专利名称：强化型印刷电路板及基板堆叠结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种强化型印刷电路板(PCBPrinted Circuit Board)及基板堆叠结构(堆栈结构)，特别是指提供任一信号层皆至少与一接地层相邻接，以使所有信号皆得以充份参考接地层而有较佳的高频信号品质的印刷电路板基板堆叠结构。
背景技术：
传统上用于预定操作(predetermined operation)的PCB及基板堆叠结构大多为四层板或六层板结构，其分别如附图1及附图2所示。附图1所描绘之四层板结构由上至下分别为具有操作组件(component)的组件层11、用以提供电源(power)的电源层12、用以提供接地端电压以做参考之用(ground)的接地层13、以及作焊接之用(solder)的焊接层14。至于附图2所描绘的六层板结构是由上至下分别为具有操作组件的组件层21、用以提供电源的电源层22、位于基板内部(internal)的内部信号层23与24、用以提供接地端参考电压的接地层25、以及作焊接之用的焊接层26的堆叠结构。上述各层间系以绝缘层(insulation layer)100加以隔离(isolate)。组件层11及21包含各种安设(mount)于其上的不同电子组件(various electronic components)；电源层12及22具有对该结构供电的电源线路(source lines)；而接地层13及25则包括用以降低阻抗的接地线路(ground line)。焊接层14及26系连接至其它电路，藉以将信号电传送至其它电路；至于内部信号层23及24为信号强化作用层。然而，上述四层或六层结构皆仅具有一层接地层。如此，当信号在传送时，易于引起噪声而导致错误信号，这种情况对于高频信号的传送尤其不利。
因此，在美国专利第5,719,750号中提出一六层结构。如附图3所示，该六层结构是由上至下为组件层31-电源层32-接地层33-内部信号层34-接地层35-组件层36的堆叠架构。上述各层间也是以绝缘层加以隔离。此结构因包含两接地层33与35而得以改善上述导致错误信号的问题，但信号在组件31及电源32之间的传输仍可能受到干扰。此外，此结构因无法使所有组件皆参考至接地端，也无法解决电磁干扰(EMI)问题。
实用新型内容本实用新型的主要目的是提供一种强化型印刷电路板及基板堆叠结构，在任一信号层的相邻连接层中提供至少一接地层，以使所有信号皆可充份参考接地层而有较佳的高频信号品质。
在本实用新型的第一优选实施例中，除了顶部信号层与底部焊接层仅与一接地层相接之外，任何一内部信号层或电源层皆与两层接地层相连。以五层板而言，可形成信号层-接地层-电源层-接地层-焊接层的结构，于是所有的信号皆可参考到相邻的接地层。
在第二优选实施例中，将顶部信号层与底部信号层皆与一接地层相接，并将信号层与电源层安置于该基板堆叠结构的内部，而任何一内部信号层与电源层亦与两层接地层相连。以五层板而言，可形成接地层-组件层-接地层-电源层-接地层的结构，而所有的信号亦可参考到相邻的接地层。
是以，当本实用新型的结构应用于中央处理器CPU(Central ProcessingUnit)基板、印刷电路板PCB及芯片组时，可具有一最佳化的回路(return path)及较佳的信号整合度(signal integrity)。此外，因各信号层与接地层间形成电容结构，亦可加进一步快整体电路的操作速度。
为让本实用新型的上述及其它目的、特征、与优点能更显而易见，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下附图1示出一传统四层PCB及基板堆叠结构；附图2示出一传统六层PCB及基板堆叠结构；附图3示出另一传统六层PCB及基板堆叠结构；附图4示出本实用新型优选实施例中，第一种五层PCB及基板堆叠结构配置；以及附图5系本实用新型优选实施例中，第二种五层PCB及基板堆叠结构配置。
具体实施方式
附图4示出一本实用新型优选实施例的第一种五层板结构图。在附图4中，由上至下分别为组件层41、接地层42、电源层43、接地层44、以及焊接层45，而附图4所示的基底为一焊接层45，用以焊接至其它电路，并与该电路产生信号传输。例如，一芯片组(Chipset)可经由焊接层45以连接至其它电路(例如主机板)。该焊接层45是一传导性材料，例如，金、锡等。在焊接层45上的接地层44系连接至外部地线(未示出)，其固定在接地位准(电位)以提供内部操作信号所需的参考基准。在接地层44上的电源层43连接至一外部电源供应器(未示出)，以提供本结构电源及电性信号来源，而在电源层43上的另一接地层42与该接地层44相同，也是连接至外部地线(未示出)并固定在接地位准，以提供内部操作信号作为参考基准。在该接地层42上的组件层41上安装(mount)各种组件，用以接收或发送信号来执行所需的各功能。上述各层间皆夹入一绝缘层100以产生电性绝缘而使上述各层能正常操作。该绝缘层100可以是陶瓷等绝缘材料。如上述，本实用新型的特征是各信号层皆紧邻一接地层，例如，组件层41是参考至接地层42、电源层43可参考至接地层42或44。由于所有信号皆可参考邻接的接地层，所以可确保所有信号的正确传递。另外，由于焊接层45系以例如锡、金等传导材料构成，也有可能使信号传递产生错误，因此，本实用新型在各层的配置(implementation)上，使得焊接层45可就近参考至接地层44，以进一步确保操作信号可正确传递，以避免噪声干扰发生。
附图5为利用本实用新型优选实施例中的另一五层结构的布局(layout)。在附图5中，基本上仍是一信号层参考至一相邻接地层的配置，其与附图4配置比较，系减少一焊接层的配置，但此焊接层的短少并不会影响整体信号的操作。如附图5所示，将接地层51、55放在最外二层而将组件层52及电源层54置于其间，并在该组件层52及该电源层54间配置一接地层53，以避免该组件层52信号及该电源层54信号间产生如传统技术的噪声干扰，而各层间仍安置绝缘层100作隔离之用。在第二优选实施例的配置下，亦具有防止电磁干扰(EMI)发生的优点。
事实上，本实用新型优选实施例可以延伸至任何包含奇数层的基板结构(例如五层板)中，只要任何的信号层(包含电源层、焊接层、内部信号层等)的相邻层中至少包含一接地层，用以提供接地位准以供参考即可。因此当基板堆叠结构的顶部与底部为信号层与焊接层时，所包含的接地层总数将比信号层的总数少一层。以附图4为例，信号层总数(包含焊接层)为3，而接地层总数为2。相反的，当基板堆叠结构的顶部与底部皆为接地层时，则所包含的接地层总数将比信号层的总数多一层。以附图5为例，信号层总数为2，而接地层总数为3。至于实际上基板堆叠结构所使用的层数可按安置方式视实际应用而定。此外，因各信号层与接地层间所形成的电容结构，例如接地层42-电源层43-接地层44即形成类似三明治的夹层电容，于是可加快整体电路的操作速度。
在附图中，附图标记100表示绝缘层；附图标记11、21、31、41、36、52表示组件层；附图标记12、22、32、43、54表示电源层；附图标记13、25、33、35、42、44、51、53、55表示接地层；附图标记14、26、45表示焊接层。
虽然本实用新型已以优选实施例进行了说明，然其并非用以限定本实用新型，本领域中的任何普通技术人员在不脱离本实用新型的精神及范围内，当可做变动与修改，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书为准。
权利要求1.一种强化型印刷电路板的基板堆叠结构，用以提升高频信号传输品质与加快电路操作速度，包括至少一信号层，用以提供一操作信号；及至少一接地层，每个所述接地层透过一绝缘层以与所述信号层的至少一者邻接，用以提供所述操作信号一接地参考位准，藉此避免因噪声干扰而导致的信号错误。
2.如权利要求1所述的基板堆叠结构，其特征在于，所述信号层是一组件层，具有执行所需功能的组件配置于所述组件层的上，或是一电源层，外接至一电源供应器以提供电源，或是一焊接层，利用传导性材料来连接至一外部电路。
3.如权利要求2所述的基板堆叠结构，其特征在于，所述传导性材料是锡或金。
4.如权利要求1所述的基板堆叠结构，其特征在于，所述基板堆叠结构的顶部为一顶部信号层，所述基板堆叠结构的底部为一底部焊接层，所述基板堆叠结构的内部包含至少一内部信号层，其中，所述顶部信号层与所述接地层的一者相邻接，所述底部焊接层与所述接地层的一者相邻接，所述内部信号层与所述接地层的两者相邻接，且所述基板堆叠结构的所述信号层的总层数，较所述接地层的总层数多一层。
5.如权利要求1所述的基板堆叠结构，其特征在于，所述基板堆叠结构的顶部与底部为一接地层，所述基板堆叠结构的内部包含至少一内部信号层，其中，所述顶部的所述接地层与所述底部的所述接地层与所述内部信号层的一者相邻接，所述内部信号层与所述接地层的两者相邻接，且所述基板堆叠结构的所述信号层的总层数，较所述接地层的总层数少一层。
6.如权利要求1所述的基板堆叠结构，其特征在于，所述基板结构包含于中央处理器CPU基板、印刷电路板PCB基板、或芯片组基板中。
7.一种强化型印刷电路板的基板堆叠结构，用以提升高频信号传输品质与加快电路操作速度，包括复数个信号层，每个所述信号层至少用以提供一操作信号；及复数个接地层，每个所述接地层透过一绝缘层以与所述信号层的至少一者相邻接，用以提供所述操作信号一接地参考，藉此避免因噪声干扰而导致的信号错误；其中复数个所述信号层与复数个所述接地层的总层数为一奇数。
8.如权利要求7所述的基板堆叠结构，其特征在于，所述基板堆叠结构的顶部系一顶部信号层，所述堆叠结构的底部系一底部焊接层，所述基板堆叠结构的内部包含至少一内部信号层，其中，所述顶部信号层与复数个所述接地层的一者相邻接，所述底部焊接层与复数个所述接地层的一者相邻接，所述内部信号层与复数个所述接地层的两者相邻接，且所述基板堆叠结构的所述信号层总层数较所述接地层总层数多一层。
9.如权利要求7所述的基板堆叠结构，其特征在于，所述基板堆叠结构的顶部与底部系一接地层，所述基板堆叠结构的内部包含至少一内部信号层，其中，所述顶部的所述接地号层与所述底部的所述接地层系与所述内部信号层的一者相邻接，且所述内部信号层与所述接地层的两者相邻接，且所述基板堆叠结构的所述信号层总数较所述接地层总数少一层。
10.如权利要求7所述的基板堆叠结构，其特征在于，所述基板结构系包含于中央处理器CPU基板、印刷电路板PCB基板、或芯片组基板中。
专利摘要一种强化型印刷电路板(PCBPrinted Circuit Board)及基板堆叠结构。在第一优选实施例中，除了顶部信号层与底部焊接层仅与一接地层相邻接外，任何一内部信号层皆与两接地层相连。此外，在第二优选实施例中，将顶部信号层与底部焊接层皆与接地端相接，并将所有信号层安置于该基板堆叠结构的内部，而任何一内部信号层亦与两层接地层相连。藉此，使得所有信号皆可充份参考至相邻接地层从而获得较佳的高频信号品质，并且各信号层与接地层间所形成的电容结构，亦可加快整体电路的操作速度。
文档编号H05K1/02GK2583931SQ0228731
公开日2003年10月29日 申请日期2002年11月22日 优先权日2002年11月22日
发明者余嘉兴, 庄景涪, 张棋 申请人:威盛电子股份有限公司