由第一网孔结构构成的第一图形的第一网格。电路板还包括和第一网格基本上平行的第二网格，并具有相对于第一网格的网孔结构以一个预定的偏移对准的第二网孔结构。第二网格具有由第二网孔结构构成的第二网格。第一和第二网孔被这样设计，使得被设置在第一网格和第二网格之间的并和第一轴线平行的信号导体具有基本上恒定的电容，而与信号导体的位置无关。在最佳实施例中，第二图形基本上和第一图形相同，并且第一网孔结构基本上和第二网孔结构相同。在一个特别有利的实施例中，屏蔽系统包括在第一平面内的第一导电网格。第一导电网格具有第一轴线和第二轴线。第二轴线垂直于第一平面内的第一轴线。信号导体被基本上和第一平面平行地设置在第二平面中。信号导体被和第一与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路板，包括： 一组信号导体；以及 具有由导电材料构成的图形的网格，所述网格图形被如此构成，使得方向和第一轴线平行的每个所述信号导体覆盖导电材料的基本相同的面积，而不管每个所述信号导体位于何处。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：ED苏斯基，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]