專利名稱：高頻印刷線路板通孔(via)的制作方法
背景技術：
發(fā)明領域本發(fā)明一般涉及一種通孔，用于在印刷線路板的各層上形成的導線之間提供一條信號通路，并特別涉及用作調(diào)諧濾波器的一種通孔，以優(yōu)化其頻率響應特性。
相關技術描述

圖1和圖2是先前技術的印刷線路板(PCB)的部分平面和豎直剖面圖，用導電通孔12將PCB上表面16上形成的微帶導體14連接到PCB下表面20上形成的微帶導體18。通孔12包括與導體14接觸的上蓋帽(upper cap)(環(huán)形圈22)；與導體18接觸的下蓋帽(lower cap)(環(huán)形圈24) 及延伸在上下環(huán)形圈22和24之間的垂直導體26。PCB10還包括在PCB襯底層上形成的嵌入式電源和接地層28，位于上表面16下面和下表面20的上面，并也可以包括額外的嵌入式電源，接地或信號層30。通孔導體26穿過電源信號層28和30上的小孔，這些小孔應足夠大，以防止導體26與層28和30接觸。
圖3是信號通路的阻抗模型，信號經(jīng)過導體14，通孔12和導體18。微帶導體14和18分別由它們的特性阻抗Z1和Z2模仿，它們的大小和間隙常常(with respect)考慮鄰近的電源層或接地層，因此具有標準的特性阻抗，例如50歐。上下通孔環(huán)形圈22和24將并聯(lián)電容C1和C2添加到由垂直導體26提供的信號通路上。電感L1模擬垂直導體26。圖3的模型也可包括某些并聯(lián)電阻，以說明經(jīng)過通孔12四周的絕緣襯底的泄漏，但在高頻時，電容C1和C2和電感L1是通孔頻率響應的主要影響。
通孔12，其作用類似于三極濾波器或無源網(wǎng)絡，能夠嚴重地衰減和變形在導體14和18間傳輸?shù)母哳l信號。由垂直導體26提供的串聯(lián)電感主要取決于它的垂直尺寸。因為垂直導體26必須延伸穿過PCB10，其長度由PCB10的厚度確定，L1值的調(diào)整量通常很小。這樣，減少在高頻應用中由通孔12引起信號變形和衰減的傳統(tǒng)方法必須使通孔的并聯(lián)電容減少到最小。通過減少環(huán)形圈22和24的水平尺寸以及通過使環(huán)形圈22，24和鄰近的電源層，接地層28之間的距離達到最大，能夠減少并聯(lián)電容C1和C2。然而，對電容C1和C2能夠減少的電容量有某些實際的限制。因此，總會存在適量的通孔電容，并會引起某些信號電平的變形和衰減，特別是在高頻信號中。
圖4包括一種典型通孔的頻率響應曲線A，該典型通孔已經(jīng)設計成能提供最小分流電容和串聯(lián)電感。濾波器的帶寬通常定義為最低頻率，其衰減達到-3db。圖4中的線A示出通孔22的寬度大約3.2GHz。這樣電路板設計者一般希望避免使用這樣的電路板通孔來使頻率信號高于大約3GHz。
因此在高頻應用中使用通孔的常規(guī)方法通常是完全避免使用它們。不過，限制使用通孔會使在電路板上布線大量高頻元件變得困難。在一些高頻應用設計中，采用不完全穿透PCB的短“封閉”通孔連接在PCB上形成的互相垂直的嵌入帶狀導線。由于封閉通孔是短的，通孔有相對小的串聯(lián)電感，因此通常比延伸完全穿透PCB的通孔有較寬的帶寬。然而，隱蔽通孔的費用比穿透通孔(though via)的費用更貴，并且還未具有足夠的帶寬以處理甚高頻信號。
因此，需要有一種充分地增加PCB通孔的帶寬，以使能傳輸甚高頻信號，并不會引起信號的過度衰減或失真。
發(fā)明摘要印刷線路板(PCB)通孔在PCB各水平層上形成的微帶或帶狀導體之間提供垂直信號通路。通孔將并聯(lián)電容和串聯(lián)電感添加到信號通路上，這些電容和電感是通孔形狀和大小函數(shù)，也是通孔和PCB上實現(xiàn)的鄰近電源層及接地層之間的間距的函數(shù)。
按照本發(fā)明的一個方面，相對于另一個以及相對于通孔電感將通孔電容調(diào)整到大于實際可得到的最小電容值的一個電容值，在該電容值，優(yōu)化所述通孔的頻率響應特性，例如帶寬。
按照本發(fā)明的另一個方面，在特殊實施例中，調(diào)整通孔電容，以使通孔的作用像多級切比雪夫(Chebyshev)或巴特沃斯(Butterworth)濾波器。
按照本發(fā)明的又一個方面，通孔包括嵌入PCB內(nèi)的一個電容元件，與由該通孔提供的信號通路接觸。相對于通孔的固有串聯(lián)電感和帶狀線或微帶導體的阻抗，調(diào)整該元件的并聯(lián)電容和該通孔其他部分的電容幅值，以微調(diào)該通孔，用于優(yōu)化頻率響應特性。
因此，本發(fā)明的一個目標是提供一種PCB通孔，能傳輸高頻信號，并沒有過度地衰減這些信號。
該說明的權利要求部分特別地指出并清楚地要求本發(fā)明的主題。然而，通過閱讀本說明的剩余部分及參考附圖，技術熟練人員最能理解本發(fā)明結構和工作方法，以及它的更深一層的優(yōu)點和目標。附圖中相似的參考字符涉及相似的元件。
附圖簡述圖1是先前技術印刷線路板(PCB)的部分平面圖，用導電通孔連接在PCB上表面和下表面上形成的微帶導體；圖2是圖1PCB的豎直剖面圖；圖3是原理圖，描述一條信號通路的阻抗模型，該信號通路經(jīng)過圖2的微帶導體和通孔；圖4是曲線圖，描述圖2和圖6通孔的頻率響應；圖5是刷線路板的部分平面圖，該印刷線路板使用按照本發(fā)明的一種通孔，以連接在PCB上表面和下表面上形成的微帶導體；圖6是圖5的PCB的豎直剖面圖；圖7是原理圖，描述一條信號通路的阻抗模型，當使用圖8所述的微帶配置時，該信號通路經(jīng)過圖6的微帶導體和通孔；圖8是圖5和圖6的微帶導體和通孔的平面圖9是圖5和圖6微帶導體和通孔的替代實施例的平面圖；圖10是原理圖，描述一條信號通路的阻抗模型，當使用圖9所述的微帶配置時，該信號通路經(jīng)過圖6的微帶導體和通孔；圖11是先前技術PCB的部分平面圖，該PCB使用一種按照本發(fā)明的導電通孔，以連接在PCB各層上形成的嵌入式帶狀線導體；圖12是圖11PCB的豎直剖面圖；圖13是原理圖，描述一條信號通路的阻抗模型，該信號通路經(jīng)過圖12的帶狀線導體和通孔；圖14是曲線圖，描述圖12和圖15通孔的頻率響應；圖15是印刷線路板的豎直剖面圖，該印刷線路板使用一種按照本發(fā)明第一替代實施例的導電通孔；圖16是原理圖，描述一條信號通路的阻抗模型，該信號通路經(jīng)過圖15的帶狀線導體和通孔；圖17是印刷線路板的豎直剖面圖，該印刷線路板使用按照本發(fā)明第二替代實施例的一種導電通孔；及圖18是原理圖，描述一條信號通路的阻抗模型，該信號通路經(jīng)過圖17的帶狀線導體和通孔。
較佳實施例詳述圖5和圖6是多層印刷線路板(PCB)40的部分平面和豎直剖面圖，該多層印刷線路板40使用按照本發(fā)明的一種導電通孔42，將PCB40上表面46上形成的微帶導體44連接到在PCB下表面50上形成的微帶導體48。通孔42包括與導體34接觸的上蓋帽(環(huán)形圈52)；下蓋帽(環(huán)形圈54)，用于與導體48接觸；以及垂直導體56，在上環(huán)形圈52和下環(huán)形圈54之間延伸。PCB40還包括在襯底層上形成的電源層和接地層，位于上表面46的下面以及下表面50的上面，并且也可以包括其他層上形成的額外的電源層和接地層或信號層58。垂直導體56穿過電源信號層57和58內(nèi)的小孔，這些小孔應足夠大，以避免導體56與層57和58接觸。
按照本發(fā)明，將一個電容加到通孔42上，適當?shù)厍对谏檄h(huán)形圈52和下環(huán)形圈54間的中間位置上。通過用相同的金屬材料在PCB的多襯底層的一層上平版地構成導電焊盤59可以提供該電容，在聯(lián)結PCB40的各單獨襯底層之前，用該金屬材料在那一層上平版地構成其余的電源，接地或信號層58的導體。當鉆小孔穿過PCB 40和焊盤59，并用種導電材料進行填充形成導體56時，焊盤59形成一個環(huán)形圈，圍繞在導體56的周圍，并與導體56接觸。焊盤59的水平表面和鄰近的電源或接地層58擔當一個電容的作用，將并聯(lián)電容加到由垂直導體56提供的信號通路上。
圖7是信號通過導體44，通孔42和導體48的信號通路的阻抗模型。分別由特性阻抗Z1和Z2模擬微帶導體44和48。微帶導體的尺寸和間隙常常相對于它們最近的電源或接地層57，所以他們具有標準的特性阻抗，例如50歐。上下環(huán)形圈52和54分別將電容C1和C2加在信號通路和最近的電源或接地層58之間。電容C3模擬焊盤59和它附近的電源或接地層58之間的電容。電感L1和L2分別模擬在焊盤59上面和下面的垂直導體部分的阻抗。圖7的阻抗模型也可包括某些并聯(lián)電阻，以模擬經(jīng)過圍繞PCB襯底絕緣材料的泄漏，但在高信號頻率時，電容和電感元件控制通孔42的頻率響應。
如圖7所示，通孔42擔當五極濾波器。在高頻應用中，通孔的串聯(lián)電感L1和L2及并聯(lián)電容C1-C3衰減在導體44和48間傳輸?shù)男盘枺⑹剐盘柺д?。信號的頻率越高，信號的衰減和失真就越大。如果通孔沒有阻抗，就根本就不會衰減信號，也不會使信號失真。因此，減少信號衰減和失真的傳統(tǒng)方法必須減少通孔的并聯(lián)電容。例如，通過減少環(huán)形圈52和54的水平尺寸，以及通過增加環(huán)形圈52和54與它們最近的電源或接地層57之間的距離，能夠減少并聯(lián)電容C1和C2。然而，對電容C1和C2能夠減少的電容量有些實際限制。主要用垂直導體56的垂直尺寸也可減少垂直導體56的串聯(lián)電感L1和L2。然而，因為垂直導體56必須延伸穿透PCB 40，它的長度由PCB 40的厚度確定，L1和L2調(diào)整量的空間很少。
因此，總是存在適量的通孔電容和電感，并總是會引起信號的失真和衰減。如下面所討論的，本發(fā)明增加帶寬及改善通孔的其他頻率響應特性，超出了通過簡單地使通孔的并聯(lián)電容減少到最小所能獲得的效果。
調(diào)整通孔電容圖2是先前技術的通孔12(圖2)的豎直剖面圖，該通孔12除了不包含通孔42的焊盤59外，類似于本發(fā)明圖5的通孔42。圖3是通孔12的阻抗模型，該阻抗模型含有與上下環(huán)形圈22和24相關的電容C1和C2，以及與它的垂直導體26相關的電感L1。注意電容C1和C2及電感L1形成一種雙端口，3極濾波器，與圖7的5極濾波器成對比。
圖4的曲線A描述當圖3的3極濾波器的各種元件具有下面表I所示的數(shù)值時，先前技術通孔12的頻率響應。
C1和C2電容值0.17pF是可達到的典型的最小通孔電容值。
濾波器的帶寬常常定義該濾波器的衰減量達到-3db時的最低信號頻率。圖5的曲線A示出先前技術通孔22的帶寬，約為3.2GHz。遵循傳統(tǒng)慣例，人們或許希望環(huán)形圈22和24的電容C1和C2的增加會導致通孔22帶寬的減少。然而，那并不是適用所有電容值的情況，對這種情況，人們或許增加C1和C2的電容值。當元件值如下面表II所列的數(shù)值時，圖4的曲線B描述圖3濾波器的頻率響應。
注意，C1和C2電容增加了4倍多，而通孔電感L1和微帶阻抗Z1和Z2的值保持不變。圖4的曲線B示出通過增加通孔電容，能將通孔帶寬從約3.2GHz增加到3.5GHz。不需要通過盡可能地降低通孔電容使通孔帶寬達到最寬；替代地，通過將通孔電容調(diào)整到相對于通孔電感的合適數(shù)值，使帶寬達到最寬。像調(diào)整濾波器一樣處理該通孔，使頻率響應最優(yōu)化。
這樣可以通過適當?shù)卣{(diào)整通孔電容而不是通過使通孔電容減少到最小，能優(yōu)化通孔的頻率響應。然而，通孔的“最佳”頻率響應依賴于應用。在大多數(shù)高頻應用中，通常希望使通孔帶寬達到最寬。但在某些高頻應用中，或許樂意，例如，采用一種較窄的帶寬，以調(diào)換一種較平坦通帶，在低頻衰減較少，或在阻帶上迅速下降。因為圖2的通孔12和圖6的通孔42形成3極或5極濾波器，通過適當?shù)卣{(diào)整通孔電容，能夠使這些通孔效果像眾所周知的3極或5極“巴特沃斯”濾波器能，提供極其平坦的頻率響應，或像眾所周知的多極切比雪夫濾波器，能夠優(yōu)化帶寬和衰減特性的組合。那些技術熟練人員已知多極巴特沃斯和切比雪夫濾波器的設計，包括元件數(shù)值的合適選擇，以使最優(yōu)化濾波器頻率響應的各種特性。例如參閱W.H.Hayward編寫的《射頻設計入門》一書中的59-68頁，1982年，由Prentice-Hall有限公司出版，這兒并入作參考。
分布通孔電容將焊盤59加到通孔42與試圖將通孔電容減少到最小以改善該通孔的高頻響應的傳統(tǒng)慣例不一致，因為焊盤59將并聯(lián)電容C3加到該通孔的信號通路上。然而，如下面所示范的，當相對于通孔42的其他部分的電容C1和C2及電感L1和L2適當?shù)卣{(diào)整電容C3時，大大地改善了該通孔的頻率響應特性。
圖4的曲線C描述圖7的5極濾波器的頻率響應，模擬圖6中的改進通孔42，該通孔42帶有如下面表III中列出的元件數(shù)值。
從曲線C可以看出通孔42的帶寬約為5.6GHz，遠大于圖2通孔12的“最小電容”和“調(diào)整電容”版本的3.2和3.5GHz帶寬，這兩種版本具有圖4曲線A和B中描述的頻率響應。還應注意，通孔42的總電容為1.8pF，遠大于通過通孔12的最小電容版本所加的總并聯(lián)電容0.34pF，約與由通孔12的調(diào)整電容版本所加的電容1.76相同。
通過比較曲線A和B，可以看出通過適當?shù)卣{(diào)整通孔電容，而不是通過試圖使該電容減少到最小，能夠改善通孔的頻率響應。通過將曲線C與曲線A和B相比較還能夠看出，當將通孔電容更均勻地分布在通孔垂直長度上時，能夠極大地增加通孔的頻率響應特性。例如，如果沿著垂直導體56的長度上均勻地分布幾個具有電容的焊盤59并相對于通孔電感適當調(diào)整上下環(huán)形圈52和54的電容，將進一步增加通孔帶寬。一般加到由通孔形成的濾波器上極數(shù)越多，通過適當?shù)卣{(diào)整所提供的所有阻抗元件能夠獲得的帶寬就越寬。增加極的數(shù)量還有助于使濾波器的通帶更平坦，并使阻帶上的高頻更陡地衰減，也理想地改善了許多應用中的頻率響應特性。
增加通孔電感圖8和圖9是圖5微帶導體44和48及通孔42替代版本的平面圖。微帶導體的阻抗基本上是微帶導體的帶寬和該導體與附近電源或接地層間的距離的函數(shù)。通常設計微帶導體，使其在整個長度上具有均勻的特性阻抗，例如50歐。因此，微帶導體的寬度通常是相同的，如圖8所示。圖8的阻抗模型假設微帶導體44和48的寬度是相同的。然而通過使通孔42附近部分60和62上的微帶導體44和46的寬度減少，如圖9所示，能使這些部分主要為電感性。
圖10描述當已經(jīng)修改了導體44和48，含有電感性部分60和62時，如圖9所示，由導體44，通孔42和導體48形成的信號通路的阻抗模型。除了通孔42的電容C1-C3和電感L1和L2外，與導體44和48有關的Z1和Z2特性阻抗之間的結構包括導體部分60和62的電感L3和L4。這樣，導體44和48間的結構擔當一個7極濾波器。
圖4的曲線D描述當阻抗元件含有下面表IV列出的數(shù)值時，圖10的7極濾波器的頻率響應。
曲線D示出圖10的7極濾波器結構的帶寬約為6.8GHz。遠大于圖7的5極濾波器帶寬(曲線C)。這樣可以看出，即使圖10的7極濾器比圖7的5極濾波器，和圖3的最小電容或調(diào)整電容版本的3極濾波器具有更大的電容和電感，它具有更寬的帶寬。這樣除了通過調(diào)整和更均勻地分布電容改善通孔的頻率響應外，能夠通過在該通孔的上下末端增加適當大小的電感，進一步地改善通孔的頻率特性。這將增加連接兩條微帶線的濾波器結構的極數(shù)。
調(diào)整用于互連嵌入式帶狀導體的通孔通孔也用于內(nèi)部連接PCB襯底的單獨埋層上形成的帶狀導體。PCB設計者常常應用隱蔽通孔或埋入通孔代替穿透通孔，使嵌入導體互相連接，隱蔽通孔或埋入通孔不是全部穿透PCB，而穿透通孔延伸完全穿透PCB，因為較短的隱蔽通孔和埋入通孔沒有給信號通路增加同樣多的電容或電感。然而，隱蔽通孔和埋入通孔的制造費用比穿透通孔貴，因為不同的PCB層必須分別鉆孔。本發(fā)明改善了穿透通孔的帶寬，所以通孔能用于在高頻應用中，使嵌入式帶狀導體互相連接。
圖11和圖12是多層印刷線路板(PCB)70的部分平面圖和豎直剖面圖，應用按照本發(fā)明的先前技術通孔72，使PCB70的某一埋層上形成的帶狀導體74連接到PCB另一埋層上形成的帶狀導體78。通孔72包括上環(huán)形圈82；下環(huán)形圈84；垂直導體86，延伸在上環(huán)形圈82和下環(huán)形圈84之間。PCB40還包括在帶狀導體74和78的上一層和下一層上形成的電源層和接地層87，并還包括在其他層上形成的附加嵌入式電源，接地或信號層88。垂直導體86穿過電源信號層87和88上的小孔，這些小孔應足夠大，以避免垂直導體86與層87和88接觸。然而，帶狀導體74和78確實與垂直導體88接觸，所以通孔72能夠在導體74和78之間提供一條信號通路。
圖13是信號通過導體74，通孔72和導體78的信號通路的阻抗模型。帶狀導體74和78分別由它們的特性阻抗Z1和Z2模擬。上下環(huán)形圈52和54在信號通路和地之間分別加入并聯(lián)電容C1和C2。電感L1模擬上環(huán)形圈82和導體74之間垂直導體86的電感。電感L3表示導體74和78之間的導體86的電感。電感L2模擬導體78和下環(huán)形圈84之間和導體86的電感。
圖14曲線E描述當按照本發(fā)明相對于電感L1-L3調(diào)整通孔電容C1和C2，以提供最大帶寬時，圖13先前技術的5極濾波器結構的頻率響應。當計算曲線E時，使用下面表V中列出的阻抗數(shù)值。
從曲線E中可注意到，圖14的5極濾波器的帶寬約為6.3GHz。這比圖3(見圖4的曲線C)的3極濾波器電容調(diào)整版本的3.5GHz帶寬要寬得多，因為圖1 3的電感L1和L2是并聯(lián)電感而不是串聯(lián)電感，并用于使上下環(huán)形圈電容C1和C2與信號通路隔離。
圖15是按照本發(fā)明的圖11和12的PCB70的豎直剖面圖，其中，沿垂直導體56在導體70和78之間的中間某一位置上，導電焊盤90將并聯(lián)電容加到通孔72。
圖16是加入環(huán)形圈90時，通孔72的阻抗模型。電容C3模擬環(huán)形圈90的電容。電感L3A和L3B表示圖13中的部分電感L3，由導體74和78之間的垂直導體56提供。注意，該通孔擔當7極濾波器。圖14的曲線F描述圖16的7極濾波器的頻率響應，使用下面表VI中列出的阻抗元件。
比較曲線E和F，可以看出將帶有適當調(diào)整電容的焊盤90加到通孔72，能夠使該通孔的帶寬從約6.3GHz增加到約9.3GHz。
通過使帶狀線74和78的末端變?yōu)殡姼行?，例如通過減少在該通孔附近的帶狀線的寬度，能夠進一步地增寬該通孔的帶寬，如上面連接同圖9所述本發(fā)明的微帶版本中所討論的。因為Z1和L3A之間及Z2和L3B之間的附加串聯(lián)電感將圖16的7極濾波器轉(zhuǎn)變?yōu)?極濾波器，能夠進行調(diào)整，用于增加帶寬。
應用多個嵌入電容的通孔通過在導體74和78之間提供多于一個適當調(diào)整的焊盤90，以更均勻地配置通孔電容，可以使帶寬得到額外的改善。例如，圖17描述按照本發(fā)明替代實施例的圖6通孔42的一種改進版本。在圖6中，通孔42僅包括單個導電焊盤59，嵌入在PCB40內(nèi)，以沿由通孔42提供的信號通路的單個點上提供附加并聯(lián)電容。導電焊盤59將通孔42轉(zhuǎn)變?yōu)閳D7所述的5極濾波器。導體56擔當兩個串聯(lián)電感L1和L2，而上下環(huán)形圈52和54及焊盤59分別擔當電容C1，C2和C3。
在圖17所述的通孔版本中，兩個導電焊盤59A和59B嵌入在PCB40內(nèi)(不是放在)，以在沿由通孔42提供的信號通路的兩點上提供附加并聯(lián)電容，這兩點位于導體44和48之間。如圖17所述，現(xiàn)在導體56擔當3個串聯(lián)電感L1-L3，而上下環(huán)形圈52和54及焊盤59A和59B分別擔當電容C1，C2，C3A和C3B。這樣，圖17的通孔42擔當7極濾波器，能夠調(diào)整該通孔，使它的帶寬比圖7的5極濾波器帶寬更寬，給出相似的串聯(lián)電感總量。當PCB含有較多層時，能夠?qū)㈩~外的嵌入式電容添加到通孔上，以進一步增加由它形成的濾波器的極數(shù)。
雖然在上述說明書中已經(jīng)描述了本發(fā)明較佳實施例，本領域的技術熟練人員可對較佳實施例做許多改變，而在各個方面并不背離本發(fā)明。例如，表I-VI中列出的阻抗值僅是示范性的。本領域的技術熟練人員將明白，按照本發(fā)明設計的通孔可以具有其他組合的阻抗值。他們也應當明白，按照本發(fā)明通過適當?shù)卣{(diào)整它們的電容元件，以及通過將適當大小的電容和/或電感元件加到該通孔，也能夠改善隱蔽式和嵌入式通孔的頻率響應。因此附加的權利要求能夠覆蓋所有這樣的落在本發(fā)明的真實范疇和精神內(nèi)的改變。
權利要求
1.一種用于在駐留在印刷線路板(PCB)各自第一和第二高度的第一條導電帶和第二條導電帶之間傳導信號的裝置，其特征在于，所述裝置包括導體，垂直延伸在所述PCB內(nèi)，并提供一條導電通路，用于傳導所述第一條導電帶和所述第二條導電帶之間的所述信號，所述導體含有電感性阻抗；及電容裝置，與所述導體接觸，并將并聯(lián)電容加到所述導電通路，其中，所述并聯(lián)電容的大小相對于所述導體的阻抗，當傳導所述信號時，充分地優(yōu)化所述導電通路的頻率響應特性。
2.按照權利要求1的所述裝置，其特征在于，所述并聯(lián)電容大小相對于所述導體的阻抗，這樣，所述導電通路形成一種切比雪夫濾波器。
3.按照權利要求1的所述裝置，其特征在于，所述并聯(lián)電容大小相對于所述導體的阻抗，這樣，所述導電通路形成一種巴特沃斯濾波器。
4.按照權利要求1的所述裝置，其特征在于，所述第一個并聯(lián)電容的大小相對于所述導體阻抗，當傳導所述信號時，充分地使所述導電通路的頻率響應的帶寬特性達到最寬。
5.按照權利要求1的所述裝置，其特征在于，所述PCB含有上水平面和下水平面；所述第一條導電帶駐留在所述上水平面；所述第二導體帶駐留在所述下水平面；所述導體垂直地延伸，完全穿透所述PCB；及所述電容裝置包括上導體，含有在所述上表面上形成的第一個水平平坦表面，使所述導體電連接到所述第一條導電帶，及下導體，含有在所述下表面上形成的一個水平平坦表面，將所述導體電連接到所述第二條導電帶。
6.按照權利要求5的所述裝置，其特征在于，所述上導體將第一個并聯(lián)電容加到所述導電通路，所述下導體將第二個并聯(lián)電容加到所述導電通路，及所述第一和第二個并聯(lián)電容的大小相對于所述導體的阻抗，當傳導所述信號時，充分優(yōu)化所述導電通路的頻率響應特性。
7.按照權利要求1的所述裝置，其特征在于，所述電容裝置包括嵌入在所述PCB內(nèi)的第一個電容，所述第一個電容在第三個高度附加到所述導體，所述第三個高度位于所述第一高度和所述第二高度之間，并將所述第一個并聯(lián)電容加到所述信號通路。
8.按照權利要求7的所述裝置，其特征在于，所述第三高度基本上是在所述第一高度和所述第二高度間的垂直中間位置上。
9.按照權利要求7的所述裝置，其特征在于，所述PCB含有多層襯底層，及所述第一電容包括在第三高度的某一襯底層上形成的第一種導電材料，該材料與所述導體接觸，并具有第一個水平平坦表面。
10.按照權利要求9的所述裝置，其特征在于，所述第一個電容進一步包括第二種導電材料，所述第二種導電材料具有第二個水平平坦表面，駐留在離所述第一種導電材料的所述第一個平坦表面最近的區(qū)域。
11.按照權利要求8的所述裝置，其特征在于，所述第一種導電材料圍繞所述導體。
12.按照權利要求7的所述裝置，其特征在于，所述PCB含有上水平面和下水平面；所述第一條導電帶駐留在所述上水平面上；所述第二條導電帶駐留在所述下水平面上；所述導體垂直地延伸完全穿透所述PCB；及所述至少一個電容包括上導體，含有在所述上表面上形成的一層水平平坦表面，將所述導體電連接到所述第一條導電帶，及下導體，含有在所述下表面上形成的一層水平平坦表面，將所述導體電連接到所述第二條導電帶。
13.按照權利要求12的所述裝置，其特征在于，含有水平平坦表面的所述上導體給所述導電通路提供第二個并聯(lián)電容；含有水平平坦表面的所述下導體給所述導電通路提供第三個并聯(lián)電容；及所述第一，第二和第三個并聯(lián)電容的大小相對于所述導體的阻抗，當傳導所述信號時，充分地優(yōu)化所述導電通路的頻率響應特性。
14.按照權利要求13的所述裝置，其特征在于，所述第一，第二和第三個并聯(lián)電容的大小相對于所述導體的阻抗，這樣當傳導所述信號時，所述導電通路形成一種切比雪夫濾波器。
15.按照權利要求13的所述裝置，其特征在于，所述第一，第二和第三個電容的大小相對于所述導體的阻抗，這樣當傳導所述信號時，所述導電通路形成一種巴特沃斯濾波器。
16.按照權利要求13的所述裝置，其特征在于，所述第一，第二和第三個電容的大小相對于所述導體的阻抗，這樣當傳導所述信號時，所述導電通路基本上具有最寬的帶寬。
17.按照權利要求7的所述裝置，其特征在于，所述PCB具有上水平面和下水平面；所述第一高度位于所述上水平面的下面；所述第二高度位于所述下水平面的上面；所述導體垂直地延伸完全穿透所述PCB；及所述電容裝置包括上導體，含有在所述上表面上形成的一層水平平坦表面，將所述導體電連接到所述第一條導電帶，及下導體，含有在所述下表面上形成的一層水平平坦表面，將所述導體電連接到所述第二條導電帶。
18.按照權利要求17的所述裝置，其特征在于，所述上導體將第二個并聯(lián)電容加到所述導電通路；所述下導體將第三個并聯(lián)電容加到所述導電通路；及所述第一，第二和第三個并聯(lián)電容的大小相對于所述導體的阻抗，當傳導所述信號時，充分優(yōu)化所述導電通路的頻率響應特性。
19.按照權利要求18的所述裝置，其特征在于，所述第一，第二和第三個并聯(lián)電容的大小相對于所述導體的阻抗，這樣當傳導所述信號時，所述導電通路基本上具有最寬的帶寬。
20.按照權利要求1的所述裝置，其特征在于，所述電容裝置包括多個嵌入在所述PCB內(nèi)的電容，在所述第一和第二高度間的高度位置上將這些電容附加到所述導體上。
21.一種印刷線路板(PCB)通孔的改進措施，所述通孔包括一條能提供導電通路的導體，用于在所述PCB各自的第一高度和第二高度上形成的第一條導電帶和第二條導電帶之間傳導信號，其特征在于，所述改進措施包括一個電容，嵌入在所述PCB內(nèi)，與所述導體接觸，并沿所述導體實際上在所述第一和第二高度間的某一位置上提供第一個并聯(lián)電容。
22.按照權利要求21的所述PCB通孔改進措施，其特征在于，所述導體含有阻抗，并且所述第一個并聯(lián)電容的大小相對于所述導體的阻抗，充分優(yōu)化所述導電通路的頻率響應特性。
23.按照權利要求21的所述PCB通孔改進措施，其特征在于，所述導體含有阻抗，并且所述第一個并聯(lián)電容的大小相對于所述導體的阻抗，基本上使所述導電通路的頻率響應帶寬達到最寬。
24.一種裝置，用于駐留在印刷線路板(PCB)上表面的第一條導電帶和駐留在印刷線路板下表面的第二條導電帶之間傳導信號，其特征在于，所述裝置包括導體，在所述PCB內(nèi)垂直延伸，并提供傳導所述信號的一條信號通路，所述導體含有第一個串聯(lián)電感的阻抗；第一個電容裝置，在所述PCB的所述上表面上形成，與所述導體接觸，并將第一個并聯(lián)電容加到所述信號通路；第二個電容裝置，在所述PCB的所述下表面上形成，與所述導體接觸，并將第二個并聯(lián)電容加到所述信號通路；第一個電感，在所述PCB的所述上表面上形成，將所述第一條導電帶連接到具有水平平坦表面的所述上導體，并將第二個串聯(lián)電感加到所述信號通路；第二個電感，在所述PCB的所述下表面上形成，將所述第二條導電帶連接到具有水平平坦表面的所述下導體，并將第三個串聯(lián)電感加到所述信號通路。
25.按照權利要求24的所述裝置，其特征在于，所述第二和第三個串聯(lián)電感及所述第一和第二個并聯(lián)電容的大小相對于所述導體的阻抗，優(yōu)化所述信號通路的頻率響應特性。
26.按照權利要求24的所述裝置，所述第二個和第三個串聯(lián)電感及所述第一個和第二個并聯(lián)電容的大小相對于所述導體的阻抗，這樣，所述導電通路形成一種巴特沃斯濾波器。
27.按照權利要求24的所述裝置，其特征在于，所述第二個和第三個串聯(lián)電感及所述第一個和第二個并聯(lián)電容的大小相對于所述導體的阻抗，這樣，所述導電通路形成一種切比雪夫濾波器。
28.按照權利要求24的所述裝置，其特征在于，所述第二和第三個串聯(lián)電感及所述第一個和第二個并聯(lián)電容的大小相對于所述導體的阻抗，基本上使所述導電通路的帶寬達到最寬。
29.按照權利要求24的所述裝置，其特征在于，進一步包括嵌入在PCB內(nèi)的第三個電容裝置，在所述第一高度和第二高度之間的第三高度上，將所述第三個電容裝置附加到所述導體上，并將所述第三個并聯(lián)電容加到所述信號通路。
30.按照權利要求29的所述裝置，其特征在于，所述第一，第二和第三個并聯(lián)電容及所述第二和第三個串聯(lián)電感的大小相對于所述導體的阻抗，基本上使所述導電通路的帶寬達到最寬。
全文摘要
一種印刷線路板(PCB)通孔，提供一條導體，在PCB的各層上形成的微帶或帶狀線導體之間垂直地延伸，該通孔包括一個導電焊盤，圍繞著所述導體并嵌入在所述PCB內(nèi)，位于這些PCB層之間。該焊盤的并聯(lián)電容和該通孔其他部分的電容量的大小相對于所述導體固有阻抗，優(yōu)化所述通孔的頻率響應特性。
文檔編號H03H7/075GK1531841SQ02803755
公開日2004年9月22日 申請日期2002年1月15日 優(yōu)先權日2001年1月16日
發(fā)明者E·B·赫里什, E B 赫里什, C·A·米勒, 米勒 申請人:佛姆法克特股份有限公司