用于印刷电路板的优选非对称通孔定位制造技术

本发明专利技术涉及用于印刷电路板的优选非对称通孔定位，公开了在使用通孔设置或电路迹线引出结构的高速差分信号应用中有用的电路板（２００，３００，４００）设计。在通孔设置中，差分信号对通孔的集合（３０１，３０３，４０１，４０３）和相关的接地（３０２）在重复图案中设置得相互邻近。每对的差分信号通孔（３０１，３０３，５９１）与它们的相关接地通孔（３０２ａ，５９３ａ）的间隔比在邻近的差分信号对相关的接地（３０２ｂ，５９３ｂ）之间的间距更近，以使差分信号通孔展现出优选电耦合到它们的相关接地通孔。电路迹线引出结构包括差分信号通孔（４０１，４０２，５９１）的电路迹线（４２０，５５０）的引出部分，以跟随迹线接着接合并且连接至导电迹线的传输线部分（５５２）的路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及电路板布局，并更具体地涉及用于高速电子传 输应用的印刷电路板上的通孔布局。
技术介绍
在数据通信领域中，数据传输的速度经年稳定地增长。速度的增 长要求用于在电信领域中使用的高速电子部件的发展，例如互联网的 使用和数据传输及存储应用中的使用。为了获得传输电子信号速度的 增长，使用差分信号是公知的。双绞线导线通常用于传输差分信号并在电缆中是最常用的。这些 信号电缆具有一个或多个的沿电缆长度方向绞在一起的导线的双绞 线，每个这种双绞线由相关的接地屏蔽包围着。这些双绞线一般接收 互补信号电压，即，双绞线的一根线将承载l.O伏特的信号，而该双绞 线的另一根线则将承载-1.0伏特的信号。该导线对沿电缆的轴绞在一起 以使每根导线沿电缆以螺旋状的路径延伸并且这两根导线沿电缆长度 方向的螺旋状路径互相隔开相同的距离。当信号电缆选定路径到电子器件，它们可经过或邻近发射自身电 场的其它电子器件。这些器件可能在由信号电缆形成的传输线中产生 电磁干扰。然而，通过在需要的方向保持两根导线以使它们电容性地 互相耦合并耦合至相关的接地屏蔽或加蔽线，电缆的双绞线结构最小化或消除任何的感应电场，并且这种结构因此在基本上防止了在电缆 中电磁干扰的发生和影响通过电缆的数据信号的传输。为了从这种传输线到相关的电子器件的电路保持电性能完整性， 最好在全部传输线中获得基本上恒定的阻抗，从电路到电路并且避免 在传输线的阻抗中大的不连续。在传输线的阻抗中的大的不连续可导 致在传输线的信号路径之间的不良串扰或电"噪声"的产生。这种类 型的噪声和串扰都会负面地影响在高频(或数据传输速度)电传输的信号的完整性。在电子器件之间的"传输线"不仅包括电缆和使两个 器件相互连接在一起的连接器，还包括器件的印刷电路板。可控制双绞线传输电缆的阻抗，因为保持信号导体和接地屏蔽的 特殊的几何或物理排列是容易的，阻抗变化通常遭遇在电缆匹配连接 器的区域，在此区域中连接器安装到印刷电路板并且连接器安装到电 路板。这个最后的区域在本
中称作"发射"区域，其中信号 从电路板上(或中)的传输线发射进入其上安装的连接器。同样地， 可将信号从连接器发射进入电路板并且该区域通常也称作"引出"区 域。这些区域是相同的但依赖于信号路径的方位和方向具有不同的术 语，或者从电路板到连接器或者从连接器到电路板。本专利技术针对在这 些电路板发射或引出区域中使用的改进结构。电路板由多层导电的和非导电材料组成。每层可认作定义了电路 板的多个平面中的一个。非导电层可用作电路板的基底，并且其表面 (多个)可涂覆导电材料，例如铜箔或镀层。去除其部分来在板的表 面上形成导电区域，该区域在本
中一般称作"迹线"。这些迹 线定义了在板基底层上的电路路径。然后施加后继的非导电层到基底 的表面并且施加另一导电层到那层并且蚀刻成图案。施加第三导电层 到第二导电层上并且重复该过程直到形成多层电路板。不同的导电层 通常由在本
中公知的"通孔"连接在一起。通孔是钻通电路 板的孔并且其内表面受电镀。该镀层使各个导电层相互连接。当需要连接迹线到其它迹线时，电路板上的迹线可通向通孔位置。同样地， 也可将通孔用于接收通过孔安装的引脚或连接器的其它安装引脚。可在电路板层中形成迹线对以承载差分信号对并且每对都限定一 个电路板的差分信号传输线。每个电路板层或平面可支撑一个或更多 的这种差分信号传输线。控制这些传输线的阻抗很重要，其可在器件 运作期间最小化串扰和电干扰，而不过度地复杂化电路板的设计和电 路板上电路的布局。因此本专利技术针对电路板设计，利用共同限定信号传输线的电路板 通孔和从通孔引出的导电迹线来提供高水平的操作性能并且其保持需 要的电特性，例如电路板信号传输线的阻抗。
技术实现思路
因此，本专利技术的一般目的是提供在高速信号传输中使用的电路板 结构，其中为在电路板上的差分信号传输线提供接地平面并且在相对 于差分信号迹线连接至电路板上通孔的优选位置定位接地平面以使每 个差分信号迹线和它相应的通孔对和地进行电耦合而不是和由导电迹 线和通孔对组成的邻近的差分信号传输线进行耦合。本专利技术的另一个一般目的是提供改进的电路板结构，在该结构中 专门配置通向或离开通孔的导电差分信号迹线对以控制构成电路板上 差分信号传输线的导电迹线的阻抗。本专利技术的另一个一般目的是提供可用作用于匹配电子部件例如电 连接器的"发射"或"引出"区域的印刷电路板结构，其中这些结构 包括通过孔匹配到电路板中的通孔的差分信号迹线对，并且其中在迹 线从通孔引出的区域中，迹线具有特殊的结构以使影响差分信号系统 的阻抗。本专利技术的进一步目的是提供改进的电路板构造，其中紧邻相关的 接地通孔定位差分信号通孔对，该电路板具有形成于其中的至少一个接地平面层，并且该接地平面具有形成于其中的反焊盘(anti-pad)，该 反焊盘包围两个差分信号通孔并且连接到相关接地通孔和与另一对差 分信号通孔相关的另一接地通孔，该接地平面还具有另一反焊盘，该 另一反焊盘邻近那一个反焊盘定位并且包围第二邻近的差分信号通孔 对，但接触与该邻近的差分信号通孔对相关的第二接地通孔。本专利技术的进一步目的是提供带有新的用于导电迹线从差分信号通 孔对导出的引出图案的电路板，该引出图案在迹线的每个引出部分中 包括弯曲部，迹线引出部分之一的一个弯曲部位于另一个外部迹线引 出部分的弯曲部半径的内部，因此一般地从它们限定的传输线的主体 到迹线之一从相关通孔引出的位置将迹线引出部分之一彼此隔开相似 的和一致的距离。本专利技术的另一目的是提供用于导电电路板迹线对引出各自的差分 信号通孔对并且通向电路板上差分信号传输线的图案，每个迹线包括 包围并接触相应通孔的导电套圈部分，引出部分从套圈部分引出并且 在信号传输部分中止，引出部分包括增加宽度的部分，信号传输部分 沿和差分信号通孔对隔开并且不和通孔交错的电路板的范围纵向延 伸，引出部分包括至少一个方向的改变以接合信号传输线。本专利技术的进一步目的是提供具有如上所述的差分信号通孔迹线引 出图案的电路板，并且该电路板包括多个接地平面层，每个接地平面 层具有反焊盘，该反焊盘的周界包围差分信号迹线对的套圈和引出部分。本专利技术经由它的结构提供这些目的、优点和好处。在本专利技术的一 基本方面，在电路板上提供四个通孔。指定其中两个通孔作为差分信 号通孔并且同样地，它们包括在电路板的层内或上从差分信号通孔导出的导电迹线并且这些迹线限定电路板层的差分信号传输线。指定剩余的两个通孔作为接地通孔并且同样地，优先地是在电路板的平面或层中而不是在差分信号传输线延伸的平面或层中，它们连接到接地基准面。以这样的方式形成接地基准面使得它具有在其中形成的包围两个差分信号通孔的对的开口。接地基准面和两个接地通孔都连接。在假想的四边图形例如正方形、矩形、菱形等的角上设置四个通孔，并且接地基准面可以是实心和平面的，或者它可以是网格或网络形的结构。在本专利技术的另一基本方面中，提供用于迹线从差分信号通孔对导出的新的发射或引出的图案。引出图案包括在电路板层或平面中从相关的通孔对，优选为差分信号通孔对延伸的迹线对，并且每个迹线在该迹线的发射或引出部分内包括弯曲部。迹线引出部分之一的一个弯曲部设置在另一 (并且外部的)迹线引本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于差分信号应用的改进电路板，该电路板具有用于通过所述电路板传输差分信号的电镀通孔对，所述电路板进一步包括从所述通孔引出并且延伸至远离所述通孔的所述电路板的位置的导电迹线对，改进包括：　迹线具有引出部分和传输部分，迹线引出部分从所 述通孔延伸预先选定的距离，所述迹线引出部分具有比所述传输部分的相应宽度大的宽度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：肯特E雷尼尔，大卫L布伦克尔，马丁U奥布齐里，
申请(专利权)人：莫莱克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]