[发明专利]一种可改善信号完整度的创新穿孔结构

说明书

技术领域

本发明是一种有关可降低串音干扰与EMC辐射问题并提高信号质量的穿孔(via)结构，且特别是有关电路板、封装电路或是IC积体电路结构，该电路板、封装电路或是IC积体电路信号线的穿孔结构经过电源平面或接地平面时，在电源平面或接地平面之间一定距离的周围设置与信号穿孔相同形状或任意形状的金属面，用以提供信号经过穿孔结构时有一个电压参考平面或电流回流路径，如此可以减少信号在经过穿孔结构时的阻抗不连续效应，并减少信号的回波损耗(return loss)，进而降低穿孔间的串音干扰与电路的EMC问题并提高信号质量。 

背景技术

随着电子科技的突飞猛进，各种电子产品已日益普及地应用于我们的工作及生活当中，尤其是目前最为常见的资讯及家电等电子产品。为了让这些电子产品产生特殊的功能，电子产品几乎都具有一主机板，IC封装电路，与IC电路，其主要是由许多电子元件及与传输线所构成，其中这些电子元件组装至电路板，并经由印刷电路板的线路来做彼此电性的连接。 

随着电子产品功能特性增强的同时，对电子元件的体积微型化要求也不断提升并且信号的工作频率也不断地提高，因而导致信号之间的干扰日益严重，而信号之间的干扰杂信通常来自于线路元件之间的连接，一般干扰杂信的种类有串音干扰、阻抗不连续所产生的反射、热干扰、互调式干扰等，串音干扰的出现是非常普遍的，串音干扰会出现在晶片，PCB板，连接器，封装，与连接器的电缆。此外，当技术和客户需求推动越来越小且越来越快的产品的时候，数位系统中串音干扰的量会大大地增加，串音干扰是指当给定频率的电信号施于一对导体时，各导体会将信号能的不等部分传送给邻近导体对的各导体，一对导体中的第一导体与其相邻导体间的电容与电感耦合， 如果与该对导体的第二导体与其相邻导体间的电容与电感耦合不同时，即会产生串音现象，同时如果传输距离增加、导体对过于接近或信号强度增加时，串音干扰发生的可能性也相对增加，从而会令信号变形而影响信息传输的精确度。阻抗不连续是指传输线在电路连接处的阻抗不连续。阻抗不连续可能是一段具有不同特征阻抗的传输线，或是一个终端电阻，或是输入阻抗与晶片内的缓冲器之间的阻抗不连续。 

请参阅图1所示，是目前一般多层电路基板1上的穿孔结构的立体示意图，电源平面(或接地平面)7和8之间缺乏电源穿孔(或接地穿孔)做连接，因此，当信号穿孔3贯穿电源平面(或接地平面)7和8的时候，信号在电源平面(或接地平面)7和8之间会产生电磁辐射，并且以此信号穿孔3为中心向外扩散，此电磁辐射会在电源平面和接地平面上造成电压扰动而降低信号完整度，而且信号线2和9与信号穿孔3之间的阻抗是不连续的，所以信号在流经信号穿孔3时，会造成反射现象而影响信号质量。图5和图7的虚线为图1的信号线分别在PCB尺寸与IC封装尺寸的穿孔结构所测试的插入损耗(insertion loss)，较小的插入损耗(insertion loss)代表有较多的能量损耗在信号路径上，而这些能量损耗可能来自于电磁辐射、阻抗不连续或是介电损失等。 

再来请参阅图3所示，为目前另外一种一般电路基板22上的穿孔结构的立体示意图，电源平面(或接地平面)28和29之间缺乏电源穿孔(或接地穿孔)做连接，因此，当信号穿孔24连接第三层与第五层的信号线的时候，信号很容易在电源平面(或接地平面)28和29之间会产生电磁辐射，并且以此信号穿孔24为中心向外扩散，此电磁辐射会在电源平面和接地平面上造成电压扰动而降低信号完整度，而且信号线23和30与信号穿孔24之间的阻抗是不连续的，所以信号在流经信号穿孔24时，会造成反射现象而影响信号质量。图6和图8的虚线为图3的信号线分别在PCB尺寸与IC封装尺寸的穿孔结构所测试的插入损耗(insertion loss)，较小的插入损耗(insertion loss)代表有较多的能量损耗在信号路径上，而这些能量损耗可能来自于电磁辐射、阻抗不连续或是介电损失等。 

有鉴于此，确实有必要提供一种可降低串音干扰与EMC辐射问题并提高信号质量的穿孔(via)结构，以降低电子器件所传输信号经过穿孔时，在穿孔之间产生串音干扰，或是提供信号经过穿孔时有一个电压参考平面或电流回流路径，并降低阻抗的不连续所造成的信号反射杂信，进而保持信号传输的质量。 

发明内容

本发明是提供一种可改善信号完整度的创新穿孔结构，以解决现有技术中传输信号之间的串音干扰，阻抗的不连续效应等问题。