描述了一种电路板，其中玻纤纤维图案已被改进，所述图案与在常规FR4电路板中发现的图案不同。在一个实施方案中，多组玻纤纤维以锯齿形或鱼脊形的方式被设置。在一种使用中，当一对导体被设置到板上或设置在板中时，围绕第一导体的材料倾向于与围绕第二导体的材料相类似。这样做可以降低在所述导体间的差模-共模转换。
【技术实现步骤摘要】
电路板 设计本申请是PCT国际申请号为PCT/US2004/026401、国际申请日为2004年8月13 日、中国国家申请号为200480023188. 6、专利技术名称为“电路板设计”的申请的分案申请。
技术介绍
本专利技术涉及电路板设计。更特殊地，本专利技术涉及改进电路板，以提高其电气性能。电路板，包括印刷电路板或PCB，在本行业中常用于在单个单元中来连接元件。最常见类型的印刷电路板是由在本领域被称为FR4的材料制成的。这类电路板的加工相对比较便宜。它是用玻纤(fiberglass)纤维(fiber)的矩形格栅(grid)或织物(cloth)来构成的，所述玻纤纤维通常是采用环氧树脂来结合到铜基底的。另外，玻纤织物可以用环氧树脂来浸溃。阻燃剂(FR)被加到板中，从而使所述板可以经受高热的环境(例如，当将元件焊到板上时)。电导体(例如，用铜制成)被沉积到板中或板的任一侧上，并且在板上的元件(例如，集成电路芯片)、用于插入其他电路板(例如，插入到母板中的子板)的插座等之间传输信号。在本领域中，用于FR4电路板的材料在降低信号线之间的串扰(crosstalk) 方面已经是有效的。FR4电路板也用来在差分点对点(point to point)接口中传输信号。在这样的接口中，提供两条信号线迹线(trace)来传输一个数据信号。第一条迹线传输所述数据信号的一部分，这部分的信号与在第二条迹线上传输的所述数据信号的其他部分180°异相 (out-of-phase)。在两条信号线迹线的接收端,两个异相的信号被差分(differentiated), 从而再现在信号中传输的原始数据。信号迹线对常常用于总线体系结构中。在目前的操作频率下，FR4已经成功地被用于差分信号的传输。随着元件(包括处理器)操作频率的提高，在将FR4用作电路板材料时可能出现问题。例如，当总线频率超过IGHz (千兆赫,或者每秒10亿个周期)，差模-共模转换(differential to common modeconversion)对信号迹线对来讲可能成为问题。在这种转换中，在第一和第二迹线之间的相位差从上述最佳的180°偏离。如果相位差下降到某个阈值以下，接受设备将无法差分(differentiate)所述的两个信号以取回(retrieve)原始的数据信号。尽管这样的转换出现在FR4电路板中，然而在较低的频率，转换的水平还不是一个考虑因素。在较高的频率，这种转换会变得严重，使公知的FR4电路板的使用无法进行。对这种问题的一种解决方案是用一种不同的(或许是均匀的(homogeneous))材料来替换FR4板。这样的板在本领域是公知的，但是通常比普通的FR4材料更昂贵。由于上述原因，存在对改进的电路板材料的需求。附图说明图I为具有矩形栅格(lattice)结构和一对信号迹线的FR4电路板的使用示意图。图2为具有锯齿形或鱼脊形栅格结构和一对信号迹线的FR4电路板的使用示意图。图3为根据本专利技术的实施方案，改进的FR4电路板和一对信号迹线的使用示意图。图4a_c为本专利技术的实施方案的示意图，所述实施方案采用FR4电路板的部分来加工电路板。具体实施例方式参见图1，图中表示的是具有一对信号迹线的FR4板的部分。电路板10分别包括垂直和水平玻纤纤维11a，lib。虽然只示出了一个矩形栅格结构，但是可以在电路板10中提供多个这样的栅格结构。电路板10还包括树脂12 (例如环氧树脂)，所述树脂被设置成遍及玻纤纤维11a，Ilb的矩形栅格结构lla-b。在图I的板中，提供了一对信号迹线13a， 13b。在该实施例中，信号线一般平行于水平玻纤纤维lib。这些信号迹线可以埋置在电路板的树脂中，设置在电路板的树脂的顶上，等等。如图I所示，第一信号线13a被一般地设置在相邻的水平纤维Ilb之间。在该实施例中，每条信号线迹线具有约5密耳(mil)(即，5 毫英寸或0. 005英寸)的宽度。然而，第二信号线13b被一般地设置在水平纤维Ilb中的一根的上面。在该实施例中，迹线间的间距为5密耳(mil)。当将所述的第一和第二信号线迹线用于差分信号传输时，期望使这些迹线在特性阻抗和传播常数方面是等同的。采用低频率时，FR4电路板材料的非均匀性对信号迹线的这些特征的影响是可以忽略的。然而，当信号频率增加时，在所述信号迹线附近的材料组成中的差异对这些特征具有显著影响。在高信号频率，这些特征将对由所述迹线传输的信号的大小和相位有影响。如果电路板材料对这些迹线中的特性阻抗和传播常数的影响是不同的，那么，确定在这些迹线中的信号间的差异变得更加困难，并且会导致期望被传输的数据丢失。在图I的实施例中，在第二迹线13b附近的板材料具有相对较高的玻纤对树脂的比率，而在第一迹线13a附近的板材料是以玻纤对树脂的比率要低得多的材料组成的。在 604MHz (即604兆赫兹或每秒604兆个周期)，5密耳(mil)宽的FR4电路板迹线具有在3.32和3. 50之间变化的介电常数艮。采用两条5密耳宽并且间隔5密耳的信号线迹线， 对30英寸的迹线长度而言，由于所述迹线对之间的累积相移而产生的完全差模-共模转换 (即全部信号损失)估计出现在3. 5GHzo根据本专利技术的实施方案，采用设想用于FR4电路板的同类材料来制造电路板。 图2表示的是所述的实施方案。参见图2，在所示的电路板20的部分中，第一和第二玻纤纤维组21a，21b互相重叠。这些组在这个实施方案中形成锯齿形(zig-zag)或鱼脊形 (herringbone)的设计。换句话说，每个玻纤组是以顶点连接的直线段(即，如在周期性的三角波形中那样)为特征的。虽然示出了两组玻纤纤维，可以提供一组或更多组这样的组。 与在FR4电路板中一样，加入树脂以形成电路板结构。正如在本领域中对FR4电路板所公知的那样，将存在树脂材料对玻纤材料的比率相对高的区域(如在区域25)以及所述比率相对较低的区域(如在区域27)。另外，两条信号线迹线23a，23b被设置在电路板20之中或之上。如从图2中可见，存在于信号线迹线23a，23b附近的电路板材料是在树脂和玻纤材料之间的不同比率的混和物。在这个实施方案中，其作用是总体上讲，所述第一信号线迹线23a附近的材料的内容与所述第二信号线迹线23b附近的材料相比将是相似的。由于第一和第二信号线迹线23a，23b附近的材料是相似的，因此，总体上讲，当将这些迹线用于差模信号传输(signaling)时，存在较少的差模-共模转换。在图2的实施方案中，玻纤材料被形成为锯齿形或鱼脊形设计。相邻纤维之间的间距与图I中的玻纤栅格的间距近似，即约5密耳(mil)。随着信号频率的提高和信号迹线宽度的减小，玻纤材料栅格的密度(即，厚度和间距)可以被调整，从而减小在信号线对中的差模-共模转换。用于在图I的电路板10中使用的玻纤织物的矩形栅格是以常规方式制成的。所述织物是通过获得玻纤纤维并且将它们编织在一起或交织水平纤维和垂直纤维来制成的。 通过修改目前加工玻纤织物的系统，可以进行图2中的锯齿形或鱼脊形设计的制造。例如， 在构成玻纤的第一组21a中，当纤维被安放到表面上时，可以左右地(side-to-side)移动给出(emitting)玻纤纤维的装置。可替换地，当纤维被安本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·麦考尔，戴维·夏伊金德，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：
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