专利名称：信号传输结构的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种信号传输结构，且特别是有关于一种改善信号导线行经一非参考区域所引起的阻抗不匹配的信号传输结构。
背景技术：
在大型印刷电路板以及封装基板上，用于电连接二元件或二端点之间的信号导线，其线宽均需保持一致，以使电子信号在信号导线之间传递时，信号导线的特性阻抗(characteristic impedance)能保持不变，尤其是在高速及高频的信号传递，两端点之间更需要利用良好的阻抗匹配(impedancematching)设计，用于降低阻抗不匹配所造成的反射，即降低信号传递时的介入损耗(insertion loss)，且相对提高信号传递时的返回损耗(returnloss)，以避免影响信号传递的品质。
请参考图1A和1B，其分别表示常规的二信号导线行经一非参考区域的俯视示意图及侧视示意图。信号传输结构110至少包括一参考平面120以及二信号导线130、140。参考平面120例如为电源平面(power plane)或接地平面(ground plane)，而二信号导线130、140的线宽一致。值得注意的是，常规线路设计，参考平面120会因钻孔或平面间的切割而形成多个通孔或开孔，因而形成一非参考区域122，例如为一非参考区域开口。因此，当信号分别在信号导线130、140上传递时，会在行经此一非参考区域122的同时造成高阻抗的变异效应，使得信号导线130、140的阻抗不匹配的情况增加。此外，二信号导线130、140也因行经非参考区域122而使两者之间的电感性耦合将随之变大，并使近端串音(near-end crosstalk)与远端串音(far-endcrosstalk)的现象变得更加严重，因而造成信号无法正确且完整地由信号导线130、140的一端点传递至另一端点。
另外，请同时参考图1A和2，其中图2表示常规一信号导线分别行经一完整参考平面(如实线R所示)以及一非参考区域(如实线T所示)的频率以及特性阻抗的关系示意图，当工作频率愈高时，相对于同一工作频率下，信号导线130、140行经非参考区域122的特性阻抗将上升愈多，因而产生阻抗不匹配的情况。由此可知，一旦信号导线130、140穿越过非完整参考平面120时，随着频率的升高，信号导线130、140的特性阻抗也随之变大，并且与原先设计的阻抗值差异也将变大，因而使得阻抗不匹配发生在信号导线130、140上的情况将变得更为严重。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种信号传输结构，用于改善信号导线穿越一非参考区域所引起的阻抗不匹配的现象。
本发明的另一目的是提供一种信号传输结构，用于改善一信号导线在穿越一非参考区域时在另一信号导线所引起的近端串音及远端串音的现象，以维持信号的完整性。
为达本发明的上述目的，本发明提出一种信号传输结构，适用于一线路板，该信号传输结构至少包括一参考平面、一第一信号导线以及一第二信号导线。参考平面具有一非参考区域，而第一信号导线配置于参考平面的一侧，且第一信号导线具有至少一第一突出部分，其对应于非参考区域的位置，而突出于第一信号导线的侧缘。此外，第二信号导线配置于参考平面的同一侧，且信号导线具有至少一第二突出部分，其对应于非参考区域的位置，并突出于第二信号导线的侧缘，其中第一突出部分与第二突出部分分别突出于第一信号导线与第二信号导线相对远离的侧缘。
为达本发明的上述目的，本发明提出一种信号传输结构，适用于一线路板，该信号传输结构至少包括一参考平面、一第一信号导线以及一第二信号导线。参考平面具有一非参考区域，而第一信号导线配置于参考平面的一侧，且第一信号导线具有至少一突出部分，其对应于非参考区域的位置，而突出于第一信号导线的侧缘。此外，第二信号导线配置于参考平面的同一侧，且第二信号导线位于相对远离该突出部分的第一信号导线的一侧。
依照本发明的第一实施例所述，上述的参考平面为电源平面或接地平面，而参考平面与第一、第二信号导线不共平面，而第一信号导线与第二信号导线之间例如共平面，且两者均通过非参考区域的上方。此外，局部的第一突出部分例如延伸至非参考区域之外的上方，且局部的第二突出部分例如延伸至非参考区域之外的上方。另外，依照本发明的第二实施例所述，上述的参考平面与第一、第二信号导线之间例如非共平面，而第二信号导线与第一信号导线例如共平面，且第二信号导线未通过非参考区域的上方。
基于上述，本发明因采用突出设计的信号传输结构，该突出部分对应位于非参考区域的位置上，并突出于信号导线的侧缘。当信号在信号导线上传递时，可利用该突出部分与参考平面所产生的寄生电容效应，来改善信号穿越非参考平面时所引起的特性阻抗不匹配的现象。此外，二信号导线在高速或高频传输时，亦可利用突出部分来改善信号穿越非参考平面时在另一信号导线所引起的近端串音及远端串音的现象，以维持信号的完整性。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，详细说明如下图1A和1B分别表示常规的二信号导线行经一非参考区域的俯视示意图及侧视示意图。
图2表示常规一信号导线分别行经一完整参考平面以及一非参考区域的频率以及特性阻抗的关系示意图。
图3A及3B分别表示本发明第一实施例的一种信号传输结构，其适用于一线路板的俯视示意图以及I-I线的剖面示意图。
图4及5分别表示本发明另二较佳实施例的一种信号传输结构，其适用于一线路板的俯视示意图。
图6表示本发明又一较佳实施例的一种信号传输结构，其适用于一线路板的俯视示意图。
图7A及7B分别表示本发明第二实施例的一种信号传输结构，其适用于一线路板的俯视示意图以及II-II线的剖面示意图。
附图标示说明110信号传输结构120参考平面122非参考区域130、140信号导线210信号传输结构220参考平面
222非参考区域230、240信号导线232、242突出部分232a、242a左突出部分232b、242b右突出部分310信号传输结构320参考平面322非参考区域330、340信号导线332突出部分A1、A2面积d距离具体实施方式
第一实施例请参考图3A及3B，其分别表示本发明第一实施例的一种信号传输结构，其适用于一线路板的俯视示意图以及I-I线的剖面示意图。信号传输结构210适用于一线路板，例如为一印刷电路板或一封装基板，信号传输结构210至少具有一参考平面220以及二信号导线230、240。其中，二信号导线230、240位于参考平面220的同一侧，而二信号导线230、240例如共平面，且两者与参考平面220不共平面。此外，参考平面220例如为电源平面或接地平面，且部分参考平面220因钻孔或切割而造成一非参考区域222，例如一非参考区域开口。此外，二信号导线230、240分别具有一突出部分232、242，该二突出部分232、242对应突出于二信号导线230、240的侧缘，并分别位于二信号导线230、240相对远离的侧缘上。因而，当信号在二信号导线230、240上传递时，利用加宽设计的二突出部分232、242，可避免信号在行经此非参考区域222的同时造成高阻抗的变异效应。因此，二信号导线230、240将可利用该二突出部分232、242与参考平面220所产生的寄生电容效应，来改善信号导线230、240的阻抗不匹配的现象。
同样请参考图3A及3B，二信号导线230、240在高速或高频传输时，亦可利用二突出部分232、242来改善信号穿越非参考平面222时在另一信号导线所引起的近端串音及远端串音的现象，并降低二信号导线230、240之间的所产生的电感性耦合，以维持信号的完整性，并使信号正确且完整地由信号导线230、240的一端点传递至另一端点。
在二信号导线230、240的阻抗计算上，特性阻抗Z的等效近似公式为Z=LC,]]>其中L为信号导线的等效电感，而C为信号导线的等效电容。就常规技术而言，信号导线的等效电感L因信号行经非参考区域122而提高，且使特性阻抗Z相对增加而产生高阻抗的变异效应。然而，本实施例是利用提高信号导线230、240的等效电容C，以使其特性阻抗Z在非参考区域222的位置因寄生电容效应而相对降低，并可使信号导线230、240的特性阻抗Z趋于一致，以达到信号导线230、240的阻抗匹配的目的。
利用加宽设计的二突出部分232、242，可提高信号导线230、240行经非参考区域222的相对面积A1、A2，即信号导线230、240与参考平面220之间的等效电容亦可随之提高。因此，当信号分别行经相对加宽的信号导线230、240的二突出部分232、242时，将可利用该二突出部分232、242与参考平面220所产生的寄生电容效应，来改善信号导线230、240的特性阻抗不匹配的现象。
请参考图4及5，其分别表示本发明另二较佳实施例的一种信号传输结构，其适用于一线路板的俯视示意图。如图4所示，二信号导线230、240的局部突出部分232、242还可分别延伸至非参考区域222之外的上方。如此，利用提高信号导线230、240的二突出部分232、242的等效电容C，以使信号导线230、240的特性阻抗Z将可趋于一致，以达到信号导线230、240的阻抗匹配的目的。另外，如图5所示，二信号导线230、240分别具有一突出部分232、242，而突出部分232还包括一左突出部分232a及一右突出部分232b，而另一突出部分242亦包括一左突出部分242a及一右突出部分242b。其中，左突出部分232a、242a分布于非参考区域222的相对于二信号导线230、240的延伸方向的一侧，且右突出部分232b、432b分布于非参考区域222的相对于二信号导线230、240的延伸方向的另一侧。如此，同样利用提高信号导线230、240的二突出部分232、242的等效电容C，将可使信号导线230、240的特性阻抗Z趋于一致，以达到信号导线230、240的阻抗匹配的目的。
再者，请参考图6，其表示本发明又一较佳实施例的一种信号传输结构，其适用于一线路板的俯视示意图。二信号导线230、240分别具有一突出部分232、242，且二突出部分232、242随着其信号导线230、240行经非参考区域222的位置不同而改变其面积A1、A2的大小。例如图6所示，信号导线230行经非参考区域222的中央部分的上方，而另一信号导线240行经非参考区域222的边缘部分的上方。由于两者所产生的高阻抗变异不同，因该二信号导线230、240的突出部分232、242的面积A1、A2也将有所不同(A1＞A2)，用于对应补偿二信号导线230、240所通过的非参考区域222所产生的阻抗不匹配的现象。
第二实施例请参考图7A及7B，其分别表示本发明第二实施例的一种信号传输结构，其适用于一线路板的俯视示意图以及II-II线的剖面示意图。信号传输结构310适用于一线路板，例如为一印刷电路板或一封装基板，信号传输结构310至少具有一参考平面320以及二信号导线330、340。其中，二信号导线330、340位于参考平面320的同一侧，而二信号导线330、340共平面，且两者与参考平面320不共平面。此外，参考平面320例如为电源平面或接地平面，且部分参考平面320因钻孔或切割而造成一非参考区域322，例如一非参考区域开口。此外，信号导线330具有一突出部分332，该突出部分332对应于非参考区域322的位置，并突出于信号导线330的侧缘。另外，另一信号导线340配置于信号导线330的邻侧，且信号导线340相对位于远离突出部分332的信号导线330的一侧，并且未通过非参考区域322的上方。因而，当信号在信号导线330上传递时，可避免信号在行经此非参考区域322的同时造成高阻抗的变异效应。因此，信号导线330将可利用该突出部分332与参考平面320所产生的寄生电容效应，来改善信号导线330的阻抗不匹配的现象。
同样请参考图7A及7B，二信号导线330、340在高速或高频传输时，亦可利用该突出部分332与参考平面320所产生的寄生电容效应，来改善信号穿越非参考平面322时在另一信号导线340所引起的近端串音及远端串音的现象，并降低二信号导线330、340之间的电感性耦合，以维持信号的完整性，并使信号正确且完整地由信号导线330、340的一端点传递至另一端点。
由以上的说明可知，本发明的信号传输结构至少具有一参考平面以及二信号导线，其中参考平面具有一非参考区域(例如一非参考区域)，而二信号导线分别具有一突出部分，其线宽大于信号导线的线宽。该二突出部分对应于非参考区域的位置，并分别突出于其信号导线相对远离的侧缘，而这些突出部分的面积可与非参考区域的面积成正比，且这些突出部分的面积可与非参考区域的面积相等。当信号在信号导线上传递时，可利用该二突出部分与参考平面所产生的寄生电容效应来改善阻抗不匹配的现象。因此，信号在高速或高频传输时，该信号传输结构将可改善信号穿越非参考平面时所引起的阻抗不匹配的现象，以达到二信号导线的阻抗匹配的目的。
综上所述，本发明的信号传输结构，具有以下优点(一)本发明利用提高信号导线的突出部分的等效电容，用于克服信号导线行经一非参考区域所产生的高阻抗效应，并使信号导线的特性阻抗趋于一致，以达到信号导线的阻抗匹配的目的。
(二)本发明利用形成信号导线的突出部分，用于降低信号行经非参考区域时在另一信号导线上所产生的电感性耦合。
(三)本发明利用提高信号导线的突出部分来规范电流的回流路径，藉以减低两信号回路之间的电感性耦合，用于降低信号穿越非参考平面时在另一信号导线所引起的近端串音及远端串音的现象，以维持信号的完整性。
(四)本发明的信号传输结构可广泛应用在大型印刷电路板或封装基板的传输线设计上。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种更动与修改，因此本发明的范围以所提出的权利要求限定的范围为准。
权利要求
1.一种信号传输结构，适用于一线路板，该信号传输结构至少包括一参考平面，具有一非参考区域；一第一信号导线，配置于该参考平面的一侧，且该第一信号导线具有至少一第一突出部分，其对应于该非参考区域的位置，而突出于该第一信号导线的侧缘；以及一第二信号导线，配置于该参考平面的同一侧，且该信号导线具有至少一第二突出部分，其对应于该非参考区域的位置，并突出于该第二信号导线的侧缘，其中该第一突出部分与该第二突出部分对应突出于该第一信号导线与该第二信号导线相对远离的侧缘。
2.如权利要求1所述的信号传输结构，其中该参考平面为电源平面及接地平面其中之一。
3.如权利要求1所述的信号传输结构，其中该第一信号导线与该第二信号导线共平面，且与该参考平面不共平面。
4.如权利要求3所述的信号传输结构，其中局部的该第一突出部分延伸至该非参考区域之外的上方。
5.如权利要求4所述的信号传输结构，其中该第一突出部分包括一左突出部分及一右突出部分，而该左突出部分分布于该非参考区域的相对于该第一信号导线的延伸方向的一侧，且该右突出部分分布于该非参考区域的相对于该第一信号导线的延伸方向的另一侧。
6.如权利要求3所述的信号传输结构，其中局部的该第二突出部分延伸至该非参考区域之外的上方。
7.如权利要求6所述的信号传输结构，其中该第二突出部分包括一左突出部分及一右突出部分，而该左突出部分分布于该非参考区域的相对于该第二信号导线的延伸方向的一侧，且该右突出部分分布于该非参考区域的相对于该第二信号导线的延伸方向的另一侧。
8.一种信号传输结构，适用于一线路板，该信号传输结构至少包括一参考平面，具有一非参考区域；一第一信号导线，配置于该参考平面的一侧，且该第一信号导线具有至少一突出部分，其对应于该非参考区域的位置，而突出于该第一信号导线的侧缘；以及一第二信号导线，配置于该参考平面的同一侧，且该第二信号导线相对位于远离该突出部分的该第一信号导线的一侧。
9.一种信号传输结构，至少包括一参考平面，具有一非参考区域开口；以及至少二信号导线，其中该些信号导线通过该非参考区域开口时，具有线宽较宽的一突出部分。
10.如权利要求9所述的信号传输结构，其中该突出部分的面积与该非参考区域开口的面积成正比。
11.如权利要求9所述的信号传输结构，其中该突出部分的宽度与该非参考区域开口的宽度相等。
12.如权利要求9所述的信号传输结构，其中该突出部分位于该非参考区域开口的外侧。
全文摘要
一种信号传输结构，至少具有一参考平面以及二信号导线，其中参考平面具有一非参考区域，而二信号导线分别具有一突出部分。该二突出部分对应于非参考区域的位置，并分别突出于其信号导线相对远离的侧缘。当信号在信号导线上传递时，可利用该二突出部分与参考平面所产生的寄生电容效应来改善信号导线的特性阻抗不匹配的现象。此外，二信号导线在高速或高频传输时，可利用二突出部分的设计来改善信号穿越非参考平面时，在另一信号导线所引起的近端串音及远端串音的现象，并降低二信号导线之间的所产生的电感性耦合，以维持信号的完整性。
文档编号H04B3/32GK1541046SQ200310102618
公开日2004年10月27日 申请日期2003年10月27日 优先权日2003年10月27日
发明者徐鑫洲, 周厚原 申请人:威盛电子股份有限公司