[发明专利]制造用于印刷电路板的纤维增强面板的方法和根据该方法制成的纤维增强面板

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及用于印刷电路板的纤维增强面板以及形成这种面板的方法。

背景技术

一般利用PCB互连跨越印刷电路板(PCB)传输信号，PCB互连的形式为线性设置的导电传输线，例如根据标准Manhattan方法布设的传输线。其中，信号跨越传输线传输的速率是传输线的路线下方的板或面板的有效介电常数的函数。常规面板可以由热固性树脂制成，热固性树脂例如是环氧树脂，在其中填充纤维增强材料，例如玻璃纤维，以形成板。这种板的范例包括FR4，在图1中提供了将其作为面板101的示意图。图1示出了根据现有技术的印刷电路板的部分100，其包括FR4面板101和面板101上的两根传输线110和112。

如图1所示，在诸如线110和112等的传输线在给定面板上行进时，它们都跨越面板上表现出变化的介电常数的区域，这种变化是由于面板内的空间变化的编织纤维密度造成的。因此，传输线的路线(trajectory)下方的面板的有效介电常数实际上对应于变化的介电常数的平均值。对于给定的总线布局设计来说，总线线路通常位于面板上彼此可能非常不同的路径之上。如图1所示，图示的两条线110和112的路线在面板上实质上不同的物理区域上延伸，因此两条线具有变化很大的信号传输速率。在通过总线的传输线传输差分信号时，有效介电常数在PCB面板中局部的空间变化造成被传输信号的相位差。当信号沿着PCB传输线传播时，这种相位差将差分信号转换成共模信号，以上现象被通称为“模式转换”。随着PCB传输线的传输速率要求增加到几个Gb/s的范围，PCB面板上不同线路之间可容许的时间容差也相应地达到这样的程度：介电常数的局部变化会导致可察觉的电压和时间噪声，并且相位差显著地降低了数据的信号传输速率，使得其他效应的裕量不足，其他效应如发射机抖动、ISI和串扰(仅举几个例子)。

现有技术根据若干不同的选择来减轻上述相位差的问题。这些选择中的一些将在下面讨论。

一种选择涉及到以相对于编织方向的某一角度布设预定的传输线对，以便通过不断改变传输线相对于纤维束的相对位置而使介电常数变化最终得到平衡。例如，以45度角布设能够减小相位差。另一个选择必须要用到如下设计规则：对传输线对设定最大长度限制，超过该限制，该传输线对必须要转移到不同的路线上。通过将布设路线偏移编织间距的一半，可以使每条路线的迹线长度匹配，从而能消除模式转换。第三个选择通过相对于整个面板旋转路线的图像，例如旋转3到5度来减轻模式转换问题。不过，对于旋转后的图像未转移到其上的板的未使用部分而言，以上选择造成大量浪费。

所有以上选择都增加了制造步骤、降低了制造效率并提高了成本，使得PCB的制造复杂化，就这一点而言它们是有不足的。此外，有时，为了补偿因为选定传输线的偏角调节可能造成的面板表面积不足而增加面板层，仅仅在这些时候以相对于编织方向的某一角度布设预定传输线对的选择才是可行的。

其他用于减轻模式转换问题的选择包括：使用应用了较紧密编织的纤维增强材料，以减小纤维束之间的间隙；仅使用树脂而省去玻璃纤维布；或使用切碎的玻璃纤维以使介电常数的变化随机化。不过，不利的是，后面这些选择要么实施起来成本高昂，并且/或者不能应用于目前所使用的面板的整个范围。

现有技术未能提供可靠且节省成本的方法来减轻因PCB面板的介电常数的局部空间变化导致的差分信号的相位差问题。

附图说明

在附图中以举例方式而非限制的方式例示了本发明的实施例，附图中类似的附图标记表示类似的元件，其中：

图1为根据现有技术的纤维增强面板的一部分的顶部平面图，该纤维增强面板包括其上设置的传输线；

图2a、2c和2d示出剪切台(shearing station)，描绘了制造根据实施例的印刷电路板面板的各阶段；

图2b示出常规的包铜纤维增强材料；

图3示出剪切台，描绘了根据现有技术的印刷电路板面板的制造；

图4示出设置在根据实施例的印刷电路板面板上的印刷电路板的顶部平面图；以及

图5示出并入了根据实施例的印刷电路板的系统。

具体实施方式

本文描述了一种制造印刷电路板面板的方法、根据所述方法制造的印刷电路板面板以及并入了设置在面板上的印刷电路板的系统。