專利名稱：一種包含有平滑弧狀邊界的電源區(qū)塊的電源層的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多層印刷電路板的電源層，尤其涉及一種包含有平滑弧狀邊界(arc-shaped boundary)的電源區(qū)塊的電源層。
背景技術：
一般而言，印刷電路板(printed circuit board，PCB)已經被普遍地用來輔助各電子元件之間的電連接，以方便各電子元件傳遞信號。過去，印刷電路板為單層板(single layer)，其表面僅有一信號層(signal plane)，并利用該信號層上的跡線(trace)來連接所有設置(mount)于該印刷電路板上的電子元件，亦即透過該跡線來傳遞該電子元件的輸出或輸入信號。然而，當該電子元件之間包含有多個不同信號時，該信號層則需要復雜的跡線布局(layout)來順利地于各電子元件之間傳遞數量龐大的信號，但是印刷電路板本身有面積限制，而跡線本身有其寬度與長度，因此于一有限面積中，其可容納的線路數量也有一上限值，因此造成僅有單一信號層的印刷電路板僅有有限的跡線數量，因而無法進一步地應用于復雜的電路中，所以業(yè)界便發(fā)展一多層電路板(multi-layer printed circuit board)技術來增加信號層的整體面積。
多層電路板使用一絕緣層來分隔兩上下相鄰的導體層，因此由于該信號層(即是導體層)所對應的整體面積增加，所以使得該信號層上所設置的跡線數量可隨之增加，并且用來連接更多的電子元件，以及適當地設定該電子元件間的信號傳輸路徑。舉例來說，隨著半導體工藝的進步，集成電路(integrated circuit，IC)的體積(size)也大幅縮小，亦即該集成電路可同時包含更多的電路元件而達到多種不同的功能，因此該集成電路所輸入與輸出的信號數量也隨著其功能強化而增加，即是說，各集成電路之間必須建立復雜的信號傳輸路徑以達到一預定功能，因此便可應用該多層電路板架構來設置所需的跡線。多層電路板包含有多個導體層，其中外部的導體層用來作為設置跡線與元件接點(mounting pad)的信號層，而中間的導體層則是用來作為該多層電路板的電源層(power plane)與接地層(ground plane)，該電源層用來提供多層電路板上電子元件的工作電壓，而接地層用來提供一接地電平。請參閱圖1、2，以及圖3，圖1為現有多層電路板的信號層10的示意圖，圖2為現有多層電路板的接地層20的示意圖，而圖3為現有多層電路板的電源層30的示意圖。信號層10包含有多個跡線12，多個元件接點(mounting pad)14，以及多個通孔(via)16。元件接點14用來安置一電子元件18(例如一集成電路)，而跡線12電連接于元件接點14，用來傳輸信號。通孔16用來電連接信號層10、接地層20，以及電源層30，此外，接地層20亦包含有多個通孔26，而接地層20的上表面22為一導電金屬層，用來作為一接地端，電源層30包含有多個電源區(qū)塊32，每一電源區(qū)塊用來提供不同的電壓電平以供應電子元件18的運行所需，例如電源區(qū)塊32a提供一1伏特電壓電平，電源區(qū)塊32b提供一2伏特電壓電平，以及電源區(qū)塊32c提供一3伏特電壓電平。信號層10、接地層20，以及電源層30之間的操作敘述如下，多層電路板中，各層的位置關系由上而下分別為信號層10，接地層20，以及電源層30，若電子元件18需由元件接點14a提供一接地電壓，亦即元件接點14a必須電連接于接地層20，因此經由信號層10的導線12與通孔16a，元件接點14a則會電連接于接地層20，若電子元件18需由元件接點14b、14c、14d分別提供3伏特，2伏特，以及1伏特的工作電壓，亦即元件接點14b、14c、14d需分別電連接于電源區(qū)塊32c、32b、32a，對元件接點14b而言，其經由信號層10的相對應跡線12與通孔16b，以及接地層20的通孔26b而電連接于電源區(qū)塊32c。同樣地，對元件接點14c而言，其經由信號層10的相對應跡線12與通孔16c，以及接地層20的通孔26c而電連接于電源區(qū)塊32b，而對元件接點14d而言，其經由信號層10的相對應跡線12與通孔16d，以及接地層20的通孔26d而電連接于電源區(qū)塊32a。此外，電源層30上的通孔34則可以使信號層10中，電子元件18的輸入信號經由接地層20以及電源層30而由位于電源層30下的另一信號層傳輸，亦即現有多層電路板可使用多個信號層10來傳輸信號，因此電子元件18之間的信號傳輸路徑可設置于不同的信號層10上，因此可大幅降低原先單層電路板設置跡線于同一信號層10的復雜度。
如上所述，當電子元件間包含有復雜的信號傳輸時，現有多層電路板的架構可以使用多個信號層來設置復雜的跡線布局，所以，對于目前電腦系統而言，其由多個元件所構成，其中主要的電腦元件，例如中央處理器、北橋芯片、存儲器等安裝于一主機板上，因此為了連接這些電腦元件，該主機板亦普遍應用現有多層電路板的架構以解決電腦元件之間的復雜跡線。一般而言，從成本考慮，主機板大部分應用一四層板的架構，其包含有一第一信號層、一接地層、一電源層、以及一第二信號層，該第一信號層包含跡線與元件接點，該第二信號層包含與第一信號層相關的跡線，該接地層用來提供一接地電平，而該電源層用來提供多個電壓電平，以分別供應該電腦元件，例如中央處理器、北橋芯片、存儲器等所需的工作電壓。
如圖3所示，絕緣線24本身可視為電源區(qū)塊32的邊界(boundary)，由于絕緣線24于轉折點28并非為平滑曲線，因此兩相鄰電源區(qū)塊32a、32b、32c的邊界會產生一銳角，由于兩相鄰電源區(qū)塊32提供不同的電壓電平，因此兩相鄰電源區(qū)塊32之間有一電壓差，所以其邊界的銳角會進一步地產生尖端放電的效應，因此造成電源區(qū)塊42的電壓電平產生波動(fluctuate)，由于電源區(qū)塊32用來提供電腦元件的工作電壓，若工作電壓不穩(wěn)定，則會造成信號的高低電平波動而影響整體系統的穩(wěn)定性。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種多層電路板，該電路板可降低噪聲的產生，進而提高電路系統的穩(wěn)定性。
根據本發(fā)明的一個方面，提供一種應用于一包含一北橋電路的電腦系統的多層電路板，其包含有至少一接地層，用來提供一接地電平；至少一信號層，其包含有多個跡線，該多個跡線為導體，用來傳輸信號；至少一電源層，其包含有多個電源區(qū)塊，用來提供多個電壓電平，二不同電壓電平的相鄰電源區(qū)塊以絕緣線來隔離，該絕緣線包含有多個第一隔離線段，其中該電源區(qū)塊至少包括三接地區(qū)塊，該接地區(qū)塊分別用以與北橋電路作電連接之用；以及至少一通孔，用來將該信號層的跡線電連接于該電源層或該接地層。
根據本發(fā)明的另一方面，提供一種多層電路板的電源層，用來提供多個電壓電平，該多層電路板另包含有至少一接地層，用來提供一接地電平，至少一信號層，其包含有多個跡線，該多個跡線為導體，用來傳輸信號，以及至少一通孔，用來將該信號層的跡線電連接于該電源層或該接地層，該電源層包含有多個電源區(qū)塊，用來提供該多個電壓電平；以及至少一絕緣線，設置于二不同電壓電平的相鄰電源區(qū)塊之間，用來隔離該不同電壓電平的電源區(qū)塊，該絕緣線包含有多個第一隔離線段，其中該電源層上設有多條平滑曲線的第二隔離線段，用來連接切線夾角大于一預定角度的相鄰的第一隔離線段。
根據本發(fā)明的再一方面，提供一種電腦系統的電路結構，該電腦系統包含一多層電路板，其包含有一北橋電路；至少一接地層，用來提供一接地電平；至少一信號層，其包含有多個跡線，該多個跡線為導體，用來傳輸信號；至少一電源層，其包含有多個電源區(qū)塊，用來提供多個電壓電平，二不同電壓電平的相鄰電源區(qū)塊以絕緣線來隔離，該絕緣線包含有多個第一隔離線段，其中該電源區(qū)塊至少包括三接地區(qū)塊，該接地區(qū)塊分別用以與北橋電路做電連接之用；以及至少一通孔，用來將該信號層的跡線電連接于該電源層或該接地層，其中該電源層上設有多條平滑曲線的第二隔離線段，用來連接切線夾角大于一預定角度的相鄰的第一隔離線段。


圖1為現有多層電路板的信號層的示意圖；圖2為現有多層電路板的接地層的示意圖；圖3為現有多層電路板的電源層的示意圖；圖4為本發(fā)明第一實施例的主機板的電源層的示意圖；以及圖5為本發(fā)明第二實施例的電源層的示意圖。
附圖中的附圖標記說明如下10信號層12跡線14元件接點 16、26、36通孔18電子元件 20接地層22上表面30、40、60電源層32、42電源區(qū)塊 44絕緣線46中央處理器48北橋芯片組
50南橋芯片組 52存儲器54加速圖形處理插槽56周邊零件連接接口58轉折點具體實施方式
請參閱圖4，圖4為本發(fā)明第一實施例的主機板的電源層40的示意圖，其中本發(fā)明可應用于如使用DDR266存儲器的主機板及芯片組的主機板的技術，可降低噪聲的產生。電源層40包含有多個電源區(qū)塊42，以及多個隔離線44，每一電源區(qū)塊42均為一導電金屬層，而絕緣線44為非導電材料，用來隔離兩相鄰的電源區(qū)塊42，由于每一電源區(qū)塊42用來提供一電壓電平，因此該第一信號層(未顯示)上所設置的電子元件，如圖4所示的中央處理器46，北橋芯片組48，南橋芯片組50，存儲器52(如SDR或者DDR動態(tài)隨機存取存儲器)，加速圖形處理插槽(accelerated graphics port，AGP)54，以及周邊零件連接接口(peripheral component interconnect，PCI)56等等便可經由電源層40而取得所需的工作電壓。然而，絕緣線44本身可視為電源區(qū)塊42的邊界(boundary)，由于絕緣線44于轉折點58并非為平滑曲線(此為現有技術的做法)，因此兩相鄰電源區(qū)塊42的邊界會產生一銳角，由于兩相鄰電源區(qū)塊42提供不同的電壓電平，因此兩相鄰電源區(qū)塊42之間有一電壓差，所以其邊界的銳角會進一步地產生尖端放電的效應，因此造成電源區(qū)塊42的電壓電平產生波動(fluctuate)，由于電源區(qū)塊42用來提供電腦元件的工作電壓，若工作電壓不穩(wěn)定，則會造成信號的高低電平波動而影響整體系統的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的另一主要目的在于提供一種包含有平滑弧狀邊界的電源區(qū)塊的電源層，以解決現有技術中噪聲較大的缺點。如圖5所示是本發(fā)明第二實施例的電源層的示意圖。
本發(fā)明的權利要求提供一種多層電路板(multi-layer printed circuitboard)，其包含有至少一接地層(ground plane)用來提供一接地電平(ground)，至少一信號層(signal plane)，其包含有多個跡線(trace)用來傳輸信號，至少一電源層(power plane)，其包含有多個電源區(qū)塊，用來提供多個電壓電平，以及至少一通孔(via)，用來將該信號層的跡線電連接于該電源層或該接地層。二不同電壓電平的相鄰電源區(qū)塊以絕緣線來隔離，該絕緣線包含有多個第一絕緣線段，以及多條平滑曲線的第二絕緣線段用來連接切線夾角大于一預定角度的相鄰的第一絕緣線段。
請參閱圖5，圖5為本發(fā)明電源層60的示意圖。電源層60上的電源區(qū)塊42位置配置與圖4的電源層40相同，而電源層60應用于一多層電路板中，例如前述的電腦系統的主機板，舉例來說，電源區(qū)塊42a、42b、42c是接地電平，且均與北橋芯片組48相對應，亦即對應于北橋芯片組48的通孔(未顯示)會經過電源區(qū)塊42a、42b、42c，此外電源區(qū)塊42d會經由通孔(未顯示)而提供中央處理器46的工作電壓(Vcore)，以及電源區(qū)塊42e亦會經由通孔(未顯示)而提供存儲器52，例如雙倍數據處理速度動態(tài)隨機存取存儲器(double data rate dynamic random access memory，DDR DRAM)所需的工作電壓(Vdimm)。電源層60與電源層40主要的不同點在于絕緣線44的形狀，本實施例中，絕緣線44由平滑線段組成，亦即兩直線線段之間以一平滑曲線線段來加以連接，所以圖4的每一轉換點(turning point)58均被平滑處理，因此圖5中的轉折點58均為平滑曲線線段。因此，本實施例中，兩相鄰電源區(qū)塊42之間不會產生任何銳角，并可減低電源區(qū)塊42之間因為尖端放電所產生的電平波動情形，舉例來說，電源區(qū)塊42d提供中央處理器46的工作電壓(例如3.3伏特)，而電源區(qū)塊42c、42b為接地電平，然而電源區(qū)塊42d與電源區(qū)塊42c、42b的相關絕緣線44為平滑線段，因此電源區(qū)塊42d與電源區(qū)塊42c、42b的邊界不會有銳角而使電源區(qū)塊42d對電源區(qū)塊42c、42b進行尖端放電，因此電源區(qū)塊42d不會于3.3伏特的電平附近大幅變動，因此中央處理器46便能穩(wěn)定地工作。
與現有技術相比，本發(fā)明電源層的絕緣線于其轉折點進行平滑處理，所以兩相鄰直線線段會經由一平滑曲線線段而加以連接，因此該兩相鄰直線線段不會產生大幅度的角度變化，亦即對應該絕緣線的兩電源區(qū)塊的邊界不會形成任何銳角，因此可避免現有電源層中提供不同電壓電平的兩電源區(qū)塊之間，因為其相對應邊界包含有銳角而產生尖端放電效應而使該兩電源區(qū)塊的電壓電平不穩(wěn)定。綜上所述，本發(fā)明電源層可增加電源的穩(wěn)定度，并進一步地使信號層上所設置的電子元件能擁有穩(wěn)定的工作電壓。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種應用于一包含一北橋電路的電腦系統的多層電路板，其包含有至少一接地層，用來提供一接地電平；至少一信號層，其包含有多個跡線，該多個跡線為導體，用來傳輸信號；至少一電源層，其包含有多個電源區(qū)塊，用來提供多個電壓電平，二不同電壓電平的相鄰電源區(qū)塊以絕緣線來隔離，該絕緣線包含有多個第一隔離線段，其中該電源區(qū)塊至少包括三接地區(qū)塊，該接地區(qū)塊分別用以與北橋電路作電連接之用；以及至少一通孔，用來將該信號層的跡線電連接于該電源層或該接地層。
2.如權利要求1所述的多層電路板，其中該電源層上設有多條平滑曲線的第二隔離線段，用來連接切線夾角大于一預定角度的相鄰的第一隔離線段。
3.如權利要求1所述的多層電路板，其為一電腦系統的主機板。
4.如權利要求3所述的多層電路板，其中該電源層的該三接地電源區(qū)塊，用來提供一接地電壓。
5.如權利要求4所述的多層電路板，其中該三接地電源區(qū)塊均電連接于對應該電腦系統的北橋芯片組的通孔。
6.如權利要求4所述的多層電路板，其中該電源層另包含有一第一電源區(qū)塊，同時相鄰于提供接地電壓的三接地電源區(qū)塊，用來提供一正電壓。
7.如權利要求6所述的多層電路板，其中該正電壓為2.5伏特。
8.如權利要求6所述的多層電路板，其中該電源層另包含有一第二電源區(qū)塊，相鄰于該第一電源區(qū)塊與一接地電源區(qū)塊，用來提供該電腦系統的存儲器的工作電壓。
9.如權利要求8所述的多層電路板，其中該電源層另包含有一第三電源區(qū)塊，相鄰于該第一電源區(qū)塊與二接地電源區(qū)塊，用來提供該電腦系統的中央處理器的工作電壓。
10.如權利要求9所述的多層電路板，其中該電源層上設有多條平滑曲線的第二隔離線段，用來連接切線夾角大于一預定角度的相鄰的第一隔離線段。
11.一種多層電路板的電源層，用來提供多個電壓電平，該多層電路板另包含有至少一接地層，用來提供一接地電平，至少一信號層，其包含有多個跡線，該多個跡線為導體，用來傳輸信號，以及至少一通孔，用來將該信號層的跡線電連接于該電源層或該接地層，該電源層包含有多個電源區(qū)塊，用來提供該多個電壓電平；以及至少一絕緣線，設置于二不同電壓電平的相鄰電源區(qū)塊之間，用來隔離該不同電壓電平的電源區(qū)塊，該絕緣線包含有多個第一隔離線段；其中該電源層上設有多條平滑曲線的第二隔離線段，用來連接切線夾角大于一預定角度的相鄰的第一隔離線段。
12.如權利要求10所述的電源層，其中該第一隔離線段為直線。
13.如權利要求10所述的電源層，其中該多層電路板為一電腦系統的主機板。
14.如權利要求13所述的電源層，其包含有三接地電源區(qū)塊，用來提供一接地電壓。
15.如權利要求14所述的電源層，其中該三接地電源區(qū)塊均電連接于對應該電腦系統的北橋芯片組的通孔。
16.如權利要求14所述的電源層，其另包含有一第一電源區(qū)塊，同時相鄰于提供接地電壓的三接地電源區(qū)塊，用來提供一正電壓。
17.如權利要求16所述的電源層，其中該正電壓為2.5伏特。
18.如權利要求16所述的電源層，其另包含有一第二電源區(qū)塊，相鄰于該第一電源區(qū)塊與一接地電源區(qū)塊，用來提供該電腦系統的存儲器的工作電壓。
19.如權利要求18所述的電源層，其中該存儲器為雙倍數據處理速度動態(tài)隨機存取存儲器。
20.如權利要求16所述的電源層，其中該電源層另包含有一第二電源區(qū)塊，相鄰于該第一電源區(qū)塊與二接地電源區(qū)塊，用來提供該電腦系統的中央處理器的工作電壓。
21.一種電腦系統的電路結構，該電腦系統包含一多層電路板，其包含有一北橋電路；至少一接地層，用來提供一接地電平；至少一信號層，其包含有多個跡線，該多個跡線為導體，用來傳輸信號；至少一電源層，其包含有多個電源區(qū)塊，用來提供多個電壓電平，二不同電壓電平的相鄰電源區(qū)塊以絕緣線來隔離，該絕緣線包含有多個第一隔離線段，其中該電源區(qū)塊至少包括三接地區(qū)塊，該接地區(qū)塊分別用以與北橋電路做電連接之用；以及至少一通孔，用來將該信號層的跡線電連接于該電源層或該接地層；其中該電源層上設有多條平滑曲線的第二隔離線段，用來連接切線夾角大于一預定角度的相鄰的第一隔離線段。
22.如權利要求21所述的電腦系統，其中該電源層另包含有一第一電源區(qū)塊，同時相鄰于提供接地電壓的三接地電源區(qū)塊，用來提供一正電壓。
23.如權利要求22所述的電腦系統，其中該電源層另包含有一第二電源區(qū)塊，相鄰于該第一電源區(qū)塊與一接地電源區(qū)塊，用來提供該電腦系統的存儲器的工作電壓。
24.如權利要求23所述的電腦系統，其中該電源層另包含有一第三電源區(qū)塊，相鄰于該第一電源區(qū)塊與二接地電源區(qū)塊，用來提供該電腦系統的中央處理器的工作電壓。
25.如權利要求24所述的電腦系統，其中該電源層上設有多條平滑曲線的第二隔離線段，用來連接切線夾角大于一預定角度的相鄰的第一隔離線段。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包含有平滑弧狀邊界的電源區(qū)塊的電源層。在本發(fā)明中，提供了一種多層電路板，其包含有至少一接地層用來提供一接地電平，至少一信號層，其包含有多個跡線用來傳輸信號，至少一電源層，其包含有多個電源區(qū)塊，用來提供多個電壓電平，以及至少一通孔，用來將該信號層的跡線電連接于該電源層或該接地層。該電源層上的二不同電壓電平的相鄰電源區(qū)塊以絕緣線來隔離，該絕緣線包含有多個第一隔離線段，以及多條平滑曲線的第二隔離線段用來連接切線夾角大于一預定角度的相鄰的第一隔離線段。
文檔編號G06F1/26GK1466027SQ02123260
公開日2004年1月7日 申請日期2002年6月14日 優(yōu)先權日2002年6月14日
發(fā)明者吳明洲, 戴繼德, 黃明偉, 張建源 申請人:威盛電子股份有限公司