八层电路板的压合方法及其成品的制作方法

专利名称：八层电路板的压合方法及其成品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电路板的压合方法及其成品，尤其涉及一种能使电路板内外层阻抗匹配，从而降低高速信号反射及电磁干扰的八层电路板的压合方法及其成品。
如

图1所示，这是一种现有技术板厚为1.2mm的八层电路板的各层排列示意图，该电路板的第一、三、六及八层为信号走线层S1、S2、S3及S4，第二、四及七层为接地层GND，而第五层为电源层Power，并且该第一层S1及第八层S4为零件布设层，该电路板的第四层与第五层之间压合有一8mil(1mil=0.00254cm)厚的第一绝缘层，该电路板的第三层与第四层之间及第六层与第五层之间分别压合有一5mil厚的第二绝缘层，该电路板的第二层与第三层之间及第七层与第六层之间分别压合有一8mil厚的第三绝缘层，该电路板的第一层与第二层之间及第八层与第七层之间压合有一2.5mil厚的第四绝缘层，而且，该第二绝缘层与第四绝缘层的材质为一聚酯胶片(prepreg)，该第一绝缘层与第三绝缘层的材质为一纸质、玻璃纤维之类的基材(core)，而如上所述的各层板间的压合方式会使得该第一层板S1对第二层板GND的阻抗值Rs1=该第八层板S4对第七层板GND的阻抗值Rs444欧姆，该第三层板S2对第二层板GND及第四层板GND的阻抗值Rs2=该第六层板S3对第五层板Power及第七层板GND的阻抗值Rs355欧姆，但是，现有技术的压合结构有下列缺点1．高速信号反射严重。上述的电路板在走高速信号时，其传输线路的阻抗值设计，也就是层与层之间的阻抗值，依照英特尔(Intel)设定的规格理论值最好应在55Ω±10％，也就是最好在49.5Ω~60．5Ω之间，但由于现有技术的电路板所算出的结果，其中该第一层板S1(外层板)及第八层板S4(外层板)的阻抗值Rs1及Rs4等于44Ω，该第三层板S2(内层板)及第六层板S3(内层板)的阻抗值Rs2及Rs3等于55Ω，也就是Rs1=Rs4=44Ω，Rs2=Rs3=55Ω，内外层板阻抗相差高达11欧姆，由此因其内外层板阻抗的差距会造成阻抗不匹配，从而导致当一高速信号在该电路板中传输时，该高速信号从外层，也就是零件布设层(如第一层或第八层)穿层至内层(如第三层板或第六层板)时，会导致该高速信号的信号反射，造成信号传输品质不良，在这里我们可以算出该高速信号的反射系数为ρ=Zl-ZoZl+Zo=Rs1-Rs2Rs1+Rs2=0.111]]>。
2．磁通抵消作用变差。由于该高速信号的反射会产生驻波，并且该驻波会加强该高速信号的电磁波辐射，从而使其磁通抵消作用变差，造成过高的电磁波干扰。
所以，如果能使该电路板的第一、三、六及八层为信号走线层S1、S2、S3及S4相对阻抗值Rs1、Rs2、Rs3、Rs4较接近，将可降低反射系数，使电磁波干扰减少，而可适用于高速线路，使产品的利用价值提高，并且由于阻抗已控制，所以当该电路板布局而使走线穿至不同层时，并不需要改变走线线宽，就可提高布局的时效性。
本发明的目的在于提供一种各层信号走线层阻抗匹配，从而可降低高速信号的反射及电磁波干扰，使该电路板适用于高速信号的八层电路板的压合方法及其成品。
本发明的目的是这样实现的一种八层电路板压合的方法，该电路板的第一、三、六及八层为信号走线层，第二、四及七层为接地层，第五层为电源层，其特点是该方法包括下列步骤a．该电路板的第四层是以相距第五层在2-6mil范围内以绝缘材质压合；b．步骤a中已压合的电路板的两表面是分别以相距于该电路板的第三、六层在3-11mil范围内以绝缘材质压合；c．步骤b中已压合的电路板的两表面是分别以相距于该电路板的第二、七层在3-9mil范围内以绝缘材质压合；d．步骤c中已压合的电路板的两表面是分别以相距于该电路板的第一、八层在2.5-6.5mil范围内以绝缘材质压合。
一种用上述方法制造的八层电路板，该电路板的第一、三、六及八层为信号走线层，第二、四及七层为接地层，第五层为电源层，且该电路板的第四层与第五层之间夹设有一第一绝缘层，该电路板的第三层与第四层之间及该第六层与第五层之间分别夹设有一第二绝缘层，该电路板的第二层与第三层之间及该第七层与第六层之间分别夹设有一第三绝缘层，该电路板的第一层与第二层之间及该第八层与第七层之间分别夹设有一第四绝缘层，其特点是所述的第一绝缘层的厚度是在2-6mil范围内；所述的各第二绝缘层的厚度是在3-11mil范围内；所述的各第三绝缘层的厚度是在3-9mil范围内；所述的各第四绝缘层的厚度是在2.5-6.5mil范围内。
本发明八层电路板的压合方法及其成品由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有明显的优点和积极效果。由于每一第一绝缘层的厚度是在2-6mil范围内，每一第二绝缘层的厚度是在3-11mil范围内，每一第三绝缘层的厚度是在3-9mil范围内，及每一第四绝缘层的厚度是在2.5-6.5mil范围内，因此可使各层信号走线层阻抗匹配，而可降低高速信号的反射及电磁波干扰，以使该电路板适用于高速信号的布设。
通过以下对本发明八层电路板的压合方法及其成品的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构和优点。其中，附图为图1是现有技术八层电路板的各层间的压合及厚度示意图；图2是依据本发明提出的八层电路板的压合方法及其成品的各层间的压合及厚度示意图；图3是本发明八层电路板的压合方法及其成品中八层电路板的部分剖面示意图(一)；图4是本发明八层电路板的压合方法及其成品中八层电路板的另一部分剖面示意图(二)。
如图2所示，本发明八层电路板的压合方法及其成品，其板厚是在0.7-1.7mm之间，在本案中是以板厚1.2mm的八层电路板作为较佳实施例来说明，本发明的八层电路板，包括了四层信号走线层S1、S2、S3及S4，三层接地层GND，一层电源层Power，及分别夹置于两两相邻电路板间的绝缘层。
该电路板的第一、三、六及八层为信号走线层S1、S2、S3及S4，并且信号走线层S1、S2、S3、S4均利用铜铂，该第一层S1及第八层S4是供电子零件布设。
该电路板的第二、四及七层为接地层GND。
该电路板的第五层则为电源层Power。
在该电路板的第四层与第五层之间夹设有一第一绝缘层，其厚度为H1，并且该第一绝缘层所使用的材质为纸质、玻璃纤维之类的基材(core)。
在该电路板的第三层与第四层之间及第六层与第五层之间分别夹设有一第二绝缘层，其厚度为H2，并且该第二绝缘层所使用的材质为聚酯胶片(prepreg)。
在该电路板的第二层与第三层之间及第七层与第六层之间分别夹设有一第三绝缘层，其厚度为H3，并且该第三绝缘层所使用的材质为纸质、玻璃纤维之类的基材(core)。
在该电路板的第一层与第二层之间及第八层与第七层之间分别夹设有一第四绝缘层，其厚度为H4，并且该第四绝缘层所使用的材质为聚酯胶片(prepreg)。
本发明的电路板的各该信号走线层S1、S2、S3、S4的相对阻抗值最好相等或相近，并且最好在英特尔(Intel)规定的高速线路理论阻抗值49.5~59.5欧姆内，通过改变各绝缘层的厚度而使各该信号走线层S1、S2、S3、S4的相对阻抗值随之改变，从而达到各层阻抗匹配的目的，同时，因该八层电路板的压合方法，首先为该第四层与第五层之间夹置第一绝缘层压合，接着该第三层与第四层之间及该第六层与第五层之间分别夹置第二绝缘层后压合，并且该第二层与第三层之间及该第七层与第六层之间分别夹置第三绝缘层后压合，最后在该第一层与第二层之间及该第八层与第七层之间分别夹置有一第四绝缘层压合后构成八层电路板，所以如果使该两第二绝缘层的厚度相同，该两第三绝缘层及两第四绝缘层的厚度也相同，不但制造上较为方便，也较符合一般的制造方式。
请配合参见图3所示，该电路板外层的相对阻抗值为第一信号走线层S1相对于接地层GND(也就是电路板第二层)的阻抗值Rs1，或为该第八信号走线层S4相对于接地层GND(也就是电路板第七层)的阻抗值Rs4，所以可利用下列公式1求出阻抗值Rs1(或Rs4，由于该两第四绝缘层厚度相同，所以Rs1=Rs4) 其中ER=介电系数=4.5。
H4=第四绝缘层的厚度。
W=线宽，线宽可为2-8mil，在此是以5mil作为较佳实施例来说明。
T1=该第一信号走线层S1的厚度=1.4mil。
在本发明的实施例中，该电路板各层的厚度除外层(也就是第一信号走线层S1及第八信号走线层的S4)的厚度为1.4mil，其他各层的厚度均为0.7mil，该电路板的内层的相对阻抗即为第二信号走线层S2相对于接地层GND(电路板第二层)与接地层GND(电路板第四层)的相对阻抗Rs2，或为该第三信号走线层S3相对于电源层Power(电路板第五层)与接地层GND(电路板第七层)的相对阻抗Rs3，再利用下列公式2求出阻抗值Rs2(或Rs3，由于两第二绝缘层的厚度H2相同，所以Rs2=Rs3)，并请配合图4所示 其中ER=介电值系数=4.5H2=第二绝缘层厚度H3=第三绝缘层厚度T2=第二信号走线层的厚度=0.7milW=线宽，线宽可为2-8mil，在此是以5mil作为较佳实施例来说明。2H4+2H3+2H2+1H1+2T1+6T2≌48.6mil……公式3此外，该电路板的总厚度必须为1.2mm(也就是为48mil)或在其误差范围内，也可说如公式3所表示，本发明人利用上列的方式，求出本发明的较佳实施例当该第一绝缘层的厚度H1在2-6mil范围内，在此以H1=4mil为佳；该第二绝缘层的厚度H2在3-11mil范围内，以H2=7mil为佳；该第三绝缘层的厚度H3在3-9mil范围内，以H3=6mil为佳；该第四绝缘层的厚度H4在2.5-6.5mil范围内，以H4=4.5mil为佳；此时，该第一信号走线层S1相对于接地层GND(电路板第二层)的阻抗值Rs1等于该第四信号走线层S4相对于接地层GND(电路板第七层)的阻抗值Rs4=58欧姆，也就是Rs1=Rs4=58Ω(外层阻抗)，而该第二信号走线层S2相对于两接地层GND(电路板第二及第四层)的相对阻抗Rs2等于该第三信号走线层S3相对于电源层Power(电路板第五层)与接地层GND(电路板第七层)的相对阻抗Rs3等于52欧姆，也就是Rs2=Rs3=52Ω(内层阻抗)，该等阻抗值全部都落在55Ω±10％的范围内，且内、外层板阻抗只相差6欧姆，为现有技术的一半，且符合2H4+2H3+2H2+1H1+2T1+6T2=2×4.5mil+2×6mil+2×7mil+1×4mil+2×1.4mil+6×0.7mil=46mil1.2mm(在容许误差内)。
综上所述，本发明的八层电路板压合的方法及其成品，通过上述的方法，制造出具有下列优点的八层电路板1．降低高速信号的反射。在本发明较佳实施例中，Rs1=Rs4=58Ω，Rs2=Rs3=52Ω，该等阻抗值全部都落在55Ω±10％的范围内，并且该内、外层板阻抗只相差6欧姆，为现有技术的板厚1.2mm八层电路板的一半，反射系数也明显降低为现有技术的一半，反射系数只有0.054，所以，高速信号反射的情形明显降低，更适于高速信号行走。
2．降低电磁波干扰。由于该高速信号反射的情形明显改善且降低了，所以较不会产生驻波，从而使其磁通抵消作用较佳，电磁波干扰情形降低，由此可符合目前的EMI标准。
3．适用于高速信号布局。由于通过由本发明的压合方法得以降低高速信号的反射，从而降低电磁波干扰，使高速信号行走不会产生问题，所以适用于高速信号布局，可以因应配合电路板制造业往高速信号发展，提高产品的利用价值及竞争力。
4．提高布局的时效性。由于布局时，在走线由外层穿至内层的情况下，因各绝缘层的厚度固定及内、外层的相对阻抗已经达到阻抗匹配，所以不需改变走线线宽，就可达到阻抗控制的效果，而使布局的时效性提高。
权利要求
1．一种八层电路板压合的方法，该电路板的第一、三、六及八层为信号走线层，第二、四及七层为接地层，第五层为电源层，其特征在于该方法包括下列步骤a．该电路板的第四层是以相距第五层在2-6mil范围内以绝缘材质压合；b．步骤a中已压合的电路板的两表面是分别以相距于该电路板的第三、六层在3-11mil范围内以绝缘材质压合；c．步骤b中已压合的电路板的两表面是分别以相距于该电路板的第二、七层在3-9mil范围内以绝缘材质压合；d．步骤c中已压合的电路板的两表面是分别以相距于该电路板的第一、八层在2.5-6.5mil范围内以绝缘材质压合。
2．如权利要求1所述的八层电路板压合的方法，其特征在于所述的步骤b及步骤d中所压合的绝缘材质为聚酯胶片。
3．如权利要求1所述的八层电路板压合的方法，其特征在于所述的步骤a及步骤c中所压合的绝缘材质为基材。
4．如权利要求1所述的八层电路板压合的方法，其特征在于所述的步骤a中所压合的绝缘材质厚是以4mil为最佳。
5．如权利要求1所述的八层电路板压合的方法，其特征在于所述的步骤b中所压合的绝缘材质厚是以7mil为最佳。
6．如权利要求1所述的八层电路板压合的方法，其特征在于所述的步骤c中所压合的绝缘材质厚是以6mil为最佳。
7．如权利要求1所述的八层电路板压合的方法，其特征在于所述的步骤d中所压合的绝缘材质厚是以4.5mil为最佳。
8．如权利要求1所述的八层电路板压合的方法，其特征在于所述的八层电路板的板厚是在0.7mil-1.7mil之间，且以1.2mil为最佳。
9．一种用权利要求1所述的八层电路板压合的方法制造的八层电路板，该电路板的第一、三、六及八层为信号走线层，第二、四及七层为接地层，第五层为电源层，且该电路板的第四层与第五层之间夹设有一第一绝缘层，该电路板的第三层与第四层之间及该第六层与第五层之间分别夹设有一第二绝缘层，该电路板的第二层与第三层之间及该第七层与第六层之间分别夹设有一第三绝缘层，该电路板的第一层与第二层之间及该第八层与第七层之间分别夹设有一第四绝缘层，其特征在于所述的第一绝缘层的厚度是在2-6mil范围内；所述的各第二绝缘层的厚度是在3-11mil范围内；所述的各第三绝缘层的厚度是在3-9mil范围内；所述的各第四绝缘层的厚度是在2.5-6.5mil范围内。
10．如权利要求9所述的八层电路板，其特征在于所述的各第二绝缘材及各第四绝缘材为聚酯胶片。
11．如权利要求9所述的八层电路板，其特征在于所述的第一绝缘材及各第三绝缘材为基材。
12．如权利要求9所述的八层电路板，其特征在于所述的各第一绝缘材厚是4mil。
13．如权利要求9所述的八层电路板，其特征在于所述的各第二绝缘材厚是7mil。
14．如权利要求9所述的八层电路板，其特征在于所述的各第三绝缘材厚是6mil。
15．如权利要求9所述的八层电路板，其特征在于所述的各第四绝缘材厚是4．5mil。
16．如权利要求9所述的八层电路板，其特征在于所述的八层电路板的板厚是在0.7mil-1.7mil之间，且以1.2mil为最佳。
全文摘要
本发明涉及一种八层电路板的压合方法及其成品,其第四、五层间压合一厚度在2—6mil范围内的第一绝缘层,第三、四层之间及第六、五层之间分别压合一厚度在3—11mil范围内的第二绝缘层,第二、三层之间及第七、六层之间分别压合一厚度在3—9mil范围内的第三绝缘层,第一、二层之间及第八、七层之间压合一厚度在2.5—6.5mil范围内的第四绝缘层,由此使各层信号走线层阻抗匹配,由此降低高速信号的反射及电磁波干扰,使电路板适用于高速信号的布设。
文档编号B32B33/00GK1295429SQ9912369
公开日2001年5月16日 申请日期1999年11月4日 优先权日1999年11月4日
发明者郑裕强 申请人:神达电脑股份有限公司