降低基板上相邻导线间互感的结构制造技术

本发明专利技术是一种降低基板上相邻导线间互感的结构，在平行配置的复数个传输线中间放置一中空的传输线，中空传输线的两顶点分别耦接到打点线（ｂｏｎｄｗｉｒｅ）和印刷电路板或球栅阵列板的贯孔（ｖｉａ）作为信号输入和输出点；同时，将耦接到印刷电路板或球栅阵列板的中空传输线的复数个顶点斜接；此外将中空传输线的复数个短边和的长度设定为传送信号波长的一半。两个长边上信号的相位将完全反相，互感几乎被消除，交连效应也可被有效地降低。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种印刷电路板或球栅阵列板间的结构，且特别涉及一种能有效降低基板上相邻导线间互感的结构。自从IBM公司开发出PC/XT和以后的PC/AT个人计算机之后，许多厂商也跟着制造与IBM PC兼容的个人计算机，使得全世界普遍使用此类的计算机。从IBM PC开始发展直到现在，这期间虽然硬件与软件技术有很大的进步，但是这些被普遍使用的个人计算机的主机板配置仍遵循当初的形式，业界一般称之为AT主机板。因为硬件的进步，使主机板的面积得以缩小，整个计算机的体积亦减小，业界一般将减小后的个人计算机称为BABY AT，而其主机板则称为BABY AT主机板。但因为现在使用的AT皆为BABY AT的形式，因此一般都直接称为AT，以下也遵循此称呼。因为生产个人计算机的业界特性具有高度的分工，所以主机板的各项规格都需符合规定，才能配合不同形式的计算机机箱，或是安装不同的界面卡，例如主机板的面积，界面插槽的配置，或是螺丝孔的位置，都有规定。虽然AT的规格为业界所遵循，但是因为硬件及软件的进步，AT的规格对于目前的个人计算机有些不适用之处，例如现在因为鼠标(Mouse)已成为个人计算机的标准配置，但是在AT规格的个人计算机上，必需加装连接鼠标的RS232串行端口才能连接鼠标，使用上颇为不便。基于这种原因，业界开发出另一种ATX规格，可在主机板上直接提供一些常用的界面，配合这种规格所设计的主机板即被称为ATX主机板。目前个人计算机主机板上的组件，至少有一颗中央处理器(CentralProcessing Unit，以下简称CPU)，若是提供多重处理器功能的主机板则可以安装超过一颗以上的CPU。除CPU以外，主机板上还有连接显卡的加速图形端口(Accelerated Graphics Port，以下简称AGP)、安装内存模块的内存插槽、以及可供安装各种界面卡的外围组件连接界面(Peripheral Component Interconnect，以下简称PCI)。除了以上的组件外，其它的控制电路，大部份都是设计在一个芯片组(Chip Set)之内。而芯片组与上述的CPU、内存、AGP插槽、及PCI插槽都必需连接，因此芯片组的接脚位置规划，必需考虑芯片组与其它组件的相关位置。尤其是现在的个人计算机的处理资料都是32位(Bit)或32位以上的，因此芯片组分别与CPU、内存、AGP插槽、及PCI插槽之间的连接线都远超过数百条。另一方面，目前CPU使用的时钟频率更高达数百MHz以上，所以在做主机板的电路布线时，必需十分小心，才能使制成的计算机主机板稳定的工作。附图说明图1所示是一种公知的球栅阵列板(Ball Grid Array，BGA)的芯片组接脚或印刷电路板间的布局方法，采用该公知的接脚布局的芯片组，如Intel所制造的编号440BX的芯片组。芯片组一般都是采用方形的扁平包装，厚度只有数厘米，主要有两个方形平面，其中一面有供内部线路与其它组件连接的接脚，另外一面印制文字标识。请参照图1，在公知的印刷电路板布局时，传输线11、传输线12及传输线13平行布置，而互感效应(Mutual Inductance)与传输线距离成对数关系，因此即使加大印刷电路板上两条传输线之间的距离，此种布线方式并无法有效降低传输线间的互感效应。在目前CPU使用的时钟频率高达数百MHz以上时，主机板的电路如此布线将使传输线12对传输线11及传输线13所产生互感效应更加严重，而这种互感效应也会导致传输线间产生交连(Cross-talk)效应，此现象将会使传输线上的资料发生错误。图1A所示是公知布线的复数个传输线的俯视图。其中传输线11所产生的自感为L1，传输线13所产生的自感为L2，传输线12所产生的自感为Ls，传输线12对传输线11及传输线13所产生的互感则为Lm。其中传输线的宽度皆为80um(微米)，传输线间的间隔为70um，传输线的长度皆为10000um。图1B所示是图1A的截面图。请参照图1B，其中h为印刷电路板或球栅阵列板上层走线与接地层的距离，在BGA中其距离h为100um，传输线的厚度d1为27um，接地层的厚度d2为35um。表1所示是根据图1所示的复数个传输线的各种参数，使用Ansoft-Spicelink仿真软件在f＝100MHz的情况下执行计算机仿真所计算得到的自感、互感值。表1使用计算机仿真所计算得到的自感、互感值 单位nH/mm(纳亨利/毫米)如表1所示是公知方法使用计算机仿真所计算得到的自感、互感值，由表1可以看出，将传输线平行布线并无法降低传输线间的互感和因互感所产生的交连现象。综合上述的讨论，可知公知的球栅阵列板或印刷电路板间的布线方法，有下列的缺点对传输线采用平行布线方法，并无法有效降低传输线间的互感效应。尤其在目前CPU使用的时钟频率高达数百MHz以上，主机板的电路如此布线将使传输线间的互感效应更加严重。因此，本专利技术的目的就是在于提供一种降低基板上相邻导线间互感的结构，使其应用在时钟频率高达数百MHz以上的主机板电路时，能够有效降低传输线间的互感效应及其所引起的交连现象。在传输线的线间距(pitch)相同的情况下，传输线间的互感可被降低至接近原来的约1/4～1/6。在两层板的球栅阵列板没有接地层时此效应尤其明显。本专利技术是一种降低基板上相邻导线间互感的结构，可用在计算机主机板的布线。包括下列步骤(1)将形状中空的中空传输线置于复数个传输线间，该中空传输线的复数个顶点之一耦接到打点线(bondwire)，用以作为信号输入点，中空传输线的复数个顶点的另一顶点耦接到板上的贯孔(via)，用以作为信号输出点；(2)将耦接到印刷电路板或球栅阵列封装外的中空传输线的复数个顶点斜接以预防天线辐射；(3)使中空传输线的复数个短边的长度等于信号波长的一半。通过上述步骤，可有效降低信号的互感及交连现象。以下所述，除特别指定外，传输线皆指实心传输线，不再特别强调。为使本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并结合附图，作详细说明图面说明图1是一种公知的球栅阵列板(Ball Grid Array，BGA)或印刷电路板间的布线方法；图1A是图1的俯视图；图1B是含接地层的4层板BGA的截面图2是本专利技术的一种降低基板上相邻导线间互感的结构的中空传输线的型式图；图2A是本专利技术的俯视图；图2B是本专利技术的截面图；图3是本专利技术的一种降低基板上相邻导线间互感的结构的中空传输线的另一种型式图。附图标记说明11至13 传输线21、23 传输线22 中空传输线请参照图2A，是本专利技术的俯视图。传输线21所产生的自感为L1，传输线23所产生的自感为L2，中空传输线22所产生的自感为Ls，中空传输线22对传输线21及传输线23所产生的互感则为Lm。其中传输线的宽度皆为80um(微米)，传输线间的间距为70um，传输线的长度皆为10000um。请参照图2B，是本专利技术的截面图。其中h为上层走线(top trace)与接地层的距离，在BGA中其距离h为100um，传输线的厚度d1为27um，印刷电路板的接地层的厚度d2为35um。以下所述为二维平行走线简易的互感计算简易公式Lm/l＝(u/4Pi)ln(1+(2h/s)^2) uH本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低基板上相邻导线间互感的结构，其特征在于：包括： 至少各一条传输线位于一中空环形传输线的两侧，该中空环形传输线的一端点连接到一组件，该中空环形传输线的一对角线端点连接到基板上以输入一讯号； 该中空环形传输线的短边长度为该信号波长的二分之一。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李春和，
申请(专利权)人：威盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]