[發(fā)明專利]信號傳輸電路以及印刷電路板

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010930783.9
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN113453415A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 小柳隆行;小森健正
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權代理有限公司 11243
• 代理人: 范勝杰;曹鑫

本發(fā)明提供一種信號傳輸電路和印刷電路板，能夠降低信號傳輸路徑中的串擾噪聲。信號傳輸電路具有：信號傳輸路徑，其用于在印刷電路板的表面層傳輸信號；信號線通孔，其連接該信號傳輸路徑和配置在印刷電路板的內(nèi)層的信號層；印刷電路板內(nèi)層的接地層，其形成針對信號傳輸路徑的返回電流傳輸路徑；以及接地通孔，其與該信號線通孔相鄰并與接地層連接。另外，設置有接地圖案，該接地圖案具有在信號傳輸路徑的兩側的位置隔開固定距離地設置的接地區(qū)域，并具有與該接地區(qū)域的至少一端側連結的側面接地區(qū)域。并且，以連結該接地圖案和接地層的方式設置接地通孔。

技術領域

本發(fā)明涉及信號傳輸電路和印刷電路板。

背景技術

近年來數(shù)據(jù)通信的進步顯著，傳輸速度的高速化急劇發(fā)展。例如，在作為擴展總線的標準規(guī)格而公知的PCI Express規(guī)格中，在2017年制定的PCI Express 4.0(Gen4)中，將每1通道的物理頻帶設為單向16GT/s。進而，在2019年制定的PCI Express 5.0(Gen5)規(guī)格中，達到PCI Express 4.0(Gen4)的2倍速度、即單向32GT/s。

為了在印刷電路板上的信號傳輸中實現(xiàn)這樣的高速傳輸(信號傳輸速度的高速化)，縮短針對設置在電路板的表面層的信號傳輸路徑流過返回電流的、在印刷電路板的內(nèi)層形成的接地層的返回電流路徑是有效的。通過縮短返回電流路徑，獲得適當?shù)淖杩梗刂菩盘杺鬏斅窂胶头祷仉娏髀窂降碾姶篷詈希瑢崿F(xiàn)噪聲少的信號傳輸。作為這種高速傳輸路徑中的一般噪聲對策，在信號傳輸路徑(差動方式的情況下由一對信號線構成)的兩側，與信號傳輸路徑隔開預定距離地配設具有一定寬度的接地線，通過接地通孔將該接地線與內(nèi)層的接地層連接，形成返回電流路徑。連接是指電連接。為了便于說明，以下將該技術稱為“現(xiàn)有例1”。另外，在該說明中，“接地”有時簡稱為“GND”。根據(jù)該現(xiàn)有例1的技術，能夠減小信號與接地層(GND層)的環(huán)路，整備返回電流路徑。另外，作為使這樣的噪聲對策進一步進化的技術，已知有WO2015/068225號公報(專利文獻1)中記載的技術。

在該專利文獻1中，以通過縮短返回電流的迂回路徑的長度來改善信號的傳輸特性為課題，公開了如下結構：具有針對傳輸信號的信號傳輸路徑的返回電流傳輸路徑，信號傳輸路徑包括形成在電路板表面層上的信號焊盤、以及形成在電路板表面層及電路板內(nèi)層并與信號焊盤連接的信號線通孔，返回電流傳輸路徑包括形成在電路板表面層上的GND焊盤(接地焊盤)、以及形成在電路板表面層上及電路板內(nèi)層并與GND焊盤和電路板內(nèi)的GND層連接的多個GND通孔，各GND通孔分開配置在GND焊盤的兩側。以下，將該專利文獻1的技術稱為“現(xiàn)有例2”。

然而，在進行高速傳輸?shù)那闆r下，通常采用配置成對的2條信號線，對該2條信號線分別賦予反相的信號來進行傳輸?shù)牟顒臃绞降男盘杺鬏斅窂健２顒觽鬏敺绞降男盘杺鬏斅窂脚c單端傳輸?shù)那闆r相比，能夠減小信號振幅，相應地能夠使數(shù)據(jù)傳輸速度高速化。另外，在差動傳輸方式中，由于對反相的信號重疊相同的共通的噪聲(共模噪聲)，所以在接收端取得信號線對的差分的時間點能夠抵消其影響，所以在噪聲對策方面比較方便。PCIExpress、Serial ATA、HDMI(注冊商標)等最近的輸入輸出接口大多采用差動傳輸方式。

在這樣的基于差動傳輸方式的信號傳輸路徑中，在差動電流路徑(P)-GND間和差動電流路徑(N)-GND間分別產(chǎn)生返回電流，但由于該電流的方向相反，所以在內(nèi)層的接地層(GND層)中抵消。在上述的現(xiàn)有例2(專利文獻1)的情況下，為了強化返回電流的通路(路徑)，在接地線(GND線)的兩側設置引出線(配線)，經(jīng)由該引出線設置與內(nèi)層的GND層連接的GND通孔。由此，形成迂回路徑少的返回電流路徑，GND層的阻抗減少。

但是，在該現(xiàn)有例2的技術中，由于抵消返回電流的是設置在印刷電路板的內(nèi)層的GND層，所以在返回電流被GND層抵消之前的期間，在相鄰的信號傳輸路徑上疊加能量，有時也會產(chǎn)生串擾噪聲。因此，在現(xiàn)有例2的技術中，也不能說充分抑制串擾噪聲的產(chǎn)生。

專利文獻1：WO2015/068225號公報

發(fā)明內(nèi)容