一种PCB板的制作方法

本申请涉及集成电路设计技术领域，特别涉及一种PCB板。

背景技术：

随着现代电子技术的快速发展，高组件密度和体积微型化已经是现代电子设备的PCB板(Printed circuit board，印刷电路板)的统一发展趋势，与此同时，电路信号的传输速度(频率)也在不断提高。

对于高速电路系统，由于其传输信号的电磁频率较高，因此线路间的串音干扰即耦合噪声的问题尤为显著，严重时会极大地影响到传输信号的完整性度。

现有技术中提供了一些抑制串音干扰的方法，例如将PCB板的信号走线采用蛇行线、增设用于信号隔离的防护线以及增大信号走线间的距离间隔等。但是，一方面，这些方法都需要牺牲额外的布线空间，不利于PCB板的微型化；另一方面，它们无法同时解决近端串音问题和远端串音问题，即对串音干扰的抑制能力有限。

可见，采用何种走线结构简单、易于微型化的PCB板，并同时有效增强对串音干扰的抑制能力以提高信号传输质量，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种走线结构简单、易于微型化的PCB板，同时有效增强对串音干扰的抑制能力以提高信号传输质量。

为解决上述技术问题，本申请提供一种PCB板，包括基板和分布于所述基板上的信号走线；所述信号走线中的第一信号走线带有信号走线支路片段，所述信号走线支路片段的支路电流传输方向与所述第一信号走线的主体电流传输方向相反，以便降低所述第一信号走线对所述信号走线中的第二信号走线的耦合干扰。

可选地，所述信号走线支路片段位于所述第一信号走线的传输末端。

可选地，所述信号走线支路片段为“L”形。

可选地，所述信号走线支路片段为“F”形。

可选地，所述信号走线支路片段的数量为多个。

可选地，所述信号走线支路片段与所述第二信号走线位于所述第一信号走线的同一侧。

本申请所提供的PCB板，包括基板和分布于所述基板上的信号走线；所述信号走线中的第一信号走线带有信号走线支路片段，所述信号走线支路片段的支路电流传输方向与所述第一信号走线的主体电流传输方向相反，以便降低所述第一信号走线对所述信号走线中的第二信号走线的耦合干扰。

可见，相比于现有技术，本申请所提供的PCB板走线结构简单，方便易实现且利于微型化，通过为第一信号走线添加信号走线支路片段，并令信号走线支路片段的支路电流传输方向与主体电流传输方向大致相反，可有效减弱主体电流对第二信号走线的耦合干扰，有效增强了对串音干扰的抑制能力，进而可有效确保传输信号的完整性。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请所提供的一种PCB板上的部分信号走线的布线图。

具体实施方式

本申请的核心在于提供一种走线结构简单、易于微型化的PCB板，同时有效增强对串音干扰的抑制能力以提高信号传输质量。

为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

一般地，当数字逻辑电路的频率达到或超过45MHZ～50MHZ，而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量(比如说1/3)时，便可称为高速电路。而究其本质，高速电路区别于普通电路需要采用高速布线技术的原因是：高速信号的频率提高导致了其信号上升时间(上升沿时间)Tr与PCB板上信号走线的信号传输时间(线延时)Tpd的大小关系发生了变化。

具体地，信号在信号走线上的传输也需要一定时间，即信号传输时间，而这将不利于信号处理的实时性。信号从驱动端经过一段时间后到达接收端，若信号传输时间Tpd大于1/2的信号上升时间Tr，那么来自接收端的反射信号将在信号改变状态之后到达驱动端，如果反射信号很强，叠加的波形就有可能会改变信号的当前逻辑状态。因此，一般要求信号传输时间Tpd越短越好。

通常可认为：如果Tpd≤Tr/4，信号落在安全区域；如果Tr/4≤Tpd≤Tr/2，信号落在不确定区域；如果Tpd≥Tr/2，信号落在问题区域。对于高速信号，信号上升时间Tr较小，若仍然使用普通的布线技术则会令信号落在不确定区域或者问题区域，因此需要使用高速布线方法，以便降低信号传输时间Tpd。

但是串音干扰仍然是高速电路中需要解决的一个重要问题。由于高频信号的变化频率较高，因而不同信号间的电磁耦合问题即串音干扰问题较为显著，影响到了传输信号的完整性。串音又分为远端串音和近端串音：远端串音就是对本信号走线的接收端而言，来自同方向传输的其他信号走线的发送端对本信号走线所传输的信号的串音干扰；近端串音则是发生在同一端，是对本信号走线的接收端而言，来自反方向传输的其他信号走线的发送端对本信号走线所传输的信号的串音干扰。近端串音没有经过环路传输被平滑衰减，因此其造成的影响比远端串音大的多。

为了有效抑制串音干扰问题，本申请提供了一种PCB板，包括基板和分布于基板上的信号走线；信号走线中的第一信号走线带有信号走线支路片段，信号走线支路片段的支路电流传输方向与第一信号走线的主体电流传输方向相反，以便降低第一信号走线对信号走线中的第二信号走线的耦合干扰。

具体地，在本申请中，第一信号走线可以为PCB板上的任意一条需要抑制串音干扰即电磁耦合的信号走线，而所说的第二信号走线则可以具体是任意一条与第一信号走线发生了串音干扰的信号走线。当然，一般是距离相对较近的两个信号走线之间会发生串音干扰。

本申请具体是通过为第一信号走线设置信号走线支路片段来降低第一信号走线对第二信号走线的串音干扰的。所说的信号走线支路片段与第一信号走线主体一样都是PCB板中的铜箔布线，只不过信号走线支路片段上的支路电流传输方向与第一信号走线主体的主体电流传输方向相反，因而可以适当减弱主体电流对第二信号走线的电磁耦合，有效地抑制第一信号走线对第二信号走线造成的串音干扰。

容易理解的是，信号走线支路片段中的支路电流的方向、大小取决于信号走线支路片段的走线形状和尺寸大小，因此具体可通过为信号走线支路片段设计合理的形状大小来实现对支路电流的控制。此外，所说的支路电流传输方向与主体电流传输方向的“相反”并不仅仅只包括翻转180°的绝对相反，而是大致上的相反，即只要包含了反向电流分量即可。

因此，本申请只需要在PCB板设计制作过程中简单地增加一些小段的信号走线支路片段，便可以解决串音干扰问题，不仅方便简单、利于微型化，而且行之有效。并且，由于本申请具体是针对串音干扰的来源即第一信号走线来进行干扰抑制的，因此，不管串音是否发生在信号传输两端中的同一侧，即不管是对于近端串音还是对于远端串音，本申请都具有较好的抑制效果，即本申请针对串音干扰的抑制能力较强。

具体地，在进行信号走线支路片段的设置时，可以通过具体的相关公式计算来验证和调整信号走线支路片段的设置方案：

其中，VNEXT为近端串音；VFEXT为远端串音；Vi为输入信号；Lm为第一信号走线的互感；Cm为第一信号走线的互容；L为第一信号走线的电感；C为第一信号走线的电容；Td为第一信号走线的信号传输时间；Tr为传输信号的上升时间。

针对于添加了一定形状、大小、数量等的信号走线支路片段的第一信号走线，其自感、自容、互感和互容就是确定的了，则可以利用上述公式计算得到抑制后的近端串音大小和远端串音大小，并与不添加信号走线支路片段时的近端串音和远端串音进行比较，以便验证或者调整信号走线支路片段的形状、大小等相关参数。

此外，还可以借助于眼图来验证和调整信号走线支路片段的设置方案。眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，将示波器跨接在信号的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。眼图因形似眼睛而得名，它包含了丰富的信息，可以观察出噪声对传输信号的影响，体现了数字信号整体的特征，可以最直观地描述高速数字信号的质量与性能。

眼图的“眼睛”张开的大小反映着串扰的强弱。“眼睛”张的越大，且眼图越端正，表示串扰越小；反之表示串扰越大。其中，眼图的参数——眼高，即是眼图在垂直轴所开的大小，而眼宽则是眼图在水平轴所开的大小，眼高和眼宽越大，说明信号的传输质量越高。

可见，本申请所提供的PCB板走线结构简单，方便易实现且利于微型化，通过为第一信号走线添加信号走线支路片段，并令信号走线支路片段的支路电流传输方向与主体电流传输方向大致相反，可有效减弱主体电流对第二信号走线的电磁耦合，有效增强了对串音干扰的抑制能力，进而可有效确保传输信号的完整性。

本申请所提供的PCB板，在上述实施例的基础上：

作为一种优选实施例，信号走线支路片段位于第一信号走线的传输末端。

具体地，由于信号在传输过程中可能会持续反射而影响最终输出到接收端的信号质量，因而本申请推荐但不限于将信号走线支路片段设在第一信号走线较为靠近接收端的位置，即所说的传输末端。

作为一种优选实施例，信号走线支路片段为“L”形。

具体地，本申请可具体采用“L”形的信号走线支路片段。具体可参考图1，图1为本申请所提供的一种PCB板上的部分信号走线的布线图。其中，1为第一信号走线；2为第二信号走线；3为PCB板的基板；1_a为第一信号走线1的主体；1_b为第一信号走线1的信号走线支路片段；箭头表示了第一信号走线1中的电流方向。图1所示的信号走线支路片段1_b具体为“L”形，并且其延伸出的支路的延伸方向与主体1_a上的主体电流传输方向相反。

当采用图1所示的第一信号走线时，通过测试可得到第二信号走线上所传输信号的眼图，对应的眼高、眼宽分别是140mV、316ps，均分别高于不添加信号走线支路片段时的眼高(114mV)、眼宽(294ps)。

作为一种优选实施例，信号走线支路片段为“F”形。

具体地，还可以采用“F”形的信号走线支路片段，以便增大支路电流的总和，进而增大对主体电流与第二信号走线间的电磁耦合的抑制效果。当然，本领域技术人员还可以根据实际应用情况自行选择其他形状的信号走线支路片段，本申请并不进行限定。

作为一种优选实施例，信号走线支路片段的数量为多个。

容易理解的是，还可以通过增设信号走线支路片段的数量来增大对电磁耦合的抑制效果，具体可由本领域技术人员自行设计实现。

作为一种优选实施例，信号走线支路片段与第二信号走线位于第一信号走线的同一侧。

容易理解的是，当信号走线支路片段设置在第二信号走线相对于第一信号走线的同一侧时，其所得到的抑制效果要大于信号走线支路片段和第二信号走线分别被设置在第一信号走线两侧时的抑制效果。因此，本申请推荐但不限于将信号走线支路片段与第二信号走线设置在第一信号走线的同一侧。

本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，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。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。