[发明专利]电路板设计

说明书

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、发明名称为“电路板设计”的申请的分案申请。

发明背景

本发明涉及电路板设计。更特殊地，本发明涉及改进电路板，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渍。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1GHz(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1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为根据本发明的实施方案，改进的FR4电路板和一对信号迹线的使用示意图。

图4a-c为本发明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，11b。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，11b的矩形栅格结构11a-b。在图1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11b。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1所示，第一信号线13a被一般地设置在相邻的水平纤维11b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11b中的一根的上面。在该实施例中，迹线间的间距为5密耳(mil)。