专利名称：印刷电路板及其布线方法
技术领域：
本发明涉及一种能节省差分信号对布线空间的印刷电路板及其布线方法。
背景技术：
串扰是指一个信号在传输信道上传输时，因电磁耦合而对相邻近的传输线产生的 影响，其表现为在被干扰的信号上注入了一定的耦合电压和耦合电流。在数字电路的设计 领域中，串扰的存在是非常广泛的，而且随着信号速率的提高和产品外型尺寸越来越小，数 字系统总串扰也急剧增加，过大的串扰会影响到系统的性能，甚至引起电路的误触发，导致 系统无法正常工作。为了解决上述问题，业界通常采用增大信号线的间距来降低串扰，从而使得信号 眼图波形中眼宽和眼高均达到较大值。然而信号线间距的增大必然占用较大的布线空间， 导致印刷电路板的布线密度较低，不符合现今资讯产品体积越来越小的趋势。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种能节省差分信号对布线空间的印刷电路板及其布 线方法。一种印刷电路板的布线方法，包括步骤在所述印刷电路板上提供一信号层及位 于该信号层上的两差分信号对；确定一第一距离，当所述两差分信号对之间的距离大于所 述第一距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变大，且当所 述两差分信号对之间的距离小于所述第一距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图 波形中的眼宽或眼高变大；及将所述两差分信号对之间的距离设置为小于所述第一距离的 一第二距离，使所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽和眼高符合差分布线 对眼图的要求。一种印刷电路板，其包括一信号层，所述信号层上布设两差分信号对，所述两差分 信号对的信号输出端的输出信号眼图波形中的眼宽或眼高随两差分信号对之间的距离的 改变而改变，其特征在于当所述两差分信号对之间的距离为一第一距离时，所述两差分信 号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高达到最小值，两差分信号对之间的距离为一 小于所述第一距离的第二距离，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽和眼 高符合差分布线对眼图的要求。—种印刷电路板的布线方法，包括步骤在所述印刷电路板上提供一信号层及位 于该信号层上的两差分信号对；在所述两差分信号对的信号输出端得到眼图波形中的眼宽 或眼高和两差分信号对之间距离的关系曲线；确定所述眼图波形中的眼宽或眼高和两差分 信号对之间距离的关系曲线上的一左临界点和一右临界点，当所述两差分信号对之间的距 离小于所述左临界点对应的两差分信号对之间的一左临界距离时，所述两差分信号对的信 号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变大，当所述两差分信号对之间的距离大于所述右临 界点对应的两差分信号对之间的一右临界距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变大；及确定一小于或等于所述左临界距离、或大于或等于所述右临 界距离的第二距离，所述两差分信号对之间的距离被设置为所述第二距离，使所述两差分 信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽和眼高符合差分布线对眼图的要求。一种印刷电路板的布线方法，包括步骤在所述印刷电路板上提供一信号层及位 于该信号层上的两差分信号对；确定所述两差分信号对之间的一右临界距离，使所述两差 分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽和眼高符合差分布线对眼图的要求，当所述两 差分信号对之间的距离大于所述右临界距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波 形中的眼宽或眼高变大，且当所述两差分信号对之间的距离小于所述右临界距离时，所述 两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变小；及确定一小于所述右临界距 离的第二距离，使所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽和眼高符合差分布 线对眼图的要求，将所述两差分信号对之间的距离设置为小于或等于所述第二距离。使用上述印刷电路板及其布线方法将两差分信号对之间的距离设为所述第二距 离，使得输出信号眼图波形中的眼宽或眼高符合差分布线对眼图的要求，节省了印刷电路 板中差分信号对的布线空间。
下面参照附图结合具体实施方式
对本发明作进一步详细描述图1是本发明印刷电路板较佳实施例的示意图，该印刷电路板内布设至少两差分
信号对。图2是采用本发明印刷电路板设计方法一较佳实施例得到的眼图波形中眼宽和 两差分信号对之间的间距的关系的波形图。图3是采用本发明印刷电路板设计方法一较佳实施例得到的眼图波形中眼高和 两差分信号对之间的间距的关系的波形图。图4是采用本发明印刷电路板设计方法另一较佳实施例得到的眼图波形中眼宽 和两差分信号对之间的间距的关系的波形图。图5是采用本发明印刷电路板设计方法另一较佳实施例得到的眼图波形中眼高 和两差分信号对之间的间距的关系的波形图。
具体实施例方式请参照图1，一印刷电路板100包括自下而上顺次排列的一接地参考层10、一信号 层20及一阻焊层40。所述信号层20上布设至少两差分信号对31，每一差分信号对31包 括一第一信号线311及一第二信号线312。其中，每一第一信号线311的宽度、厚度、长度分 别为W、T、L，每一第二信号线312的宽度、厚度、长度分别与第一信号线311的宽度、厚度、 长度相等。每一差分信号对31的第一信号线311和第二信号线312之间的间距为S。两差 分信号对31之间的间距为DS。所述信号层20的厚度为H，所述阻焊层40的厚度为Tm。在一实施例中，每一差分信号对31的第一信号线311和第二信号线312的宽度W 为5密耳、厚度T为1. 9密耳、长度L为12英寸，每一差分信号对31的第一信号线311和 第二信号线312之间的间距S为7密耳。信号层20的厚度H为4. 2密耳，介电常数为4. 1。 所述阻焊层40的厚度Tm为0. 7密耳，介电常数为3. 4。其中每一差分信号对31的第一信号线311和第二信号线312之间的间距S为一固定值，为满足差分信号对特征阻抗的要求， 其由第一信号线311、312的宽度W、厚度T、信号层20的厚度H及介电常数、阻焊层40的厚 度Tm及介电常数等共同决定。将一信号发生器分别同每一差分信号对31的输入端相连，同时将一示波器同每 一差分信号对31的输出端相连。所述信号发生器的数据传输率为8比特/秒，所述示波器 端接收数据的误码率为1E-12。请参阅图2和图3，测试时改变两差分信号对31之间的间距为DS，则可得到图2 中眼图波形中眼宽和间距DS的关系图，以及图3中眼高和间距DS的关系图。请参阅图2， 该间距DS具有一第一距离可使眼图波形中的眼宽达到波谷值，在本实施例中该第一距离 为7密耳。同时当所述两差分信号对31之间的距离大于所述第一距离时，所述两差分信号 对31的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变大，且当所述两差分信号对31之间的距 离小于所述第一距离时，所述两差分信号对31的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高 变大。该间距DS还具有一小于该第一距离的第三距离，使得输出信号眼图波形中的眼宽为 小于第一距离的间距DS对应的眼宽中的最大值。该间距DS还具有一大于该第一距离的第 四距离，该第四距离对应的眼宽和第三距离对应的眼宽相等。在本实施例中该第三距离为3 密耳，该第四距离为27. 5密耳。所述眼图波形中眼宽和间距DS的关系图为一非对称抛物 线，该非对称抛物线有一左临界点A和一右临界点B。所述左临界点A对应的两差分信号对 31之间的间距DS为一左临界距离，所述右临界点B对应的两差分信号对31之间的间距DS 为一右临界距离。在该左临界点A和右临界点B处对应的眼宽刚好符合差分布线对串扰的 要求，而该左临界点A和右临界点B之间的其它点不符合差分布线对眼图的要求。由此将 该间距DS设置为一第二距离，该第二距离小于或等于所述左临界距离，大于或等于所述第 三距离。在传统的布线中通常会采用增大信号线的间距来增大眼宽，即采用第四距离27. 5 密耳作为间距DS。在采用所述第三距离后即可节省27. 5-3 = 24. 5密耳的布线空间，大大 减小了印刷电路板的体积。请继续参照图3，该间距DS还具有一小于该第一距离的第五距离，使得输出信号 眼图波形中的眼高为小于第一距离的间距DS对应的眼高中的最大值。该间距DS还具有一 大于该第一距离的第六距离，该第六距离对应的眼高和第五距离对应的眼高相等。在本实 施例中该第五距离为3. 5密耳，该第六距离为27密耳。所述眼图波形中眼高和间距DS的 关系图为一非对称抛物线，该非对称抛物线有一左临界点C和一右临界点D。所述左临界点 C对应的两差分信号对31之间的间距DS为一左临界距离，所述右临界点D对应的两差分信 号对31之间的间距DS为一右临界距离。在该左临界点C和右临界点D处对应的眼宽刚好 符合差分布线对眼图的要求，而该左临界点C和右临界点D之间的其它点不符合差分布线 对眼图的要求。由此将该间距DS设置为一第二距离，该第二距离小于或等于所述左临界距 离，大于或等于所述第五距离。在传统的布线中通常会采用增大信号线的间距来增大眼高， 即采用第六距离27密耳作为间距DS。在采用所述第五距离后即可节省27-3. 5 = 23. 5密 耳的布线空间，大大减小了印刷电路板的体积。通常情况下眼宽对应的第二距离与眼高对 应的第二距离近似相等，当眼宽对应的第二距离与眼高对应的第二距离不相等时该第二距 离设置为二者中的较大值。则通过本发明，在电路板100上布设两差分信号对31时，可将两差分信号对之间的距离设定为3密耳或3. 5密耳，这样不仅降低了差分信号对之间的串扰，而且节省了大量 的布线空间。在另一实施例中，每一差分信号对31的第一信号线311和第二信号线312的宽度 W为5密耳、厚度T为1. 9密耳、长度L为12英寸。每一差分信号对31的第一信号线311 和第二信号线312之间的间距S为10密耳。所述信号层20的厚度H为4. 2密耳，介电常 数为4. 1。所述阻焊层40的厚度Tm为0. 7密耳，介电常数为3. 4。将一信号发生器分别同每一差分信号对31的输入端相连，同时将一示波器同每 一差分信号对31的输出端相连。所述信号发生器的数据传输率为8比特/秒，所述示波器 端接收数据的误码率为1E-12。请参阅图4和图5，测试时改变两差分信号对31之间的间距为DS，则可得到图4 中眼图波形中眼宽和间距DS的关系图，以及图5中眼高和间距DS的关系的图。请参阅图4，该间距DS具有一第一距离可使眼图波形中的眼宽达到波谷值，在本 实施例中该第一距离为10密耳。同时当所述两差分信号对31之间的距离大于所述第一距 离时，所述两差分信号对31的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变大，且当所述两差 分信号对31之间的距离小于所述第一距离时，所述两差分信号对31的信号输出端的眼图 波形中的眼宽或眼高变大。该间距DS还具有一小于该第一距离的第三距离，使得输出信号 眼图波形中的眼宽为小于第一距离的间距DS对应的眼宽中的最大值。该间距DS还具有一 大于该第一距离的第四距离，该第四距离对应的眼宽和第三距离对应的眼宽相等。在本实 施例中该第三为3密耳，该第四距离为25密耳。所述眼图波形中眼宽和间距DS的关系图 为一非对称抛物线，该非对称抛物线有一左临界点E和一右临界点F。所述左临界点E对应 的两差分信号对31之间的间距DS为一左临界距离，所述右临界点F对应的两差分信号对 31之间的间距DS为一右临界距离。在该左临界点E和右临界点F处对应的眼宽刚好符合 差分布线对眼图的要求，而该左临界点E和右临界点F之间的其它点不符合差分布线对眼 图的要求。由此将该间距DS设置为一第二距离，该第二距离小于或等于所述左临界距离， 大于或等于所述第三距离。在传统的布线中通常会采用增大信号线的间距来增大眼宽，即 采用第四距离25密耳作为间距DS。在采用所述第三距离后即可节省25-3 = 22密耳的布 线空间，大大减小了印刷电路板的体积。请继续参照图5，该间距DS还具有一小于该第一距离的第五距离，使得输出信号 眼图波形中的眼高为小于第一距离的间距DS对应的眼高中的最大值。该间距DS还具有一 大于该第一距离的第六距离，该第六距离对应的眼高和第五距离对应的眼高相等。所述眼 图波形中眼高和间距DS的关系图为一非对称抛物线，该非对称抛物线有一左临界点G和一 右临界点H。所述左临界点G对应的两差分信号对31之间的间距DS为一左临界距离，所述 右临界点H对应的两差分信号对31之间的间距DS为一右临界距离。在该左临界点G和右 临界点H处对应的眼宽刚好符合差分布线对眼图的要求，而该左临界点G和右临界点H之 间的其它点不符合差分布线对眼图的要求。由此将该间距DS设置为一第二距离，该第二距 离小于或等于所述左临界距离，大于或等于所述第五距离。同样，在采用所述第二距离后即 可节省25-3 = 22密耳的布线空间，大大减小了印刷电路板的体积。则通过本发明，在电路板100上布设两差分信号对时，可将两差分信号对之间的 距离设定为3密耳，这样不仅降低了差分信号对之间的串扰，而且节省了大量的布线空间。
通过上述两实施例可知，对于相邻的差分信号对，在布线时先得到眼图波形中眼 宽和相邻差分信号对的间距DS的关系图，以及眼高和间距DS的关系图，而后通过该关系 图，找出一个合适的间距DS，在该间距DS处，不仅眼图波形中的眼宽和眼高均较大，相邻差 分信号对之间的串扰较小，而且相邻差分信号对之间的距离较小，节省布线空间。本发明不 限于在信号层20上布设两对差分对的情形，还可在信号层20上布设多对间距DS相同的差 分信号对。
权利要求
1.一种印刷电路板的布线方法，包括步骤在所述印刷电路板上提供一信号层及位于该信号层上的两差分信号对；确定一第一距离，当所述两差分信号对之间的距离大于所述第一距离时，所述两差分 信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变大，且当所述两差分信号对之间的距离 小于所述第一距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变大； 及将所述两差分信号对之间的距离设置为小于所述第一距离的一第二距离，使所述两差 分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽和眼高符合差分布线对眼图的要求。
2.如权利要求1所述的印刷电路板的布线方法，其特征在于确定一小于所述第一距 离的第三距离，当所述两差分信号对之间的距离大于所述第三距离时，所述两差分信号对 的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变小，且当所述两差分信号对之间的距离小于所 述第三距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变小，所述第 二距离小于所述第一距离，大于或等于所述第三距离。
3.如权利要求2所述的印刷电路板的布线方法，其特征在于确定所述第二距离的过 程包括步骤将根据眼宽确定的第二距离与根据眼高确定的第二距离进行比较，将其中较 大的第二距离设置为所述两差分信号对之间的距离。
4.如权利要求1所述的印刷电路板的布线方法，其特征在于当所述两差分信号对之 间的距离大于所述第二距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼 高变小，且当所述两差分信号对之间的距离小于所述第二距离时，所述两差分信号对的信 号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变大。
5.如权利要求1所述的印刷电路板的布线方法，其特征在于确定所述第一距离的过 程为在所述两差分信号对的信号输出端得到眼图波形中的眼宽或眼高和两差分信号对之 间距离的关系曲线，该曲线上使得眼宽或眼高最小的值即为第一距离。
6.如权利要求5所述的印刷电路板的布线方法，其特征在于确定所述第一距离的步 骤为将一信号发生器分别同每一差分信号对的信号输入端电性相连，同时将一示波器同每 一差分信号对的信号输出端电性相连；所述信号发生器发送固定频率的信号，在所述示波器端产生一输出信号眼图波形。
7.如权利要求5所述的印刷电路板的布线方法，其特征在于所述眼图波形中的眼宽 或眼高和两差分信号对之间距离的关系曲线为非对称抛物线，该非对称抛物线底部对应的 两差分信号对之间的距离为第一距离。
8.—种印刷电路板，其包括一信号层，所述信号层上布设两差分信号对，所述两差分信 号对的信号输出端的输出信号眼图波形中的眼宽或眼高随两差分信号对之间的距离的改 变而改变，其特征在于当所述两差分信号对之间的距离为一第一距离时，所述两差分信号 对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高达到最小值，两差分信号对之间的距离为一小 于所述第一距离的第二距离，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽和眼高 符合差分布线对眼图的要求。
9.如权利要求8所述的印刷电路板，其特征在于所述第二距离小于所述第一距离，大 于或等于一第三距离，当所述两差分信号对之间的距离为该第三距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高达到波峰值。
10.如权利要求9所述的印刷电路板，其特征在于所述第二距离为根据眼宽确定的第 二距离与根据眼高确定的第二距离中的较大值。
11.一种印刷电路板的布线方法，包括步骤在所述印刷电路板上提供一信号层及位于该信号层上的两差分信号对；在所述两差分信号对的信号输出端得到眼图波形中的眼宽或眼高和两差分信号对之 间距离的关系曲线；确定所述眼图波形中的眼宽或眼高和两差分信号对之间距离的关系曲线上的一左临 界点和一右临界点，当所述两差分信号对之间的距离小于所述左临界点对应的两差分信号 对之间的一左临界距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变 大，当所述两差分信号对之间的距离大于所述右临界点对应的两差分信号对之间的一右临 界距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变大；及确定一小于或等于所述左临界距离、或大于或等于所述右临界距离的第二距离，所述 两差分信号对之间的距离被设置为所述第二距离，使所述两差分信号对的信号输出端的眼 图波形中的眼宽和眼高符合差分布线对眼图的要求。
12.如权利要求11所述的印刷电路板的布线方法，其特征在于确定一小于所述左临 界距离的第三距离，当所述两差分信号对之间的距离大于所述第三距离时，所述两差分信 号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变小，且当所述两差分信号对之间的距离小 于所述第三距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变小，所 述第二距离小于或等于所述左临界距离，大于或等于所述第三距离。
13.如权利要求12所述的印刷电路板的布线方法，其特征在于确定所述第二距离的 过程包括步骤将根据眼宽确定的第二距离与根据眼高确定的第二距离进行比较，将其中 较大的第二距离设置为所述两差分信号对之间的距离。
14.如权利要求11所述的印刷电路板的布线方法，其特征在于当所述两差分信号对 之间的距离大于所述第二距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或 眼高变小，且当所述两差分信号对之间的距离小于所述第二距离时，所述两差分信号对的 信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变大。
15.如权利要求12所述的印刷电路板的布线方法，其特征在于确定所述第三距离的 步骤为将一信号发生器分别同每一差分信号对的信号输入端电性相连，同时将一示波器同每 一差分信号对的信号输出端电性相连；所述信号发生器发送固定频率的信号，在所述示波器端产生一输出信号眼图波形。
16.如权利要求15所述的印刷电路板的布线方法，其特征在于确定所述第三距离的 过程还包括在所述示波器端产生输出信号眼图波形后的如下步骤得到一眼图的眼宽或眼高随两差分信号对之间的距离变化的非对称抛物线；选取两差分信号对之间的距离小于所述右临界距离时，使得所述非对称抛物线达到波 峰值所对应的两差分信号对之间的距离即为第三距离。
17.一种印刷电路板的布线方法，包括步骤在所述印刷电路板上提供一信号层及位于该信号层上的两差分信号对；确定所述两差分信号对之间的一右临界距离，使所述两差分信号对的信号输出端的眼 图波形中的眼宽和眼高符合差分布线对眼图的要求，当所述两差分信号对之间的距离大于 所述右临界距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变大，且 当所述两差分信号对之间的距离小于所述右临界距离时，所述两差分信号对的信号输出端 的眼图波形中的眼宽或眼高变小；及确定一小于所述右临界距离的第二距离，使所述两差分信号对的信号输出端的眼图波 形中的眼宽和眼高符合差分布线对眼图的要求，将所述两差分信号对之间的距离设置为小 于或等于所述第二距离。
18.如权利要求17所述的印刷电路板的布线方法，其特征在于当所述两差分信号对 之间的距离大于所述左临界距离，小于所述右临界距离时，所述两差分信号对的信号输出 端的眼图波形中的眼宽和眼高不符合差分布线对眼图的要求。
19.如权利要求18所述的印刷电路板的布线方法，其特征在于确定一小于所述左临 界距离的第三距离，当所述两差分信号对之间的距离大于所述第三距离时，所述两差分信 号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变小，且当所述两差分信号对之间的距离小 于所述第三距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变小，所 述第二距离小于或等于所述左临界距离，大于或等于所述第三距离。
全文摘要
一种印刷电路板的布线方法，包括步骤在所述印刷电路板上提供一信号层及位于该信号层上的两差分信号对；确定一第一距离，当所述两差分信号对之间的距离大于所述第一距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变大，且当所述两差分信号对之间的距离小于所述第一距离时，所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽或眼高变大；及将所述两差分信号对之间的距离设置为小于所述第一距离的一第二距离，使所述两差分信号对的信号输出端的眼图波形中的眼宽和眼高符合差分布线对串扰的要求。本发明还涉及一种使用所述布线方法得到的印刷电路板，该印刷电路板上两差分信号对之间的距离为一小于所述第一距离的一第二距离。
文档编号H05K3/00GK102083277SQ20091031072
公开日2011年6月1日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者林有旭 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司