一种电源分配网络阻抗优化的M.2接口的5G通信模块的制作方法

一种电源分配网络阻抗优化的m.2接口的5g通信模块
技术领域
1.本实用新型涉及通信技术领域，具体涉及一种电源分配网络阻抗优化的m.2接口的5g通信模块。


背景技术：

2.在5g移动通信技术快速发展的时代，电路系统向着高速度、高密度、高功耗、低电压和大电流的趋势发展。电路系统工作的可靠性和稳定性成为高速电路发展的关键。电源分配网络(pdn)由电源、地走线、平面以及去耦电容等构成，由于电容、回路电阻、回路电感等因素的共同作用，pdn阻抗随频率而变化，随着频率的增加，回路电感对于pdn阻抗的影响逐渐占据主要地位。因此，降低回路电感对优化电源分配网络的阻抗有着很好的效果，主要有以下几种常用的优化方法：1)增加电源孔、地孔的数量；2)增加电源走线的线宽，且电源走线尽量短、直；3)对去耦电容的容值、数量进行反复配置。目前在这种pin间距越小，出线越密集的bga芯片下方，增加电源孔和地孔难度会很大，在一些苛刻的条件下，增加电源孔和地孔是不可能实现的；而对去耦电容的容值和数量进行反复配置、仿真、调整迭代，工作量较大且效率不高，如果增加电容会带来成本的增加，此外，m.2接口的5g通信模块尺寸小，且pcb布局采用的是单面布局，给bga芯片四周增加去耦电容也带来了非常大的难度。以下以实际用例说明现有技术的缺点，如图1所示，soc1的供电电源a和电源b，由pmu2的两个dc分别输出，经9层u形走线供给soc1，首次pdn仿真结果不通过。因此在现有布局和走线的情况下，在soc芯片下方，增加电源a和电源b的电源孔和地孔的数量，以及靠近soc的pin增加电容，优化后，电源a及电源b在100mhz时的交流阻抗距离目标值还是较大，实际仿真结果fail，如图2所示。


技术实现要素：

3.针对上述不足，本实用新型提供了一种电源分配网络阻抗优化的m.2接口的5g通信模块，包括印刷电路板pcb，所述印刷电路板pcb包括pcb本体，所述pcb本体为十层二阶hdi板，分为主地层和铺地层，在所述铺地层给电源增加铺铜走线，本实用新型在10层二阶pcb不加层的基础上，以在辅地层敷铜的方式给电源增加并联支路，降低电流路径上过孔的安装电感和走线的等效串联电感esl，优化电源在交流100mhz时的交流阻抗，提高pdn仿真的通过率。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种电源分配网络阻抗优化的m.2接口的5g通信模块，包括印刷电路板pcb，所述印刷电路板pcb包括pcb本体，所述pcb本体为十层二阶hdi板，分为主地层和铺地层，在所述铺地层给电源增加铺铜走线。本实用新型提供的m.2接口的5g通信模块在满足pcb叠层和单面布局不变，保证主地层地平面完整、辅地层地平面局部完整的同时，基于电流流向，以在辅地层敷铜的方式给电源增加并联支路，降低电流路径上过孔的安装电感和走线的等效串联电感esl，优化电源在交流100mhz时的交流阻抗，提高pdn仿真的通过率。与传统做法相
比，本实用新型仅通过在辅地层增加电源走线的铺铜设计环节，即可提升电源分配网络的电源完整性，降低了pdn的阻抗值，使其小于目标阻抗，达到优化的效果，在降低设计成本的同时，极大提高了设计效率；且soc规模越大，电源分配网络的管脚数量越多，对pdn阻抗的优化效果越明显。
6.作为优选，所述5g通信模块单面布局，包括射频rf单元和基带bb单元。5g通信模块尺寸是30mm*52mm，单面布局，由rf和bb两部分组成，其中bb的有效布局面积是30mm*22mm。
7.作为优选，所述pcb本体的顶层为器件放置层。
8.作为优选，信号线主要分布在所述pcb本体的第二、三、五层。
9.作为优选，电源主要分布在所述pcb本体的第七、八、九层。
10.作为优选，所述pcb本体的顶层器件包括系统级芯片soc。
11.因此，本实用新型的优点是：在满足pcb叠层和单面布局不变，保证主地层地平面完整、辅地层地平面局部完整的同时，基于电流流向，在辅地层给电源增加铺铜走线，降低电流路径上过孔的安装电感和走线的等效串联电感esl，优化电源在交流100mhz时的交流阻抗，提高pdn仿真的通过率；在降低设计成本的同时，极大提高了设计效率；soc规模越大，电源分配网络的管脚数量越多，对pdn阻抗的优化效果越明显。
附图说明
12.图1是本实用新型背景技术中pcb本体的结构示意图。
13.图2是本实用新型背景技术中仿真结果图。
14.图3是本实用新型实施例中pcb本体的结构示意图。
15.图4是本实用新型实施例中仿真结果图。
16.图5是本实用新型实施例中一种电源分配网络阻抗优化的m.2接口的5g通信模块的结构示意图。
17.图6是本实用新型实施例中pcb本体的层次结构示意图。
18.1、soc 2、pmu 3、rf 4、bb 5、flash。
具体实施方式
19.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
20.一种电源分配网络阻抗优化的m.2接口的5g通信模块，包括印刷电路板pcb，印刷电路板pcb包括pcb本体，pcb本体是10层二阶hdi板，如图6所示，其中4层为主地层，6层为辅地层，顶层(1层)为器件放置层，信号线(含关键信号线)主要分布在pcb本体的2、3、5层，电源主要分布在pcb本体的7、8、9层。
21.一种电源分配网络阻抗优化的m.2接口的5g通信模块，平台器件是展锐的5g高度集成通信处理器udx710m6，主频高达1.35ghz，搭配pmu、flash，以及时钟等外围器件构成bb最小工作系统。如图5所示，模块尺寸是30mm*52mm，单面布局，由rf3和bb4两部分组成，其中bb4的有效布局面积是30mm*22mm。
22.如图3所示，soc1的供电电源a和电源b，由pmu2的两个dc分别输出，经9层u形走线供给soc1，本实施例在辅地层给电源a及电源b分别增加并联走线(6层走线)，两个电源的走线均缩短了很多距离，进而减小了走线的esl，并且缩短了顶层器件(系统级芯片soc)与电
源平面之间的距离h
top
，在过孔中心间距s和过孔直径d不变的前提下，根据可得出电流路径上安装电感l
mount
随着h
top
的减小而变小；同样，根据谐振频率公式l
mount
和esl变小，f
mount
会增加，从而提高了电容的滤波效果。经过实际仿真后pdn结果pass，如图4所示。
23.本实用新型提供的m.2接口的5g通信模块在满足pcb叠层和单面布局不变，保证主地层地平面完整、辅地层地平面局部完整的同时，基于电流流向，以在辅地层敷铜的方式给电源增加并联支路，降低电流路径上过孔的安装电感和走线的等效串联电感esl，优化电源在交流100mhz时的交流阻抗，提高pdn仿真的通过率。
24.以上内容，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。