专利名称：一种包含有平滑弧状边界的电源区块的电源层的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多层印刷电路板的电源层，尤其涉及一种包含有平滑弧状边界(arc-shaped boundary)的电源区块的电源层。
背景技术：
一般而言，印刷电路板(printed circuit board，PCB)已经被普遍地用来辅助各电子元件之间的电连接，以方便各电子元件传递信号。过去，印刷电路板为单层板(single layer)，其表面仅有一信号层(signal plane)，并利用该信号层上的迹线(trace)来连接所有设置(mount)于该印刷电路板上的电子元件，亦即透过该迹线来传递该电子元件的输出或输入信号。然而，当该电子元件之间包含有多个不同信号时，该信号层则需要复杂的迹线布局(layout)来顺利地于各电子元件之间传递数量庞大的信号，但是印刷电路板本身有面积限制，而迹线本身有其宽度与长度，因此于一有限面积中，其可容纳的线路数量也有一上限值，因此造成仅有单一信号层的印刷电路板仅有有限的迹线数量，因而无法进一步地应用于复杂的电路中，所以业界便发展一多层电路板(multi-layer printed circuit board)技术来增加信号层的整体面积。
多层电路板使用一绝缘层来分隔两上下相邻的导体层，因此由于该信号层(即是导体层)所对应的整体面积增加，所以使得该信号层上所设置的迹线数量可随之增加，并且用来连接更多的电子元件，以及适当地设定该电子元件间的信号传输路径。举例来说，随着半导体工艺的进步，集成电路(integrated circuit，IC)的体积(size)也大幅缩小，亦即该集成电路可同时包含更多的电路元件而达到多种不同的功能，因此该集成电路所输入与输出的信号数量也随着其功能强化而增加，即是说，各集成电路之间必须建立复杂的信号传输路径以达到一预定功能，因此便可应用该多层电路板架构来设置所需的迹线。多层电路板包含有多个导体层，其中外部的导体层用来作为设置迹线与元件接点(mounting pad)的信号层，而中间的导体层则是用来作为该多层电路板的电源层(power plane)与接地层(ground plane)，该电源层用来提供多层电路板上电子元件的工作电压，而接地层用来提供一接地电平。请参阅图1、2，以及图3，图1为现有多层电路板的信号层10的示意图，图2为现有多层电路板的接地层20的示意图，而图3为现有多层电路板的电源层30的示意图。信号层10包含有多个迹线12，多个元件接点(mounting pad)14，以及多个通孔(via)16。元件接点14用来安置一电子元件18(例如一集成电路)，而迹线12电连接于元件接点14，用来传输信号。通孔16用来电连接信号层10、接地层20，以及电源层30，此外，接地层20亦包含有多个通孔26，而接地层20的上表面22为一导电金属层，用来作为一接地端，电源层30包含有多个电源区块32，每一电源区块用来提供不同的电压电平以供应电子元件18的运行所需，例如电源区块32a提供一1伏特电压电平，电源区块32b提供一2伏特电压电平，以及电源区块32c提供一3伏特电压电平。信号层10、接地层20，以及电源层30之间的操作叙述如下，多层电路板中，各层的位置关系由上而下分别为信号层10，接地层20，以及电源层30，若电子元件18需由元件接点14a提供一接地电压，亦即元件接点14a必须电连接于接地层20，因此经由信号层10的导线12与通孔16a，元件接点14a则会电连接于接地层20，若电子元件18需由元件接点14b、14c、14d分别提供3伏特，2伏特，以及1伏特的工作电压，亦即元件接点14b、14c、14d需分别电连接于电源区块32c、32b、32a，对元件接点14b而言，其经由信号层10的相对应迹线12与通孔16b，以及接地层20的通孔26b而电连接于电源区块32c。同样地，对元件接点14c而言，其经由信号层10的相对应迹线12与通孔16c，以及接地层20的通孔26c而电连接于电源区块32b，而对元件接点14d而言，其经由信号层10的相对应迹线12与通孔16d，以及接地层20的通孔26d而电连接于电源区块32a。此外，电源层30上的通孔34则可以使信号层10中，电子元件18的输入信号经由接地层20以及电源层30而由位于电源层30下的另一信号层传输，亦即现有多层电路板可使用多个信号层10来传输信号，因此电子元件18之间的信号传输路径可设置于不同的信号层10上，因此可大幅降低原先单层电路板设置迹线于同一信号层10的复杂度。
如上所述，当电子元件间包含有复杂的信号传输时，现有多层电路板的架构可以使用多个信号层来设置复杂的迹线布局，所以，对于目前电脑系统而言，其由多个元件所构成，其中主要的电脑元件，例如中央处理器、北桥芯片、存储器等安装于一主机板上，因此为了连接这些电脑元件，该主机板亦普遍应用现有多层电路板的架构以解决电脑元件之间的复杂迹线。一般而言，从成本考虑，主机板大部分应用一四层板的架构，其包含有一第一信号层、一接地层、一电源层、以及一第二信号层，该第一信号层包含迹线与元件接点，该第二信号层包含与第一信号层相关的迹线，该接地层用来提供一接地电平，而该电源层用来提供多个电压电平，以分别供应该电脑元件，例如中央处理器、北桥芯片、存储器等所需的工作电压。
如图3所示，绝缘线24本身可视为电源区块32的边界(boundary)，由于绝缘线24于转折点28并非为平滑曲线，因此两相邻电源区块32a、32b、32c的边界会产生一锐角，由于两相邻电源区块32提供不同的电压电平，因此两相邻电源区块32之间有一电压差，所以其边界的锐角会进一步地产生尖端放电的效应，因此造成电源区块42的电压电平产生波动(fluctuate)，由于电源区块32用来提供电脑元件的工作电压，若工作电压不稳定，则会造成信号的高低电平波动而影响整体系统的稳定性。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种多层电路板，该电路板可降低噪声的产生，进而提高电路系统的稳定性。
根据本发明的一个方面，提供一种应用于一包含一北桥电路的电脑系统的多层电路板，其包含有至少一接地层，用来提供一接地电平；至少一信号层，其包含有多个迹线，该多个迹线为导体，用来传输信号；至少一电源层，其包含有多个电源区块，用来提供多个电压电平，二不同电压电平的相邻电源区块以绝缘线来隔离，该绝缘线包含有多个第一隔离线段，其中该电源区块至少包括三接地区块，该接地区块分别用以与北桥电路作电连接之用；以及至少一通孔，用来将该信号层的迹线电连接于该电源层或该接地层。
根据本发明的另一方面，提供一种多层电路板的电源层，用来提供多个电压电平，该多层电路板另包含有至少一接地层，用来提供一接地电平，至少一信号层，其包含有多个迹线，该多个迹线为导体，用来传输信号，以及至少一通孔，用来将该信号层的迹线电连接于该电源层或该接地层，该电源层包含有多个电源区块，用来提供该多个电压电平；以及至少一绝缘线，设置于二不同电压电平的相邻电源区块之间，用来隔离该不同电压电平的电源区块，该绝缘线包含有多个第一隔离线段，其中该电源层上设有多条平滑曲线的第二隔离线段，用来连接切线夹角大于一预定角度的相邻的第一隔离线段。
根据本发明的再一方面，提供一种电脑系统的电路结构，该电脑系统包含一多层电路板，其包含有一北桥电路；至少一接地层，用来提供一接地电平；至少一信号层，其包含有多个迹线，该多个迹线为导体，用来传输信号；至少一电源层，其包含有多个电源区块，用来提供多个电压电平，二不同电压电平的相邻电源区块以绝缘线来隔离，该绝缘线包含有多个第一隔离线段，其中该电源区块至少包括三接地区块，该接地区块分别用以与北桥电路做电连接之用；以及至少一通孔，用来将该信号层的迹线电连接于该电源层或该接地层，其中该电源层上设有多条平滑曲线的第二隔离线段，用来连接切线夹角大于一预定角度的相邻的第一隔离线段。
图1为现有多层电路板的信号层的示意图；图2为现有多层电路板的接地层的示意图；图3为现有多层电路板的电源层的示意图；图4为本发明第一实施例的主机板的电源层的示意图；以及图5为本发明第二实施例的电源层的示意图。
附图中的附图标记说明如下10信号层12迹线14元件接点 16、26、36通孔18电子元件 20接地层22上表面30、40、60电源层32、42电源区块 44绝缘线46中央处理器48北桥芯片组
50南桥芯片组 52存储器54加速图形处理插槽56周边零件连接接口58转折点具体实施方式
请参阅图4，图4为本发明第一实施例的主机板的电源层40的示意图，其中本发明可应用于如使用DDR266存储器的主机板及芯片组的主机板的技术，可降低噪声的产生。电源层40包含有多个电源区块42，以及多个隔离线44，每一电源区块42均为一导电金属层，而绝缘线44为非导电材料，用来隔离两相邻的电源区块42，由于每一电源区块42用来提供一电压电平，因此该第一信号层(未显示)上所设置的电子元件，如图4所示的中央处理器46，北桥芯片组48，南桥芯片组50，存储器52(如SDR或者DDR动态随机存取存储器)，加速图形处理插槽(accelerated graphics port，AGP)54，以及周边零件连接接口(peripheral component interconnect，PCI)56等等便可经由电源层40而取得所需的工作电压。然而，绝缘线44本身可视为电源区块42的边界(boundary)，由于绝缘线44于转折点58并非为平滑曲线(此为现有技术的做法)，因此两相邻电源区块42的边界会产生一锐角，由于两相邻电源区块42提供不同的电压电平，因此两相邻电源区块42之间有一电压差，所以其边界的锐角会进一步地产生尖端放电的效应，因此造成电源区块42的电压电平产生波动(fluctuate)，由于电源区块42用来提供电脑元件的工作电压，若工作电压不稳定，则会造成信号的高低电平波动而影响整体系统的稳定性。
本发明的另一主要目的在于提供一种包含有平滑弧状边界的电源区块的电源层，以解决现有技术中噪声较大的缺点。如图5所示是本发明第二实施例的电源层的示意图。
本发明的权利要求提供一种多层电路板(multi-layer printed circuitboard)，其包含有至少一接地层(ground plane)用来提供一接地电平(ground)，至少一信号层(signal plane)，其包含有多个迹线(trace)用来传输信号，至少一电源层(power plane)，其包含有多个电源区块，用来提供多个电压电平，以及至少一通孔(via)，用来将该信号层的迹线电连接于该电源层或该接地层。二不同电压电平的相邻电源区块以绝缘线来隔离，该绝缘线包含有多个第一绝缘线段，以及多条平滑曲线的第二绝缘线段用来连接切线夹角大于一预定角度的相邻的第一绝缘线段。
请参阅图5，图5为本发明电源层60的示意图。电源层60上的电源区块42位置配置与图4的电源层40相同，而电源层60应用于一多层电路板中，例如前述的电脑系统的主机板，举例来说，电源区块42a、42b、42c是接地电平，且均与北桥芯片组48相对应，亦即对应于北桥芯片组48的通孔(未显示)会经过电源区块42a、42b、42c，此外电源区块42d会经由通孔(未显示)而提供中央处理器46的工作电压(Vcore)，以及电源区块42e亦会经由通孔(未显示)而提供存储器52，例如双倍数据处理速度动态随机存取存储器(double data rate dynamic random access memory，DDR DRAM)所需的工作电压(Vdimm)。电源层60与电源层40主要的不同点在于绝缘线44的形状，本实施例中，绝缘线44由平滑线段组成，亦即两直线线段之间以一平滑曲线线段来加以连接，所以图4的每一转换点(turning point)58均被平滑处理，因此图5中的转折点58均为平滑曲线线段。因此，本实施例中，两相邻电源区块42之间不会产生任何锐角，并可减低电源区块42之间因为尖端放电所产生的电平波动情形，举例来说，电源区块42d提供中央处理器46的工作电压(例如3.3伏特)，而电源区块42c、42b为接地电平，然而电源区块42d与电源区块42c、42b的相关绝缘线44为平滑线段，因此电源区块42d与电源区块42c、42b的边界不会有锐角而使电源区块42d对电源区块42c、42b进行尖端放电，因此电源区块42d不会于3.3伏特的电平附近大幅变动，因此中央处理器46便能稳定地工作。
与现有技术相比，本发明电源层的绝缘线于其转折点进行平滑处理，所以两相邻直线线段会经由一平滑曲线线段而加以连接，因此该两相邻直线线段不会产生大幅度的角度变化，亦即对应该绝缘线的两电源区块的边界不会形成任何锐角，因此可避免现有电源层中提供不同电压电平的两电源区块之间，因为其相对应边界包含有锐角而产生尖端放电效应而使该两电源区块的电压电平不稳定。综上所述，本发明电源层可增加电源的稳定度，并进一步地使信号层上所设置的电子元件能拥有稳定的工作电压。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
权利要求
1.一种应用于一包含一北桥电路的电脑系统的多层电路板，其包含有至少一接地层，用来提供一接地电平；至少一信号层，其包含有多个迹线，该多个迹线为导体，用来传输信号；至少一电源层，其包含有多个电源区块，用来提供多个电压电平，二不同电压电平的相邻电源区块以绝缘线来隔离，该绝缘线包含有多个第一隔离线段，其中该电源区块至少包括三接地区块，该接地区块分别用以与北桥电路作电连接之用；以及至少一通孔，用来将该信号层的迹线电连接于该电源层或该接地层。
2.如权利要求1所述的多层电路板，其中该电源层上设有多条平滑曲线的第二隔离线段，用来连接切线夹角大于一预定角度的相邻的第一隔离线段。
3.如权利要求1所述的多层电路板，其为一电脑系统的主机板。
4.如权利要求3所述的多层电路板，其中该电源层的该三接地电源区块，用来提供一接地电压。
5.如权利要求4所述的多层电路板，其中该三接地电源区块均电连接于对应该电脑系统的北桥芯片组的通孔。
6.如权利要求4所述的多层电路板，其中该电源层另包含有一第一电源区块，同时相邻于提供接地电压的三接地电源区块，用来提供一正电压。
7.如权利要求6所述的多层电路板，其中该正电压为2.5伏特。
8.如权利要求6所述的多层电路板，其中该电源层另包含有一第二电源区块，相邻于该第一电源区块与一接地电源区块，用来提供该电脑系统的存储器的工作电压。
9.如权利要求8所述的多层电路板，其中该电源层另包含有一第三电源区块，相邻于该第一电源区块与二接地电源区块，用来提供该电脑系统的中央处理器的工作电压。
10.如权利要求9所述的多层电路板，其中该电源层上设有多条平滑曲线的第二隔离线段，用来连接切线夹角大于一预定角度的相邻的第一隔离线段。
11.一种多层电路板的电源层，用来提供多个电压电平，该多层电路板另包含有至少一接地层，用来提供一接地电平，至少一信号层，其包含有多个迹线，该多个迹线为导体，用来传输信号，以及至少一通孔，用来将该信号层的迹线电连接于该电源层或该接地层，该电源层包含有多个电源区块，用来提供该多个电压电平；以及至少一绝缘线，设置于二不同电压电平的相邻电源区块之间，用来隔离该不同电压电平的电源区块，该绝缘线包含有多个第一隔离线段；其中该电源层上设有多条平滑曲线的第二隔离线段，用来连接切线夹角大于一预定角度的相邻的第一隔离线段。
12.如权利要求10所述的电源层，其中该第一隔离线段为直线。
13.如权利要求10所述的电源层，其中该多层电路板为一电脑系统的主机板。
14.如权利要求13所述的电源层，其包含有三接地电源区块，用来提供一接地电压。
15.如权利要求14所述的电源层，其中该三接地电源区块均电连接于对应该电脑系统的北桥芯片组的通孔。
16.如权利要求14所述的电源层，其另包含有一第一电源区块，同时相邻于提供接地电压的三接地电源区块，用来提供一正电压。
17.如权利要求16所述的电源层，其中该正电压为2.5伏特。
18.如权利要求16所述的电源层，其另包含有一第二电源区块，相邻于该第一电源区块与一接地电源区块，用来提供该电脑系统的存储器的工作电压。
19.如权利要求18所述的电源层，其中该存储器为双倍数据处理速度动态随机存取存储器。
20.如权利要求16所述的电源层，其中该电源层另包含有一第二电源区块，相邻于该第一电源区块与二接地电源区块，用来提供该电脑系统的中央处理器的工作电压。
21.一种电脑系统的电路结构，该电脑系统包含一多层电路板，其包含有一北桥电路；至少一接地层，用来提供一接地电平；至少一信号层，其包含有多个迹线，该多个迹线为导体，用来传输信号；至少一电源层，其包含有多个电源区块，用来提供多个电压电平，二不同电压电平的相邻电源区块以绝缘线来隔离，该绝缘线包含有多个第一隔离线段，其中该电源区块至少包括三接地区块，该接地区块分别用以与北桥电路做电连接之用；以及至少一通孔，用来将该信号层的迹线电连接于该电源层或该接地层；其中该电源层上设有多条平滑曲线的第二隔离线段，用来连接切线夹角大于一预定角度的相邻的第一隔离线段。
22.如权利要求21所述的电脑系统，其中该电源层另包含有一第一电源区块，同时相邻于提供接地电压的三接地电源区块，用来提供一正电压。
23.如权利要求22所述的电脑系统，其中该电源层另包含有一第二电源区块，相邻于该第一电源区块与一接地电源区块，用来提供该电脑系统的存储器的工作电压。
24.如权利要求23所述的电脑系统，其中该电源层另包含有一第三电源区块，相邻于该第一电源区块与二接地电源区块，用来提供该电脑系统的中央处理器的工作电压。
25.如权利要求24所述的电脑系统，其中该电源层上设有多条平滑曲线的第二隔离线段，用来连接切线夹角大于一预定角度的相邻的第一隔离线段。
全文摘要
本发明公开了一种包含有平滑弧状边界的电源区块的电源层。在本发明中，提供了一种多层电路板，其包含有至少一接地层用来提供一接地电平，至少一信号层，其包含有多个迹线用来传输信号，至少一电源层，其包含有多个电源区块，用来提供多个电压电平，以及至少一通孔，用来将该信号层的迹线电连接于该电源层或该接地层。该电源层上的二不同电压电平的相邻电源区块以绝缘线来隔离，该绝缘线包含有多个第一隔离线段，以及多条平滑曲线的第二隔离线段用来连接切线夹角大于一预定角度的相邻的第一隔离线段。
文档编号G06F1/26GK1466027SQ02123260
公开日2004年1月7日 申请日期2002年6月14日 优先权日2002年6月14日
发明者吴明洲, 戴继德, 黄明伟, 张建源 申请人:威盛电子股份有限公司