高频宽带阻抗匹配的传输孔制造技术

本发明专利技术涉及一种高宽频阻抗匹配的传输孔，以多层印刷电路板为例子，为多个电路层及绝缘层的组合，电路层与绝缘层交错层叠设置，其包括多个信号传输线、垂直信号导通孔及垂直接地导通孔，各信号传输线设置于不同电路层，在信号传输线之间以垂直信号传输孔连接，并借由设置对应的垂直接地导通孔来使垂直信号传输孔达到阻抗匹配。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传输孔，应用于多层电路板、LTCC、IC、厚膜陶瓷、薄膜陶瓷、硅基板玻璃基板制程等，特别是涉及一种高宽频阻抗匹配的传输孔。
技术介绍
在电子系统产品中，包括电路板、低温共烧陶瓷(Low-TemperatureCofired Ceramics，LTCC)、IC、厚膜陶瓷、薄膜陶瓷、硅基板玻璃基板制程，其中用以承载电子元件的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，通常使用玻璃纤维布或软性基材所组成的平面状基板，再印刷上导电电路。随着电子产品走向“轻薄短小”的设计概念，印刷电路板也朝向小孔径、高密度、多层数、细线路发展。其中，多层印刷电路板是提高线路密度的良好解决方案。然而，在印刷电路板层数增加的情况下，信号传输线势必要穿过各层而造成严重的干扰；另外，现今的电子产品朝向高频、高速发展的趋势，对于信号传输效率与传输间阻抗精准度的要求更高，因不匹配的阻抗会造成信号反弹，轻者会使系统不稳，严重的话将导致系统毁损。因此印刷电路板需针对传输线线宽与线距进一步设计，建立均衡的阻抗设计，但是现有印刷电路板设计大多仅考虑平面间的传输，较少考虑到垂直的信号传输。由于多层印刷电路板的板间垂直信号传输一直是电路设计上的难点，许多高频电路设计会避免通过板间导通孔(via)作垂直信号传输。如美国早期公开号第20040053014号的申请案所述的多层印刷电路板，其具有第一与第二信号传输线，以及第一与第二接地层，第一信号传输线与第二信号传输线之间以垂直信号导通孔连接。第一与第二接地层之间以接地导通孔连接，接地导通孔接近但不连接于导通孔，第一接地层突出于第二接地层且较第二接地层接近信号导通孔，来稳定第一信号传输线的干扰。再配合第一接地层与第二接地层的交错设计可以达到良好的阻抗控制。然而，此方法会造成许多设计上的复杂度，减少电路应用的灵活度，而且整体多层印刷电路板的精密度控制不易。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种高宽频阻抗匹配传输孔，以多层印刷电路板为例，在信号传输线之间以垂直信号传输孔连接，并借由垂直接地导通孔来使垂直信号传输孔达到阻抗匹配，利用垂直信号传输孔可以灵活在各层金属之中配置传输线，使得高频与高速的电气信号在立体空间传输更完整。因此，为实现上述目的，本专利技术提出一种高宽频阻抗匹配传输孔，应用于各种基材，包括第一信号传输线、第二信号传输线、垂直信号导通孔及垂直接地导通孔。第一信号传输线与第二信号传输线设置于基材的不同的表面，且第一信号传输线通过设置于基材内的垂直信号导通孔连接第二信号传输线；垂直接地导通孔则邻近于垂直信号导通孔。如此借由控制特定间距则可以控制阻抗，使得垂直信号导通孔的信号传输具有阻抗匹配。其中，如在垂直信号导通孔的周围设置对称的两个垂直接地导通孔，可视为近似于共平面波导。另外，也可以采用两个以上个垂直接地导通孔环绕于信号传输孔的周围，以类似于同轴电缆线(cable)的结构，还可加入导电部连接各个垂直接地导通孔，以更进一步提升电气特性。另外，配合不同的电路设计，本专利技术也可应用于差动对的信号传输，其结构包括第一信号传输差动对与第二信号传输差动对、一对信号导通孔、平面导线及多个垂直接地导通孔。第一信号传输差动对与第二信号传输差动对分别设置于基材的两表面，并以一对信号导通孔连接第一信号传输差动对与第二信号传输差动对，多个垂直接地导通孔则邻近于信号导通孔并间隔一特定间距，并配合信号导通孔对称地设置于绝缘层中。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术第一实施例的剖面示意图；图2为本专利技术第二实施例的剖面示意图；图3A、3B为本专利技术第三实施例的透视示意图； 图4A为本专利技术第一仿真实施例的三维结构示意图；图4B为本专利技术第一仿真实施例仿真结果的阻抗分布示意图；图5A、5B为本专利技术第二仿真实施例的三维结构示意图；以及图6为本专利技术第三仿真实施例的三维结构示意图。其中，附图标记110-电路层111-第一信号传输线112-第二信号传输线113-垂直信号导通孔114-垂直接地导通孔120-绝缘层311-第一信号传输差动对312-第二信号传输差动对314-多个垂直接地导通孔316-中空导电部320-绝缘层311-第一信号传输差动对312-第二信号传输差动对313-垂直信号导通孔314-垂直接地导通孔315-平面导线316-导电部317-导电部411-第一信号传输线412-第二信号传输线413-垂直信号导通孔414-垂直接地导通孔415-环状导电部416-半环状导电部420-绝缘层 D-特定间距具体实施方式本专利技术所公开的高宽频阻抗匹配传输孔，应用于各种基材，譬如为多层电路板、LTCC、IC、厚膜陶瓷、薄膜陶瓷、硅基板玻璃基板制程等，通过接地导通孔配置于信号导通孔的周围，使得垂直信号导通孔的信号传输具有阻抗匹配。以下结构以多层电路板为例子，通过结构设计使多层电路板达到阻抗匹配的目的。多层电路板结构为堆栈多个绝缘层和电路层的组合，利用垂直信号导通孔来提供电路层的电性连接，并且于结构中加入垂直接地导通孔，使得垂直信号导通孔的信号传输达成阻抗匹配，其结构设计的实施例公开如下。多层印刷电路板为多个电路及绝缘层的组合，电路层与绝缘层交错层叠设置。请参照图1，其为本专利技术第一实施例的剖面示意图。以六层电路板结构为例，其由下至上具有六电路层110，电路层110间则间隔绝缘层120，本专利技术的结构包括第一信号传输线111与第二信号传输线112、垂直信号导通孔113及垂直接地导通孔114。第一信号传输线111设置于底面电路层110(可视为基材的第一表面)，第二信号传输线112设置于顶端电路层110(可视为基材的第二表面)，并且间隔多个绝缘层120，第一信号传输线111通过垂直信号导通孔113导通于第二信号传输线112；垂直接地导通孔114则邻近于垂直信号导通孔113，垂直接地导通孔114贯穿内部的电路层110并与垂直信号导通孔113间隔一特定间距D。这样，借由控制特定间距D则可以控制阻抗，使得垂直信号导通孔113的信号传输具有阻抗匹配。此外也可在垂直信号导通孔的周围设置对称的多个垂直接地导通孔，可视为近似的共平面波导。请参照图2，其为本专利技术第二实施例的剖面示意图。同样以六层电路板结构为例，其由下至上具有六电路层110，电路层110间则间隔有绝缘层120，本专利技术的结构包括第一信号传输线111与第二信号传输线112、垂直信号导通孔113及两个垂直接地导通孔114。第一信号传输线111设置于底面电路层110，第二信号传输线112设置于顶端电路层110，并且间隔多个绝缘层120，第一信号传输线111通过垂直信号导通孔113导通于第二信号传输线112；两个垂直接地导通孔114则邻近并对称于垂直信号导通孔113设置，垂直接地导通孔114分别贯穿内部的电路层110并与垂直信号导通孔113间隔一特定间距D。在第二实施例中的导电部为中空环状导电部，此中空环状导电部连接接地孔。另外，本专利技术可应用于差动对的信号传输，请参照图3A，其为本专利技术第三实施例的透视示意图，其结构包括第一信号传输差动对311与第二信号传输差动对312、一对信号导通孔、多个垂直接地导通孔314及中空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高宽频阻抗匹配的传输孔，应用于一基材，其特征在于，所述基板具有相对的一第一表面与一第二表面，所述传输孔包括：一第一信号传输线，设置于所述基材的第一表面；一第二信号传输线，设置于所述基材的第二表面；一垂直信号导通孔 ，设置于所述基材内，供所述第一信号传输线通过所述垂直信号导通孔连接所述第二信号传输线；以及一个以上的垂直接地导通孔，邻近于所述垂直信号导通孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卓威明，翁卿亮，赖颖俊，陈昌升，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]