一种PCB的制作方法

文档序号:14723488发布日期:2018-06-18 13:04阅读:216来源:国知局

本发明涉及电子技术领域,特别是涉及一种PCB。



背景技术:

随着信号传输速度的越来越快,例如PCIE4.0高达16Gbps,板级设计全面向28Gbps、56Gbps发展,与此同时,对于信号传输过程中信号完整性的要求也越来越高。影响信号完整性的因素很多,为了给系统设计留出更多的余量,需要在每个因素上做到最优。过孔阻抗作为影响信号完整性的因素之一,过孔阻抗失配是设计中经常遇到的问题,芯片间互连,通过过孔将信号换层连接是难以避免的,例如常见的通孔设计,当信号传输线由表层进,内层出时,则此时底层焊盘为无用焊盘,但即便此时底层焊盘为无用焊盘,其在现有技术中一般是会存在的,因此,该底层焊盘在一定程度上也会导致阻抗失配,例如信号传输线的阻抗大于盲孔的焊盘的阻抗,这种情况下,信号速率越高的信号,其信号完整性所受影响也越大。

因此,如何提供一种PCB是本领域技术人员目前需要解决的问题。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种PCB,减弱了阻抗失配,提高了通孔与信号传输线的阻抗匹配度,提高了信号传输过程中的信号完整性。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种PCB,所述PCB为N层,N不下于4的偶数,所述PCB包括通孔、第一信号传输线和第二信号传输线,所述第一信号传输线与第一PCB板上的通孔连接,所述第二信号传输线与第M层PCB板上的通孔连接,2≤M≤N-1;位于第N层PCB板上的通孔由中心钻孔组成。

优选地,所述PCB板为6层板。

优选地,所述PCB板的层叠结构为SGSSSGS,其中,S为信号层,G为地层。

优选地,所述第一信号传输线和所述第二信号传输线的线宽均为5mil。

优选地,所述第一信号传输线和第二信号传输线均为阻抗为50欧姆的信号传输线。

优选地,所述PCB板厚1.6mm。

本发明提供了一种PCB,PCB为N层,N不下于4的偶数,PCB包括通孔、第一信号传输线2和第二信号传输线3,第一信号传输线2与第一PCB板上的通孔连接,第二信号传输线3与第M层PCB板上的通孔连接,2≤M≤N-1;位于第N层PCB板上的通孔由中心钻孔组成。可见,本申请中,当PCB中的信号传输线由表层进、内层出时,由于第N层PCB板(也即bottom层)上的通孔仅由孔组成,也即bottom层的通孔没有焊盘,减小了通孔的电容,由阻抗关系式Z=L/C可知,由于通孔的电感是一定的,则C减小,阻抗Z提高,则当信号传输线的阻抗大于通孔的焊盘的阻抗时,由于增大了通孔的阻抗,减弱了阻抗失配,提高了通孔与信号传输线的阻抗匹配度,提高了信号传输过程中的信号完整性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中提供的一种PCB的通孔示意图;

图2为本发明提供的一种PCB的结构示意图;

图3为本发明提供的图1和图2两种通孔设计的插损曲线比较图;

图4为本发明提供的图1和图2两种通孔设计的回损曲线比较图;

图5为本发明提供的图1和图2两种通孔设计的时域阻抗比较图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种PCB,减弱了阻抗失配,提高了通孔与信号传输线的阻抗匹配度,提高了信号传输过程中的信号完整性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参照图1和图2,其中,图1为现有技术中提供的一种PCB的通孔示意图,图2为本发明提供的一种PCB的结构示意图。

该PCB为N层,N不下于4的偶数,PCB包括通孔、第一信号传输线2和第二信号传输线3,第一信号传输线2与第一PCB板上的通孔连接,第二信号传输线3与第M层PCB板上的通孔连接,2≤M≤N-1;位于第N层PCB板上的通孔由中心钻孔组成。

本发明的理论基础是:通过降低通孔的寄生电容,从而提高通孔阻抗,进而提高通孔与信号传输线的阻抗匹配度。

可以理解的是,通孔通常由中心钻孔和通孔焊盘组成,本申请中,位于第N层PCB板的通孔1仅由中心钻孔组成,也即第N层PCB板上没有焊盘。

具体地,通孔的寄生电容

其中,ε为PCB板的基材的介电常数,D2为反焊盘的直径,D1为通孔焊盘的直径,T为PCB板的厚度。

则本申请中位于第N层PCB板上的通孔1由中心钻孔组成,也即相当于消除了第N层PCB板上的焊盘,则相当于降低了D1的尺寸,则根据电容的公式,减小了D1,通孔的电容也随之减小,粗略的阻抗计算公式Z=L/C,C降低,Z提高。

为简单阐述本发明的原理,下面以一个具体的实例作介绍:

PCB板为6层板,其层叠结构为SGSSSGS,其中,S为信号层,G为地层,PCB板厚1.6mm,单端过孔,第一层PCB板(也即TOP层)进,第四层出,过孔两端各1INCH,第一信号传输线2和第二信号传输线3的线宽均为5mil,第一信号传输线2和第二信号传输线3均为阻抗为50欧姆的信号传输线。

通常的过孔设计如图1所示,焊盘连接TOP、Layer4以及Bottom层三层的焊盘。

再参照图2,图2为本发明对图1改进完后,也即将Bottom层的焊盘消除后。

请参照图3、图4和图5,其中,图3为本发明提供的图1和图2两种通孔设计的插损曲线比较图,图4为本发明提供的图1和图2两种通孔设计的回损曲线比较图,图5为本发明提供的图1和图2两种通孔设计的时域阻抗比较图。

从图3可以看出图2对应的通孔设计在插损方面还是由改善的,信号频率越高,改善越明显。此例中为了简单阐述,设计的层叠简单,厚度小,如果层叠复杂,厚度增大,插损改善效果会更为明显。图4中,从时域角度TDR仿真结果来看通过消除Bottom焊盘,过孔阻抗有所提升。图5所示两种过孔设计的时域阻抗比较,Bottom层焊盘消除同Bottom层保留焊盘相比,过孔阻抗提升了1欧姆。

当然,这里的PCB还可以为其他具体结构的PCB,也即,对PCB的层数、层叠结构、板厚不作特别的限定,例如,PCB为10层,根据实际情况来定。

本发明提供了一种PCB,PCB为N层,N不下于4的偶数,PCB包括通孔、第一信号传输线和第二信号传输线,第一信号传输线与第一PCB板上的通孔连接,第二信号传输线与第M层PCB板上的通孔连接,2≤M≤N-1;位于第N层PCB板上的通孔由中心钻孔组成。可见,本申请中,当PCB中的信号传输线由表层进、内层出时,由于第N层PCB板(也即bottom层)上的通孔仅由孔组成,也即bottom层的通孔没有焊盘,减小了通孔的电容,由阻抗关系式Z=L/C可知,由于通孔的电感是一定的,则C减小,阻抗Z提高,则当信号传输线的阻抗大于通孔的焊盘的阻抗时,由于增大了通孔的阻抗,减弱了阻抗失配,提高了通孔与信号传输线的阻抗匹配度,提高了信号传输过程中的信号完整性。

需要说明的是,在本说明书中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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