优化测试过孔排布的印刷电路板的制作方法

本实用新型属于印刷电路板的技术领域，具体涉及一种优化测试过孔排布的印刷电路板。

背景技术：

随着高速数字系统的设计水平、制造工艺和封装技术不断进步，电子设备正朝着高集成度、高频率、高速度、低功耗、小尺寸和大规模的趋势发展，并且发展的速度持续加快，这些因素易引发多种SI（信号完整性）问题。在这些问题中，串扰（指有害信号从一个网络转移到相邻网络）是极其普遍的且易被忽视的问题之一，在任何互连密度比较大的结构上（如芯片、封装、PCB和连接器等）都会出现串扰（见参考文献：EricBogatin著.李玉山,李丽平等译.信号完整性分析[M].北京:电子工业出版社,2005:239~279.）。过大的串扰可能会引起电路的误触发或不稳定，严重时甚至导致系统不能正常工作（见参考文献：张木水,李玉山.信号完整性分析与设计[M].北京:电子工业出版社,2010:2~5, 116~145.）。因此，对串扰进行有效抑制是很重要的。

SI测试作为PCB（印刷电路板）设计后的一个重要的环节，待测的信号数量众多，在布线空间紧缺的条件下，没有足够的空间来预留专门的信号测试点，故在实际的测试中，往往是选择靠近芯片接收端的信号换层过孔作为测试点。而在互连密集的区域合理的设计和优化过孔排布方式，以减小串扰等不良危害是很有必要的。另外，在使用测试探头进行SI测试时，具体使用环境下的很多因素都会影响到测量的结果，最常见的就是探头和被测件之间的连接方式。

现有技术中，惯常设计的印刷电路板在芯片端的常见的过孔对（这里以差分信号过孔来说明）的排布方式如图1所示，其中差分信号过孔2’均是两两成对平行排列分布在板体1’上的，差分信号过孔2’的侧部还设置有地孔3’，在进行SI测试时，第一测试探头4’的两根测试引线焊接在一对差分信号过孔2’上，第二测试探头5’的两根测试引线焊接在相邻的另一对差分信号过孔2’上，其中虚线箭头表示相邻差分信号过孔之间的信号耦合路径。这种过孔排布方式信号耦合路径较短，造成串扰较大，此外，在焊接了一个探头之后，由于两个探头的焊接点相距较近，在焊接另一探头时，由于烙铁的温度很高，其焊接热量易使已焊接好的探头掉落。

因此，对于一个有测试需求、但是又没有足够空间来预留专门的测试点的印刷电路板而言，在互连密集的区域合理的设计过孔排布方式，可使有效抑制串扰，并使测试操作更为便捷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种优化测试过孔排布的印刷电路板，其通过合理地改进过孔的排布方式，可使有效抑制串扰，并使测试操作更为便捷。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

提供一种优化测试过孔排布的印刷电路板，包括板体，所述板体上设置有若干对过孔，在相邻的两对过孔中，其中第一对过孔之间的连线与第二对过孔之间的连线相互垂直，且第二对过孔中的每一个过孔与第一对过孔中的两个过孔之间的距离均相等。

作为进一步的改进，所述过孔为差分信号过孔。

作为进一步的改进，所述板体在过孔的侧部设置有地孔。

作为进一步的改进，还包括有第一测试探头和第二测试探头，第一测试探头的两根测试引线分别与所述第一对过孔的两个过孔焊接连接，第二测试探头的两根测试引线分别与所述第二对过孔的两个过孔焊接连接。

本实用新型提供的优化测试过孔排布的印刷电路板，包括板体，所述板体上设置有若干对过孔，在相邻的两对过孔中，其中第一对过孔之间的连线与第二对过孔之间的连线相互垂直，且第二对过孔中的每一个过孔与第一对过孔中的两个过孔之间的距离均相等。本实用新型合理地改进了差分信号过孔排布方式，使第一对过孔之间的连线与第二对过孔之间的连线相互垂直，这样相邻过孔对之间的有效耦合路径较长，可有效抑制信号间的串扰，另外，由于相邻过孔对之间的距离相对于现有技术更长，便于用烙铁焊接测试探头，使得焊接测试探头的操作更为简单，易操作。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是现有技术中印刷电路板的过孔分布示意图。

图2是本实用新型印刷电路板的过孔分布示意图。

图3是现有技术与本实用新型的过孔分布在ADS中的仿真对比结构图。

图4是现有技术与本实用新型的仿真插入损耗对比图。

图5现有技术与本实用新型的仿真串扰对比图。

图6采用本实用新型优化测试过孔排布的印刷电路板进行SI测试流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图2所示，本实用新型所述的优化测试过孔排布的印刷电路板，包括板体1，所述板体1上设置有若干对过孔2，所述板体1在过孔2的侧部设置有地孔3，所述过孔2为差分信号过孔。在相邻的两对过孔2中，其中第一对过孔2之间的连线与第二对过孔2之间的连线相互垂直，且第二对过孔2中的每一个过孔与第一对过孔2中的两个过孔之间的距离均相等。本实用新型还包括有第一测试探头4和第二测试探头5，第一测试探头4的两根测试引线分别与所述第一对过孔2的两个过孔焊接连接，第二测试探头5的两根测试引线分别与所述第二对过孔2的两个过孔焊接连接。

本实用新型提供的优化测试过孔排布的印刷电路板合理地改进了差分信号过孔排布方式，使第一对过孔之间的连线与第二对过孔之间的连线相互垂直，这样相邻过孔之间的有效耦合路径较长，可有效抑制信号间的串扰，另外，由于相邻过孔之间的距离相对于现有技术更长，可减小高温烙铁对已焊探头的干扰，便于用烙铁焊接测试探头，使得焊接测试探头的操作更为简单，易操作。

需要说明的是，本实施例中虽然仅以3对差分信号过孔及数个地孔进行了示意说明，但本实用新型适用于具有任意数量过孔的印刷电路板中，只要保证任意相邻的差分信号过孔对间互成T形的垂直交错方式即可。

参见图6，图6采用本实用新型优化测试过孔排布的印刷电路板进行SI测试流程图。

采用本实用新型优化测试过孔排布的印刷电路板进行SI测试，包括如下步骤：

S1、在印刷电路板设计阶段，在有SI测试需求的信号的接收端，在信号换层的位置，按照图2中过孔的排布方式，使印刷电路板板体上相邻的两对过孔排布成其中第一对过孔之间的连线与第二对过孔之间的连线相互垂直，且第二对过孔中的每一个过孔与第一对过孔中的两个过孔之间的距离均相等，这种方式的过孔排布方式增加了差分信号的有效耦合路径（如图2中虚线箭头表示耦合路径），进而可减小串扰；此外，在过孔的侧部添加同等数量的地孔，以提供良好的回流路径。

S2、根据设计制作得到印刷电路板板体，将第一测试探头的两根测试引线分别与所述第一对过孔的两个过孔焊接连接，将第二测试探头的两根测试引线分别与所述第二对过孔的两个过孔焊接连接；为了焊接操作的便捷性，先将左边的第一测试探头及其测试引线摆放好并与所述第一对过孔的两个过孔焊接连接，然后将右边的第二测试探头及其测试引线以垂直于第一测试探头（垂直向上或垂直向下均可）的方式摆放好并与所述第二对过孔的两个过孔焊接连接。这种以垂直方式摆放的方法方便使用烙铁进行焊接，减小高温烙铁对已焊探头的干扰，同时可减小测试引线间的相互影响。在摆放测试探头及其测试引线的过程中，切忌弯折测试引线。原因有两点：一是测试引线很细，弯折易断，从而易损坏测试探头；二是测试引线弯折会损害高速信号的传输。

S3、利用测试探头对印刷电路板进行信号完整性测试。

本实用新型在设计阶段合理地改进了差分信号过孔排布方式，使第一对过孔之间的连线与第二对过孔之间的连线相互垂直，这样相邻过孔之间的有效耦合路径较长，可有效抑制信号间的串扰，另外，由于相邻过孔之间的距离相对于现有技术更长，便于用烙铁焊接测试探头，使得焊接测试探头的操作更为简单，易操作。

针对本实用新型技术方案的有效性，进行了如下仿真验证：

基于现有技术方案和本实用新型技术方案，分别在ViaWizard过孔建模工具中进行过孔建摸，然后导入三维全波电磁场仿真软件HFSS中形成三维电磁场模型（如图1和图2）并提取S参数，再导入ADS软件中对比现有技术方案和本实用新型技术方案的过孔排布方式中的插入损耗和串扰的大小。在ADS中的仿真对比结构如图3所示。

对比图4和图5中的仿真结果，发现两种方案中的插入损耗相差不大，差值在10^-2数量级，而串扰却相差很大，本实用新型的的串扰明显的小于现有技术方案，两者的差值达到了30dB。因此，采用临近差分信号过孔对成T形垂直交错分布的过孔排布方式可有效地抑制串扰，减小串扰对高速信号的危害。

上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

总之，本实用新型虽然列举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本实用新型的范围，否则都应该包括在本实用新型的保护范围内。