[發明專利]布線板及其設計方法

有效

• 申請號: 201680006713.6
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN107211546B
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 柏倉和弘
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H05K3/46
• 分類號: H05K3/46;H05K1/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 韓峰;孫志湧

[技術問題]實現能夠抑制構成差分信號布線的兩條信號布線之間的延遲量差異同時確保設計靈活性的布線板。[技術方案]布線板被配置成包括第一絕緣層(1)、第一信號布線(2)和第二信號布線(3)。第一絕緣層(1)包括纖維(4)和絕緣材料(5)，纖維(4)具有第一方向上的長軸并且彼此按第一間隔大致平行地對準，絕緣材料(5)填充第一方向的纖維(4)之間的間隙。第一信號布線(2)大致與第一方向平行地形成在第一絕緣層(1)上。第二信號布線(3)與第一信號布線(2)平行地形成，使得第一信號布線(2)和第二信號布線(3)之間的間隔大致是第一間隔的整數倍，并且第二信號布線(3)傳輸在第一信號布線(2)上傳輸的信號的差分信號。

技術領域

本發明涉及用于傳輸高頻信號的布線板，并且具體地涉及用于傳輸高頻范圍的差分信號的布線板。

背景技術

隨著信息通信社會的發展，數據通信和信號處理已經變成要以大容量高速執行，并且經傳輸信號的速度正在增長。隨著信號增速的增長，信號在布線板上傳輸時信號的損耗和延遲的影響已經變得不可忽略。因此，諸如用于高速處理大容量數據的電子裝置的信號布線需要被設計成具有滿足所需特性的布線寬度和布線長度。另一方面，在用于安裝與容量和速度增加兼容的半導體器件等的布線板中，信號布線的數量增加且布線密度也增加，并且因此，布線設計已經變得復雜。因此，在用于高速傳輸信號的布線板中，期望盡可能地確保確定信號布線的線寬、布置位置等的靈活性。

信號傳輸速度已經變成超過10Gbps(每秒千兆位)，并且速度增加已經一步增長進入諸如28Gbps和56Gbps的千兆范圍，因此，差分信號布線已經成為諸如印刷電路板的布線板上的信號布線主流。這里，差分信號在兩條信號布線上以具有相反相位的兩個信號的形式進行傳輸。為了正確地處理輸出側的差分信號，需要抑制具有相反相位的這兩個信號之間的延遲時間差異以使其盡可能地小。然而，如果因信號布線和絕緣層的電特性影響而在具有相反相位的兩個信號的延遲時間之間產生差異，則輸出側的狀態偏離相反相位狀態，并且因此半導體器件在輸出側可能變得不可能正確執行信號檢測。因此，在用于傳輸高速差分信號的諸如印刷電路板的布線板中，需要抑制這兩個信號之間的延遲差異。

為了抑制布線板上的信號損耗和延遲，已經進行的是減小構成布線板的絕緣材料的電介質介電常數。另外，在諸如印刷電路板的布線板中，出于保持電路板機械強度的目的，可使用玻璃布作為結構材料。這樣的玻璃布中的玻璃纖維比電介質介電常數減小的絕緣層具有更高的相對介電常數。

通過將捆束成某個數量的玻璃纖維束在縱向方向和橫向方向上平織來形成用于印刷電路板的玻璃布。在該玻璃布中，在縱向方向和橫向方向上對準的纖維束之間產生間隙。因此，在印刷電路板上形成的信號布線上傳輸的信號經過存在玻璃布的部分并且還經過只存在絕緣樹脂的部分。因為玻璃布中的玻璃纖維和絕緣樹脂之間相對介電常數不同，所以在信號經過具有玻璃纖維的部分時和經過只具有樹脂的部分時之間，該信號的延遲和損耗量出現差異。結果，在兩個差分信號布線中每一個差分信號布線都經過與另一個差分信號布線所經過的位置不同的位置時，在這兩個差分信號布線上傳輸的信號之間的延遲量中出現差異。當構成差分信號的兩個信號之間的延遲量的差異變大時，信號之間的相位偏差變大，并且因此由于插入損耗的增加，導致輸出側的信號處理出現異常。因此，期望存在以下技術：在在印刷電路板上形成的差分信號布線中，該技術可抑制信號之間的延遲量的差異，同時確保設計的靈活性。作為用于抑制用于傳輸高速差分信號的布線板中的信號延遲的技術，例如，公開了專利文獻1(PTL 1)的技術。

PTL 1涉及設置有差分信號布線的布線板，差分信號布線被分別形成為用于正信號和負信號的信號布線并且分別處于兩個不同布線層中。在PTL 1的布線板中，差分信號布線分別形成在兩個不同的布線層中。在PTL 1的布線板中，就差分信號布線而言一起與一對相對應的兩條布線分別按彼此不重疊的方式來形成在兩個不同的布線層中。在PTL 1中，設計值被設置成，使得基于構成一對的兩條信號布線之間的偏差量、信號布線的寬度和信號布線之間的絕緣層厚度來計算的預定參數處于一定范圍內。PTL 1描述了可通過按使該預定參數滿足一定條件的方式進行設計來抑制差分信號的傳輸損耗。