專利名稱：高頻電路板中信號傳輸線的設計結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高頻電路板中信號傳輸線的設計結構，特別是通過對該電路板結構的局部設計，提了高電路板中的中頻信號傳輸線以及高頻信號傳輸線的品質因素、降低傳導損失，可應用于多層印刷電路板中。
(2)背景技術在一般高頻無線通訊所使用的印刷電路板中，由于所使用頻率極高，故通常對于在電路板中的各組件的配置以及相關電路布線的設計均需嚴格設計與布置，以避免電路產(chǎn)生高頻效應或其它不良效應的產(chǎn)生，而影響到整個電路的電氣特性，尤其是目前流行的個人數(shù)字助理器(Personal Digital Assistant；PDA)以及非常普遍的移動電話，對于訊號的傳輸效能要求更高。
請參閱圖1，為一高頻無線通訊的印刷電路板的簡單示意圖。其中該印刷電路板1上的電路總成以一高頻電路10代表的，而該高頻電路10包括有一射頻信號傳輸線100以及中頻信號傳輸線，該中頻信號傳輸線可分成I(In-phase)與Q(Quadrature)兩條次中頻信號傳輸線101、102，其中有關該射頻信號傳輸線100或中頻信號傳輸線101、102的各項布線設計因子，例如是傳輸線的長度、寬度等均會影響該電路的傳輸效能與電路整體效果。其中該射頻信號傳輸線100以及中頻信號傳輸線101、102的間有一距離B，由于阻抗匹配的關系，該距離B的設計考慮射頻信號傳輸線100以及中頻信號傳輸線101、102不會互相干擾彼此的傳輸特性，各傳輸線100、101、102的寬度若改變時，則會影響該信號傳輸線的特性阻抗，并且連帶的影響到其它傳輸線，譬如當射頻信號傳輸線100的寬度改變時，不僅本身特性阻抗會隨的改變，亦會影響到中頻信號傳輸線101、102的設計以及特性表現(xiàn)。
請參閱圖2，為一信號傳輸線與電路板的剖面示意圖。如圖所示，W為該信號傳輸線11的寬度，H為印刷電路板1的高度，H亦為該傳輸線11對參考地面(ground)13的距離，T表示該傳輸線11的厚度，則該傳輸線11的阻抗(Z)可以Z＝k·H/W簡單表示的，其中k表示與該傳輸線11的內部電容以及該電路板1的平面物質有關的一系數(shù)。
請參閱圖3，為現(xiàn)有的一個六層電路板的立體示意圖。如圖3所示，一射頻信號傳輸線100以及一對中頻信號傳輸線101、102，布線于一個具六層結構、高度為1mm的印刷電路板1上，并且系同樣具有一個對參考地面的高度為H1，該參考地面即位第二層電路板結構L2，依據(jù)前述對傳輸線阻抗的描述，則射頻信號傳輸線100的阻抗Z＝K·H1/W1，以及對中頻信號傳輸線101、102的阻抗Z＝k·H1/W2，則該射頻信號傳輸線100的阻抗與中頻信號傳輸線101、102阻抗并不相同，并且中頻信號傳輸線101、102的阻抗系大于射頻信號傳輸線100的阻抗。并且，因為避免訊號的相互干擾，射頻信號傳輸線100以及中頻信號傳輸線101間需至少要有一距離為B的寬度以隔開兩信號傳輸線的噪聲，其中如上述因為阻抗匹配的關系，使射頻信號傳輸線的阻抗具有一特定值，而中頻信號傳輸線的阻抗具有另一特定值，使射頻信號傳輸線100的線寬遠寬于中頻信號傳輸線101、102，這在高頻電路布線的設計中會造成布線的困擾，使得整個電路的設計顯得復雜與困難。
(3)實用新型內容本實用新型為解決上述現(xiàn)有技術的缺點所作的進一步改良設計。本實用新型的主要目的，設計一種提高傳輸線(trace)的品質因素、降低傳導損失的電路板結構，以使訊號的傳輸效能達到最高。
本實用新型的另一目的，是利用本實用新型在多層印刷電路板上的實施，尤其是在高頻的電路應用中，提出介于射頻信號傳輸線與中頻信號傳輸線的布線與設計的一種良好的結構。
本實用新型的又一目的，是利用本實用新型的設計，將一多層電路板中的其中若干層，且相對應于該傳輸線的特定范圍的銅箔予以去除，而達成本實用新型的目的。
為達到上述目的，本實用新型設計一種提高傳輸線(trace)的品質因素、降低傳導損失的結構，是可應用于使用信號傳輸線的無線通訊印刷電路板中。一種高頻電路板中信號傳輸線的設計結構，包括電路板和傳輸線，其中所述的傳輸線應用于一電路板中的具有特定寬度的一第一信號傳輸線以及一第二信號傳輸線，該第一信號傳輸線以及該第二信號傳輸線之間具有一特定的距離并具有阻抗匹配關系，其中在該特定距離不予改變以及對該第二信號傳輸線預先設計在一阻抗值下，通過該第二信號傳輸線對一參考地面的距離加大，使該電路板結構中相對該第二信號傳輸線的至少一層的一特定范圍的可導電物質予以去除，使該第一信號傳輸線在不改變其寬度下具有一特定阻抗值，并符合與該第二信號傳輸線的阻抗匹配關系。第二信號傳輸線可再分出兩條具90°相位差的差動信號I(in-phase)以及Q(quadrature)的信號傳輸線。第一信號傳輸線系可傳送射頻信號。第二信號傳輸線為可傳送中頻信號。
在一電路板為六層構造的較佳實施例中，在一預先設計的傳輸線下方的若干層電路板的銅箔面予以去除，但在最下層的銅箔予以保留。如此設計的特點是在計算該傳輸線的阻抗時，使得該中頻傳輸線對參考地面的距離加大，以使得相對中頻信號傳輸線的寬度不需改變，并且也進而使得中頻信號傳輸線的阻抗不會改變，并使得該傳輸線的傳導損失下降并使品質因素提高。
為進一步說明本實用新型的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本實用新型進行詳細的描述。
(4)
圖1為一高頻無線通訊的印刷電路板的簡單示意圖。
圖2為對如圖1的傳輸線與電路板的剖面示意圖。
圖3為現(xiàn)有技術的一六層電路板與信號傳輸線的立體示意圖。
圖4A為本實用新型應用于一六層電路板的較佳實施例立體圖。
圖4B為圖4A剖面圖。
(5)具體實施方式
本實用新型設計一種高頻電路板中信號傳輸線的設計結構，是利用PCB的壓合方式，以提高高頻電路板中的中頻信號傳輸線(trace)的品質因素、降低傳導損失的電路板結構，應用于多層結構的印刷電路板中，尤其是在無線通訊印刷電路板中，利用本實用新型的實施，以使高頻訊號的傳輸效能獲得改善。本實用新型是應用在具有特定寬度的中頻信號傳輸線以及射頻信號傳輸線，并且在該信號傳輸線之間具有一特定的距離并具有阻抗匹配關系中實現(xiàn)的，其中在該特定距離不予改變以及對該射頻信號傳輸線預先設計在一阻抗值下(例如是50Ω)，通過改變該中頻信號傳輸線對該電路板中的一參考地面的距離加大，使該電路板結構中相對該中頻信號傳輸線下方的至少一層的一特定范圍的可導電物質予以去除，使該射頻信號傳輸線在不改變其寬度下仍具有原來阻抗值并符合與該射頻信號傳輸線的阻抗匹配關系。
其中通過改變中頻信號傳輸線對參考地面的距離，以使該中頻信號傳輸線的寬度相對改變，使相對應于該傳輸線下方的一定范圍的電路板作局部的設計，即如同上述將該多層電路板中的若干層的可導電物質(譬如銅箔)予以去除。
其中所需去除的范圍與該傳輸線的位置與構造有極大相關。通常在一多層電路板的構造中，傳輸線會設計于該多層電路板上的最上層，因此可對位于該傳輸線位置的下方的特定范圍的若干層銅箔面予以去除，或者是在設計與布線該電路板時即對該預設位置與層數(shù)予以保留以不形成銅箔。而在該若干層不具銅箔面的下方仍至少有一層具銅箔面。如此該傳輸線對地面的參考距離，即為該傳輸線與該層具銅箔面的距離。所需去除范圍的長度是與該傳輸線的長度相同，而所需去除范圍的寬度與該傳輸線的寬度是可成倍數(shù)關系。
請參閱圖4A與圖4B，為本實用新型應用于六層電路板的較佳實施例立體圖。如圖4A所示，該電路板為六層構造，在一預先設計好的一中頻信號傳輸線201、202的下方的第二層L2、第三層L3以及第四層L4中的銅箔予以去除，但在第五、六層的銅箔予以保留。如此設計的目的，是在計算傳輸線的阻抗Z＝k·H/W時，使得需計算的該中頻信號傳輸線201、202對參考地面的距離為L1至L5的距離，而要在維持該傳輸線201、202阻抗為100Ω的條件下，無須相對加大該射頻信號傳輸線200的寬度，而使得射頻信號傳輸線200可維持在50Ω。若未使用本較佳實施例的方法，則必須像圖3所示將射頻信號傳輸線100的寬度設計得很大。
亦即是在維持射頻信號傳輸線200的阻抗為50Ω下，通過提高中頻信號傳輸線所需計算的參考地面距離，使得射頻信號傳輸線以及中頻信號傳輸線除了獲得阻抗匹配外亦不會彼此有噪聲影響。若在未改變中頻傳輸線對參考地面距離情況下，則會使傳輸線的阻抗不能維持在50Ω，并使傳輸線的傳導損失加大。
較佳的情況，如同圖4較佳實施例中所述，中頻信號傳輸線的阻抗值是可設計為200Ω。
當然在實際實施本實用新型時，上述的位于該中頻信號傳輸線下方的所需去除銅箔的電路板層數(shù)，并不以第二層、第三層以及第四層為限制，而應當視所使用電路板的高度與該電路板的層數(shù)，以及每層的厚度，甚至是該電路板各層所使用的材質而有所不同，而在相關條件考慮之下，其設計總是以維持該傳輸線的良好效能為目的。
因此我們可預見，凡為提高該電路傳輸?shù)钠焚|因素、降低傳導損失的目的，而對該信號傳輸線所附著、涂布或布線于其中的電路板中，相對應于該傳輸線位置下方的電路板結構或組成有所設計均應當被視為是在本說明書的設計下所指引，當然亦應被本實用新型所涵蓋。
當然，本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型權利要求書的范圍內。
權利要求1.一種高頻電路板中信號傳輸線的設計結構，包括電路板和傳輸線，其特征在于所述的傳輸線具有特定寬度的一第一信號傳輸線以及一第二信號傳輸線，該第一信號傳輸線以及該第二信號傳輸線之間具有一特定的距離并具有阻抗匹配關系，其中在該特定距離不予改變以及對該第二信號傳輸線預先設計在一阻抗值下，通過該第二信號傳輸線對一參考地面的距離加大，使所述的電路板結構中相對該第二信號傳輸線的至少一層的一特定范圍的可導電物質予以去除，使該第一信號傳輸線在不改變其寬度下具有一特定阻抗值，并符合與該第二信號傳輸線的阻抗匹配關系。
2.如權利要求1項所述的高頻電路板中信號傳輸線的設計結構，其特征在于所述的第二信號傳輸線可再分出兩條具90°相位差的差動信號I(in-phase)以及Q(quadrature)的信號傳輸線。
3.如權利要求1項所述的高頻電路板中信號傳輸線的設計結構，其特征在于所述的第一信號傳輸線為可傳送射頻信號。
4.如權利要求1項所述的高頻電路板中信號傳輸線的設計結構，其特征在于所述的第二信號傳輸線為可傳送中頻信號。
5.如權利要求1項所述的高頻電路板中信號傳輸線的設計結構，其特征在于所述的第一信號傳輸線阻抗的特定值為50Ω。
6.如權利要求1項所述的高頻電路板中信號傳輸線的設計結構，其特征在于所述的第二信號傳輸線阻抗的特定值為100Ω。
7.如權利要求1項所述的高頻電路板中信號傳輸線的設計結構，其特征在于所述的第二信號傳輸線阻抗的特定值為200Ω。
8.如權利要求1項所述的高頻電路板中信號傳輸線的設計結構，其特征在于所述的可導電物質為銅箔。
專利摘要本實用新型為一種高頻電路板中信號傳輸線的設計結構，特別是通過對該電路板結構的局部設計，提高了該傳輸線的品質因素、降低傳導損失。本實用新型應用于電路板中具有中頻信號傳輸線以及高頻信號傳輸線的設計布線中。利用本實用新型的實施，將在一多層電路板中的相對應于該中頻傳輸線位置下方的若干層電路板的銅箔面予以去除，使得該中頻傳輸線對參考地面的距離加大，以得到一預先設計的阻抗值，并且使射頻信號的阻抗值仍得以保持。
文檔編號H05K1/00GK2563884SQ0223123
公開日2003年7月30日 申請日期2002年4月28日 優(yōu)先權日2002年4月28日
發(fā)明者楊志祥 申請人:神達電腦股份有限公司