專利名稱：用于布線印刷電路板上差分對的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及差分對，并且更具體地，涉及印刷電路板上的差分對的布線。
背景技術(shù)：
許多電子電路，諸如放大器電路，利用差分對傳輸信號。包含絞合導(dǎo)線對的電纜是一種已知的用于傳輸差分信號的裝置。盡管包含絞合導(dǎo)線對的電纜提供了良好的抗噪聲能力，但是其在微電子領(lǐng)域中是不實際的。典型地，在微電子電路中，在差分信號的布線中使用印刷電路板上并排布線的走線。

圖1示出了差分對100的布線，其由在印刷電路板106上并排布線并且聯(lián)接到電子元件108的走線(runner)102、104形成。然而，平行的線102、104趨向于獲取來自相鄰電路的信號，因此導(dǎo)致了線上的噪聲。如果兩條線吸收來自不同的源的噪聲，則信號可能變得不平衡，并且噪聲電平的差可能傳遞到放大器級。
因此，存在對一種用于電子電路中的改進的差分對的需要。
附圖簡述現(xiàn)在，僅通過示例方式，通過參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附圖中圖1說明了具有在其上布線的現(xiàn)有技術(shù)的差分對的印刷電路板；圖2說明了根據(jù)本發(fā)明在印刷電路板上布線的差分對的頂視圖；圖3說明了根據(jù)本發(fā)明形成的差分對的頂部金屬示圖；圖4說明了根據(jù)本發(fā)明形成的差分對的內(nèi)部金屬示圖；圖5說明了根據(jù)本發(fā)明形成的差分對的剖面圖；并且圖6說明了根據(jù)本發(fā)明的用于對印刷電路板布線以形成差分對的方法。
優(yōu)選實施例詳述簡而言之，根據(jù)本發(fā)明，此處提供了一種差分對，其接近地模仿電纜中的絞合導(dǎo)線對。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種印刷電路板，包括至少一個高密度互連(HDI)基板，其具有兩個相鄰金屬層，所述兩個相鄰金屬層通過使用所述兩個相鄰金屬層形成第一Z字形圖形的第一走線、使用相同的金屬層形成第二Z字形圖形的第二走線進行布線，其中所述第一和第二Z字形圖形重疊，以提供所述兩個走線之間的正交的信號流。
所述高密度互連(HDI)通常被定義為電介質(zhì)基板，其可進行激光鉆孔，并且然后被鍍覆以將頂部金屬層電氣連接到下一金屬層。相比于傳統(tǒng)的PCB技術(shù)中所使用的，HDI技術(shù)由于更小的通孔(＜150μm)和捕獲焊盤(capture pad)(＜400μm)而允許使用更細(xì)的線和空間(＜75μm)，并且允許更高的連接焊盤密度(＞20焊盤/cm2)。HDI用于減小尺寸和重量，并且用于增強電氣性能。根據(jù)本發(fā)明形成的差分對利用HDI改善差分對的共模抑制比(CMRR)。
圖2～5說明了根據(jù)本發(fā)明布線的差分對200。圖2示出了頂視圖，其具有以虛影形式示出的內(nèi)部層。圖3示出了頂部金屬層，圖4示出了內(nèi)部金屬層，并且圖5示出了剖面圖。
根據(jù)本發(fā)明，印刷電路板202包括高密度互連(HDI)基板204，其具有第一和第二金屬層212、218，所述第一和第二金屬層212、218具有在其上蝕刻的第一和第二走線(runner)206、208，以形成差分對200。根據(jù)本發(fā)明形成的差分對200向或從電子元件230傳輸差分信號。根據(jù)本發(fā)明，第一走線206由以第一預(yù)定角度θ214蝕刻在第一金屬層212上的第一上走線部分組210、和以正交于第一預(yù)定角度214的角度φ220蝕刻在第二金屬層218上的第二下走線部分組216形成。微通孔222將第一上走線部分組210聯(lián)接到第一下走線部分組216。第二走線208由在第一上走線部分組210之間以第一預(yù)定角度214蝕刻在第一金屬層212上的第三上走線部分組224形成。第四下走線部分組226在第二下走線部分組216之間以正交于第一預(yù)定角度的角度220蝕刻在第二金屬層218上。微通孔228將第三上走線部分組224聯(lián)接到第四下走線部分組226。
根據(jù)本發(fā)明以正交的方式對差分對200布線趨向于使所述對中的噪聲電平平衡。因此，可以在差分對下面和相鄰處對其他的元件232、234布線，同時在噪聲方面具有最小的影響。此外，走線寬度和Z字形圖形的間距可被選擇為，HDI板的介電常數(shù)提供了預(yù)定的每平方面積電容，其有利地影響電路性能。
下面的表說明了針對根據(jù)本發(fā)明形成的差分對而采集的數(shù)據(jù)的示例，其中向該差分對注入了來自多種電路的音頻信號。
隔離數(shù)據(jù)測試條件+25C，所需信號＝1.0kHz處于1.0Vpp

跡線長度＝約12cm干擾線負(fù)載阻抗＝43Ohm干擾線負(fù)載電壓＝5V干擾線負(fù)載電流＝117mA全部的測量結(jié)果是差分的如由該數(shù)據(jù)所看到的，共模抑制比(CMRR)有顯著的改善。結(jié)合HDI技術(shù)的以正交方式布線差分對的組合提供了接近地模仿絞合導(dǎo)線對的優(yōu)點的機會。根據(jù)本發(fā)明以正交方式布線的差分對優(yōu)于目前使用的技術(shù)。
參考圖6，示出了一種根據(jù)本發(fā)明的用于在印刷電路板上布線以形成差分對的方法600。方法600開始于步驟602，提供至少一個HDI基板，其具有第一和第二金屬層?？梢允褂肏DI和諸如FR4的傳統(tǒng)印刷電路板的組合，例如，1∶2∶1 HDI或2∶4∶2 HDI，或者可替換地，還可以使用包括全部HDI的板。通過以第一角度604在HDI基板的一個金屬層上布線第一走線部分組，并且以第二角度606在HDI基板的下一個金屬層上布線第二走線部分組，其中第二角度正交于第一角度，對差分對布線。根據(jù)本發(fā)明，步驟608將一個金屬層互連到下一金屬層，以自第一和第二走線部分組形成差分對。
通過使用微通孔將第一走線部分組的每隔一個走線聯(lián)接到第二走線部分組的每隔一個走線，以形成第一走線；并且聯(lián)接第一和第二走線部分組的剩余的走線，以形成第二走線，其中第一和第二走線形成差分對，實現(xiàn)將一個金屬層互連到下一金屬層的步驟608。取決于電路應(yīng)用，以距離第二走線部分組的預(yù)定距離和間距，布線第一走線部分組，以提供預(yù)定的所需電容。
根據(jù)本發(fā)明形成的差分對提供了這樣的優(yōu)點，即占用最小的空間，為在下面的層中運行的其他電路留出空間。由于本發(fā)明的差分對不易受噪聲影響，因此來自其他電路的元件不再需要如同現(xiàn)有技術(shù)的并排平行設(shè)置的情況那樣遠離差分對。
盡管結(jié)合具體的實施例描述了本發(fā)明，但是另外的優(yōu)點和修改方案對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，本發(fā)明在其較廣泛的方面，不限于所示出和描述的具體的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備、和說明性的示例。根據(jù)前面的描述，多種替換方案、修改方案和變化方案對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不應(yīng)由前面的描述限定，而是涵蓋根據(jù)附屬權(quán)利要求的精神和范圍的全部該替換方案、修改方案和變化方案。
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板，包括至少一個高密度互連(HDI)基板，其具有第一和第二金屬層；第一走線，其由下列部分形成第一上走線部分組，其以第一預(yù)定角度蝕刻在所述第一金屬層上；第二下走線部分組，其以正交于所述第一預(yù)定角度的角度蝕刻在所述第二金屬層上；微通孔，其將所述第一上走線部分組聯(lián)接到所述第一下走線部分組；第二走線，其由下列部分形成第三上走線部分組，其在所述第一上走線部分組之間以所述第一預(yù)定角度蝕刻在所述第一金屬層上；第四下走線部分組，其在所述第二下走線部分組之間以正交于所述第一預(yù)定角度的角度蝕刻在所述第二金屬層上；微通孔，其將所述第三上走線部分組聯(lián)接到所述第四下走線部分組；并且所述第一和第二走線提供了用于傳輸差分信號的差分對。
2.一種印刷電路板，包括至少一個高密度互連(HDI)基板；第一走線，其使用所述至少一個HDI基板的兩個相鄰的金屬層形成第一Z字形圖形；第二走線，其使用所述相同的兩個金屬層形成第二Z字形圖形；以及所述第一和第二Z字形圖形重疊，以提供所述兩個走線之間的正交的信號流。
3.權(quán)利要求2的印刷電路板，其中所述第一走線和第二走線隔開預(yù)定的距離，以提供由所述電路板的介電常數(shù)控制的預(yù)定的每平方面積電容。
4.權(quán)利要求2的印刷電路板，其中所述第一和第二Z字形圖形模擬絞合對。
5.一種布線印刷電路板的方法，包括提供至少一個高密度互連(HDI)基板，其具有第一和第二金屬層；以第一角度在所述第一金屬層上布線第一走線部分組；以第二角度在所述第二金屬層上布線第二走線部分組，所述第二角度正交于所述第一角度；將所述第一金屬層互連到所述第二金屬層，以自所述第一和第二走線部分組形成差分對。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述將一個層互連到另一層的步驟包括使用微通孔將所述第一走線部分組的每隔一個走線聯(lián)接到所述第二走線部分組的每隔一個走線，以形成第一走線；以及聯(lián)接所述第一和第二走線部分組的剩余走線，以形成第二走線，所述第一和第二走線形成了所述差分對。
7.權(quán)利要求5的方法，其中所述布線第一和第二走線部分組的步驟進一步包括以下步驟以距離所述第二走線部分組的預(yù)定距離布線所述第一走線部分組，以提供預(yù)定的電容。
全文摘要
通過以下方式提供了差分對(200)對具有高密度互連(HDI)基板(204)的印刷電路板(202)布線，該HDI基板(204)具有第一和第二金屬層(212、218)，由此第一走線(206)使用兩個金屬層形成了Z字形圖形，而第二走線(208)在相同的兩個金屬層上形成了第二Z字形圖形。第一和第二Z字形圖形重疊，以提供正交的信號流。
文檔編號H05K13/06GK1838856SQ20061006806
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月25日
發(fā)明者加里·R·布爾漢斯, 約翰·C·巴龍, 彼得·J·鮑爾特列茨 申請人:摩托羅拉公司