印制线路板及其设计方法以及一种终端产品主板的制作方法

专利名称：印制线路板及其设计方法以及一种终端产品主板的制作方法
技术领域：
本发明涉及印制线路板技术，具体涉及多层印制线路板及其设计方法。本发明还涉及一种采用这种印制电路板的终端产品主板。
背景技术：
印制线路板PCB (printed circuit board)是以绝缘材料辅以导体配线所形成的结构性元件，应用于各种通信及电子设备当中，其技术也不断发展，从原来的单面板发展到双面板，再发展到多层板，目前主要以四、六层板的应用较为广泛。高密度互连HDI (highdensity interconnection)技术是印制线路板PCB发展的趋势,主要采用微孔(Microvia)技术，利用微孔搭配细线以达到高密度互连，从而提高空间利用率。微孔技术一般可采用激光成孔、等离子成孔或感光成孔。目前终端类主板PCB—般采用六层的HDI板结构，包括六层一阶1+4+1结构HDI板或六层二阶1+1+2+1+1结构HDI板。随着器件集成度的持续提高，PCB的硬件成本持续下降。主板PCB的成本在整机硬件成本中所占比例越来越高，PCB上信号质量的好坏也直接影响整机性能。可以说主板PCB是影响终端产品性能价格的主要因素。但是现有的六层的HDI板，由于工艺制程环节多，加工周期长，所用板材层数多，所以生产成本较高。另外，六层的HDI板厚度不容易做薄，由于层数多，每层之间要保证一定的绝缘强度，各个信号层之间的介质层不能太薄，内层介质太薄会直接导致加工良率下降，目前大多数PCB厂家受工艺水平限制，通常非激光孔介质层要大于4mil，所以目前六层一阶HDI板通常厚度大于等于O. 8mm，低于O. 8mm时生产成本将按比例增加
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种印制线路板及其设计方法，能够通过减层设计在保持原多层印制线路板基本性能情况下降低生产成本和提高单板可靠性。本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种终端产品主板，能够通过减层设计而实现降低生产成本和提高低终端产品主板的性能和可靠性。为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现根据本发明的一个方面，提供了一种印制线路板设计方法，包括将信号线分区布线，且布置在与外表层相邻的内层，内层之间的层间距离远远大于内层与最近外表层之间的距离；将外表层不布线或少布线，并通过过孔连通作为主地；设置线宽和层高参数控制阻抗目标值。根据本发明的另一个方面，提供了一种印制线路板，包括外表层和位于外表层之间的至少两个内层，与外表层相邻的内层用于布置信号线，且信号线在该内层按分区布线，内层之间的层间距离远远大于内层与最近外表层之间的距离；外表层不布线或少布线，并通过过孔连通作为主地。根据本发明的再一个方面，提供了一种终端产品主板，其上包括基带或射频模块的核心芯片，所述终端产品主板为四层印制电路板，包括表层以及位于所述表层之间的两个内层；所述表层包括顶层和底层，分别为以大面积地铜皮构成的主参考地层，并且所述顶层和底层的大面积地铜皮通 过过孔相互连通；所述内层为主布线层，布线按功能分区；所述内层之间的间距大于等于所述表层与相邻内层之间的间距；每个所述内层的布线区域对应于相邻层的大面积地铜皮区域或相邻层的垂直布置的走线。本发明所称的终端产品包括但不限于手机、PDA、固定台、数据卡、MP3/4、GPS导航定位系统，以及由这类产品派生的模块产品；本发明中的终端产品主板可以是四层印制线路板，包括一个基带或射频模块的一个核心芯片；该四层印制线路板上包括至少一个BGA封装的器件。该BGA封装的器件的引脚间距(Pin pitch)包括但不限于lmm、0. 8mm、O. 65mm、0. 5mm、0. 4mm中任意一种或几种的组合。该四层印制线路板板厚在O.之间变化，包括O. 4mm和2_。从以上本发明实施例技术方案可以看出，现有的六层印制线路板板由于工艺制程环节多，所用板材层数多等原因导致生产成本较高，而本发明实施例提供的印制线路板的减层设计方案中，将信号线分区布线，且布置在与外表层相邻的内层；将外表层不布线或少布线，并通过过孔连通作为主地；设置线宽和层高参数控制阻抗目标值。因为两个主要布线的内层都分别有一个层间距离很近的相邻外表层，该外表层不布线或很少布线，那么可以通过过孔良好连通，为相邻内层提供良好的回流地，减少信号串扰，而且两个内层之间的层间距离远远大于与最近外表层之间的距离(>=2倍，优选>=3倍)，那么这种间距布置的两个内层走线间的串扰可以做到远远小于分别与最近的表层走线之间的串扰。根据射频信号线走线的阻抗控制的一致性优先于最终阻抗控制目标值，则可以通过控制线宽和层高一致性来间接控制最终阻抗目标值。只要线宽/层高达到设计参数，则能保证最终阻抗控制目标值。因此，本发明实施例提供的印制线路板的减层设计方案可以合理控制信号串扰和进行阻抗控制，在保持原多层印制线路板基本性能情况下大大降低了生产成本。本发明的四层印制线路板及其设计方法，其减层设计方法的理念可以直接推广用于M层单板减少为N层单板的减层降成本设计过程。其中M > N。本发明的2+2机械盲孔结构四层印制板的所述表层与相邻内层用双面板来实现，且在这个双面板上可以用机械盲孔代替了一般HDI板的激光盲孔；该多层板要求两个表层的器件布局尽量在投影方向错开；该多层板用通孔代替一般HDI板中的埋孔。这样就取消了一般HDI板激光钻孔工序，另外本发明提出用白油涂敷通孔表面区域的工艺要求。本发明通过印制电路板减层设计，用四层1+2+1激光盲孔结构或2+2机械盲孔结构的印制电路板来取代一阶1+4+1结构以及二阶1+1+2+1+1结构的六层带激光孔HDI板，以便在保持同等线路板性能的同时降低印制电路板成本，提高印制电路板可靠性。本发明提供的技术方案通过合理控制信号串扰，改进无单独完整地层情况下的信号回流，采用地铜皮完整连接技术，以及信号分组处理等手段，合理控制了整板噪声，并有效保证了关键信号质量，顺利保证四层1+2+1激光盲孔结构或2+2机械盲孔结构PCB板整板性能不低于六层带激光孔HDI板的设计效果。该创新PCB设计技术的应用可有效降低PCB成本达20%以上，极大地提高了产品竞争力和利润空间，同时提高了产品的可靠性，是终端类产品设计关键核心技术。本发明通过PCB减层设计，比如可以由原来的六层带激光孔埋盲孔板做到四层1+2+1激光盲孔结构或2+2机械盲孔板，所用材料少，工艺简单，加工周期短，可选加工厂家多，加工成本和物料成本都降低。这种通过降层和减少工艺过程来达到降低PCB采购成本的设计思路和技术细节可以推广到M层单板降低到N层单板的降成本设计，其中M > N。本发明解决了信号布线规则、串扰控制、阻抗控制、完整回流地设计、叠层和过孔设置，因此四层1+2+1激光盲孔结构或2+2机械盲孔PCB可达到六层带激光孔埋盲孔PCB同样的性能指标要求。而提供的数据仅仅是建议值，需要根据具体的生产能力来调整。厂家调整参数和本文中给出的优化参数方向都是本专利涉及范围。本发明的四层印制电路板的可靠性优于原六层板。本发明的四层印制电路板通过改变芯材的厚度可以方便实现整板厚度调整。其中·芯材都是大规模应用的常规板材，无材料供货风险。由于机械盲孔板用到两个芯材，在保证单板平整度要求前提下，按目前技术水平，选工艺可加工最薄芯材厚度为O. 2mm/0. 3mm，可控制板厚为O. 7mm/0. 9mm,比6层一阶HDI板常规板厚O. 8mm/1. Omm要稍微薄一些。适合于对单板强度有特殊要求的薄型机设计。随厂家工艺能力提升，整板板厚也可以向更薄方向发展同时保持相对于六层板的价格优势。


图I是本发明实施例设计方法示意图；图2是本发明实施例一微带线一示意图；图3是本发明实施例一微带线二示意图；图4是本发明实施例一微带线三示意图；图5是根据第一实施例的作为本发明的终端产品产板的一种四层激光盲孔HDI印制线路板不意图。图5-图11是根据第一实施例的作为本发明的终端产品产板的四层激光盲孔HDI印制线路板的叠层结构的各种实施方式的示意图。图12是根据第二实施例的作为本发明的终端产品主板的一种四层机械盲孔HDI印制线路板结构示意图。图12-图15示出了根据第二实施例的采用机械盲孔印制电路板的叠层结构的各种实施方式的示意图。图16是四层机械盲孔板的微带线结构的原理示意图。图17是四层机械盲孔板的带状线结构的原理示意图。
具体实施例方式以下对某些实施例的详细说明给出了对本发明具体实施例的各种说明。但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。该说明结合附图进行，在附图中相同的部件用相同的标号表不。另外，本文中给出主要关键参数为经过验证的参数，且该参数随工艺水平的进步会持续变化。因此，随工艺水平提升进行参数优化和按本文提出的优化思路进行调整都属于本专利涉及范围。本申请中使用如下概念“完整大面积地”和“大面积地铜皮”等，这些概念都是相对概念，均是指参考层中的某一区域，该区域是相关层中的布线区在该参考层中的投影区域，且参考层中的该区域范围内为完整地铜皮，没有布线或者仅有少量布线。对于该少量布线的情况，其对PCB板性能参数的影响应该是有限的并且对于本领域技术人员来说是可知的，并且可由本领域技术人员根据具体情况控制在允许的范围内。HDI印制电路板的叠层结构说明如下I)六层一阶1+4+1结构HDI板，其中1+4+1指该种HDI板的叠层结构。整个单板层数为6层。该结构的特征为先做一个4层板，该4层板同一般通孔4层板。由于该4层板 位于6层板的中间位置，所以我们定义这个4层板为6层板的2、3、4、5层。然后用增层办法在4层板的上下表面再叠压半固化片和铜箔，形成6层板的I层和6层，即两个外层，在形成I层和6层线路之前可以做一阶盲孔，分别连通I层和2层，5层和6层。2)六层二阶1+1+2+1+1结构HDI板，其中1+1+2+1+1指该种HDI板的叠层结构。整个单板层数为6层。该结构的特征为先做一个2层板，该2层板同一般通孔2层板。由于该2层板位于6层板的中间位置，所以我们定义这个2层板为6层板的3层和4层。然后用增层办法在2层板的上下表面再叠压半固化片和铜箔，形成6层板的2层和5层，在形成2层和5层线路之前可以做一阶盲孔，分别连通2层和3层，4层和5层。做完2层和5层，再用增层法在2层和5层表面叠压半固化片和铜箔，形成6层板的I层和6层，即两个外层，在形成I层和6层线路之前可以做一阶盲孔，分别连通I层和2层，5层和6层。3)四层1+2+1激光盲孔结构，其中1+2+1指该种HDI板的叠层结构。整个单板层数为4层。该结构的特征为先做一个2层板(双面板)，该2层板同一般通孔2层板。由于该2层板位于4层板的中间位置，所以我们定义这个2层板为4层板的2层和3层。然后用增层办法在2层板的上下表面再叠压半固化片和铜箔，形成4层板的I层和4层，在形成I层和4层线路之前可以做一阶盲孔，分别连通I层和2层，3层和4层。4)2+2机械盲孔结构，其中2+2指该种PCB板的叠层结构。整个单板层数为4层。该结构的特征为先做两个2层板，每个2层板同一般通孔2层板。按层压顺序定义其中一个2层板为4层板的I层和2层，另一个2层板为4层板的3层和4层。然后把这两个2层板按叠层顺序压合起来形成4层板。该4层板上可以做连通I层和4层的通孔。现有的六层HDI板，由于工艺制程环节多等原因导致生产成本较高，本发明实施例提供一种利用四层激光盲孔HDI板结构见图5-图11或一种四层机械盲孔印制线路板结构(见图12-图15)代替现有六层HDI板的设计方法，通过减层设计在保持原多层印制线路板基本性能情况下降低生产成本、提高可靠性。实施方式一本发明实施例设计的四层激光盲孔HDI板，请参阅图5，为两个外表层和两个内层，两个外表层即第一层(Layerl) 10和第四层(Layer4) 40,两个内层即第二层(Layer2) 20和第三层(Layerf) 30，线路板中还包括激光盲孔50、埋孔60和过孔70。该图所示结构只是本发明实施例其中一种结构形式，这里只是举例说明，图6-11示意性地示出了激光盲孔四层印制电路板的更多结构形式。下面以该优选实施例讲解具体技术细节。四层激光盲孔HDI板叠层设计的具体参数见下表I。
板厚:可变公差为+/- 0.1mm
参考叠构
材料层名最终厚度
铜(COPPER)■层 TOP25 μιτι半固化片(FR4VLDP) + 固化片 PREPREG 1080 60-80 μηι(例如60,70, 80μηι) 铜(COPPER) 第二层 LAYER0225 μτη
半固化片(FR4)芯材LAMINATE可变
铜(COPPER)第三层 LAYER0325μπι
+ 固化片(FR4\LDP )率固化片 PREPREG 1080 60^80μιτι(例如 60，70，80μ腿)铜(COPPER)底层 BOTTOM25 μιη表I表层与相邻内层的厚度范围(即表I中顶层与第二层之间半固化片的厚度和第三层与底层之间的厚度)为60μηι-80μηι。下面举了表层与相邻内层的厚度是60 μ m，70 μ m，80 μ m的三个例子。例1，半固化片的材料就是半固化片，位于表层与相邻内层之间的半固化片厚度是60 μ m，位于第二层和第三层之间的芯材，其材料也是半固化片，但厚度是可变的。顶层、第二层、第三层和底层的材料均是铜，其厚度均是25 μ m。例I所述四层激光盲孔HDI板的材料、参数和结构层次既满足了小型化的要求，又能保证正常的使用性能。例2，半固化片的材料就是半固化片，位于表层与相邻内层之间的半固化片厚度是70 μ m，位于第二层和第三层之间的芯材，其材料也是半固化片，但厚度是可变的。顶层、第二层、第三层和底层的材料均是铜，其厚度均是25 μ m。例2所述四层激光盲孔HDI板的材料、参数和结构层次既满足了小型化的要求，又能保证正常的使用性能。例3，半固化片的材料就是半固化片，位于表层与相邻内层之间的半固化片厚度是80 μ m，位于第二层和第三层之间的芯材，其材料也是半固化片，但厚度是可变的。顶层、第二层、第三层和底层的材料均是铜，其厚度均是25 μ m。例3所述四层激光盲孔HDI板的材料、参数和结构层次既满足了小型化的要求，又能保证正常的使用性能。按照量产可加工设计DFM要求，依照目前厂家工艺能力推荐，其中芯材LAMINATE厚度>=4mil,优选>=8mil,其可以取以下系列值0. I mm/0. 2mm/0. 3mm/0. 4mm/0. 5mm/0. 6mm/0. 7mm/0. 8mm/0. 9mm 及以上。该组数据
根据板材的系列值变化持续变化。目前厂家最小板厚推荐值为0. 5mm，其中LAMINATE厚度=8miI，随着LAMINATE厚度增加，板厚也依次增加。板厚增加为优化方向。但在工艺水平进步基础上，板厚也可以随之降低，以符合超薄设计的要求。半固化片Prepreg目前选用1080作为最常用板材，成本低，同时构成单板强度优于选用背胶铜箔RCC。以下详细介绍本发明实施例将六层HDI板减层为四层激光盲孔HDI板设计方法。请参阅图I,是 本发明实施例设计方法示意图,包括Al、将信号线分区布线，且布置在与外表层相邻的内层；对信号线进行布线时，按功能分区，且总的原则是两个内层为主要布线层。A2、将外表层不布线或少布线，并通过过孔连通作为主地；两个外表层不不线，或尽量少布线，并通过过孔良好连通共同作为主要参考地，分别为两个内层走线提供主要回流地，从而可以提供完整的回流路径，减少信号串扰。A3、设置线宽和层高参数控制阻抗目标值。设置线宽/层高/介质DK值/铜厚参数，通过控制线宽/层高/介质DK值/铜厚的一致性来间接控制最终阻抗目标值。只要线宽/层高/介质DK值/铜厚达到设计参数，则能保证最终阻抗控制目标值。由于介质DK值/铜厚变化对阻抗值影响很小，大约I欧姆左右，因此可以忽略这两个因素的影响。需要说明的是，上述Al、A2和A3步骤间没有必然的顺序联系，只是为了描述上的方便将其分为Al、A2和A3步骤。以下结合图I所示的设计方法对本发明实施例进一步进行详细说明，主要包括以下方面一、设置过孔参数和线宽/线距本发明实施例采用同现有六层板相同的过孔参数设置和线宽/线距设置。这里给出主要关键参数为经过验证的参数，但该参数随工艺水平的进步会持续变化。I)激光盲孔钻孔直径N为5mi I，连接垫PAD直径为12mil。随着厂家工艺能力的提升，激光钻孔直径N会持续下降，钻孔的PAD直径M也相应下降，且两者之间有一定的关系，推荐为M > = N+D，其中D为增值，D >= 6mil。2)机械埋孔和通孔钻孔直径为N，N > = 8mil，PAD直径M>=N+D，其中D> =10mil，PAD越大加工成本越低，所以优化方向为N增大，M也增大，但要保证线宽线距的优选要求。3)量产的线宽/线距按目前厂家工艺水平线宽/线距为大于等于3mil/3mil，线宽/线距增大为优化方向，加工成本随之降低。4)大块铜皮距离其它线形和PAD的间距>=6mil。间距越大，加工成本越低，但有效铜皮面积减少，则重要信号的隔离和保护效果下降。所以需要兼顾考虑。二、信号层布线以四层手机板举例说明，一般四层手机板的两个外表层中，一个外表层为键盘面和/或液晶显示LCD屏的布置面，另一外表层为主要器件的布置面。本发明实施例设计方法中，信号层布局总的原则为按功能严格分区，包括分为射频信号区域和数字信号区域，并且射频信号区域和数字信号区域分别外加屏蔽盒/腔。布局时，区域内的每个功能模块内部尽量按电路信号走向布置器件，以便尽可能用就近的表层短线连通走线，即使要用内层线连通走线时也要考虑用短线且尽量不交叉。布局时功能模块划分要清晰合理，还要同时兼顾器件摆放整齐美观。信号层布线总的原则是两个内层为主要布线层，两个外表层尽量不布线。在两个内层布线时，每一层的布线原则为布线所对应的相邻层区域尽量为大面积地铜皮或有少量垂直布置的走线。外表层为底部BOTTOM面时，如果要布表层线，那么要走短线，且表层线尽量在屏蔽腔/盒内，以减少整机辐射干扰。以下具体介绍各信号线的布线设计。
2. I射频RF信号线处理RF信号线走内层，其两个相邻层都为完整大面积地。RF信号线可以布置在与键盘面相邻的内层，也可以布置在与器件面相邻的内层。RF信号线也可以走表层，其相邻层为完整大面积地。2. 2电源线处理I)主电源线走内层，沿板边走，与键盘面相邻的内层为电源线走线优选层。例如可以将主电源线布置在与键盘面相邻的内层的板边，两个相邻层为大面积地铜皮，且不同层之间地铜皮连通性良好。主电源线与板边之间有宽地线或铜皮隔离，或者可以在该隔离地沿长度方向上每间隔一定距离就增加地孔和其它层的地良好连通。2)其它电源线走内层，优先布线层为与键盘面相邻的内层。走线时尽量避开与键盘PAD垂直重叠，与另一个内层的走线尽量少交叉，若交叉也要尽量垂直。2. 3重要音频信号线处理重要音频信号线，优选在与键盘面相邻的内层布线。音频信号线布线时其相对应的键盘面是大面积的地铜皮，且要避开键盘PAD，而其相邻的另一个内层的部分尽量是完整的地铜皮，如该部分必须走线，走线也应尽量少，且是垂直布置，该走线尽量不是时钟信号线。假如音频信号线布置在与主要器件面相邻的内层，则要求其两个相邻层尽量为完整的地铜皮，尤其要避开主要器件面的高速信号和电源信号的器件引脚PAD。音频信号线在同层与周围信号线要用地线隔离，且该地线与其它层或同层的大面积地良好连通。一般音频信号线不布置在表层，除非是信号线很短的出线或在屏蔽盒或腔内走有限长度。音频信号线的引脚PAD和表层音频信号线下的相邻层都要求为完整的地铜皮，则可以保证音频信号质量。2. 4数据总线处理数据总线的优选布线层为与主要器件面相邻的内层。数据总线尽量在一层布通，需要交叉时用短的表层线换层。一般来说，现有的数据总线是不分种类和簇的，而本发明实施例设计方法中，将数据总线按种类分簇，按簇布线，簇和簇之间用地线隔离，这样可以减少串扰。用于隔离的地线与大面积地和其它层地良好连通。应该分的数据总线簇有液晶显示IXD数据线、接口线、JTAG (Joint Test Action Group,联合测试行动小组)线、串口线、UIM(User Identity Model，用户识别模块)卡线、键盘线、多媒体数据线和地址线等。2. 5时钟信号线处理时钟信号线，优选在与键盘面相邻的内层布线。时钟信号线布线时其相对应的键盘面是大面积的地铜皮，且要避开键盘PAD，而其相邻的另一个内层的部分尽量是完整的地铜皮，如该部分必须走线，走线也应尽量少，且是垂直布置，该走线尽量不是音频信号线。2. 6多媒体信号线处理
多媒体信号线的优选布线层为与主要器件面相邻的内层。多媒体信号线尽量在一层布通，需要交叉时用短的表层线换层。一般来说，现有的多媒体信号线是不分种类和簇，而本发明实施例设计方法中，将多媒体信号线按种类分簇，按簇布线，簇和簇之间用地线隔离，这样可以减少串扰。用于隔离的地线与大面积地和其它层地良好连通。2. 7主地的设计在六层HDI板中，可以用其中的一个内层作为主地，主地的作用是为信号提供回流路径，可以减少信号间的串扰。六层HDI板因为可以用一个内层作为主地，从而能提供完整的大面积回流地，而以主地作为信号回流路径的信号之间的串扰比较小，而四层HDI板只有两个内层，不可能用其中一个内层作为主地，也就没有完整的一层主地，因此四层板面临的主要问题是主地铜皮不完整，导致高速信号的回流路径不连续完整，容易产生串扰。本发明实施例按如下设计，在两个外表层不布线或尽量少布线，并通过过孔良好连通共同作为主要参考地，分别为两个内层走线提供主要回流地，从而可以提供完整的回流路径，减少信号串扰。布线完成后，所有空余区域要做铺地处理，并且小块地铜皮通过足够的地孔与大面积地铜皮良好连通。 2. 8有效提高整板EMC性能BGA区布线策略，该策略适合于带激光盲孔的所有HDI板，而不限于四层板。I)激光微孔严格放置在器件焊盘(PAD)下面，做到不因激光过孔的焊盘而增加信号在单板表层的占用面积。2)表面不布线。铺大面积地网络铜皮，在目前PCB加工工艺许可情况下，保证该大面积铜皮的连贯性，均匀性。该表面地网络铜皮可做为器件的参考平面层，有效吸收器件噪声。由于该地网络比以往高速数字板任何地平面层距离器件都更近，因而有最好的地平面效果。可大大减少器件本体对外辐射HMI噪声。3)如果表面布线，要尽量短，从而不破坏表层大面积地铜皮的连通性。4 :主要布线层为次表层(即与表层相邻的内层)。同样以表层大面积地网络铜皮为次表层的大量走线提供主要参考回流地。由于HDI板的结构决定了表层和次表层比以往任何层之间间距都更近，因而，这种情况下各信号与其回流地之间最近，这样就可能使大部分信号能量被耦合在信号和其回流地之间，从而大大减少对外辐射。5)布置在次表层的信号线距离其信号参考平面(相邻表层)比同层信号之间最近间距一般近得多，通常为小于2. 8 4，所以信号之间的串扰远远小于该信号与其回流信号之间的耦合部分，信号之间串扰被有效抑制。6)表层地网络铜皮由于存在表层器件安装焊盘，不是完整连通的。主要不连通区域为BGA器件区。由于一般BGA器件焊盘直径为10、12、14、16mil不等，但如果遵循规则1，则在目前PCB生产工艺能力条件下，目前PITCH > = O. 5mm的BGA焊盘之间仍然有铜皮连通。7)PCB设计工具中Spacing Rule Set设计规则中包括以下规则P = 2S+W P > = O. 5mm W > = 3mmP:BGA焊盘引脚中心距S :铜皮或走线距离焊盘间距W :最窄铜皮或走线宽度。
对上述所说信号层布线内容进行总结目前六层板中，因为可以有四个内层，所以布线比较容易，现在要将同样多的线在四层板中进行布线，则需要考虑信号串扰问题。四层板优选两个内层为主要布线层。由于四层板的独特叠层结构，使得两个主要布线层都分别有一个层间距离很近的相邻外表层，该外表层很少走线，因此可以通过过孔良好连通，为相邻内层提供良好的回流地，而且两个内层之间的层间距离远远大于与最近外表层之间的距离(>=2倍，优选>=3倍)，那么按电磁场空间分布理论推理，这种间距布置的两个内层走线间的串扰可以做到远远小于分别与最近的表层走线之间的串扰，大概只有与表层走线间串扰的10%左右。所以如果按上述所说信号层布线的布线规则，则整板信号之间的串扰可有效控制。如果是将表层和相邻层走线完全重叠这种串扰定义为最大串扰，则按上述所说信号层布线的布线规 则处理四层HDI板之间的走线，且不计算累计效果，则这种信号之间的串扰仅为最大串扰的10%左右。三、阻抗控制设计目前PCB的生产过程中，一般是设计时提出最终阻抗控制目标值，具体由厂家按各自生产工艺水平进行调整达到该最终阻抗控制目标值。而诸如手机等终端类主板，由于走线短，射频信号线走线的阻抗控制的一致性(或称连续性)优先于最终阻抗控制目标值。基于这个原理，本发明实施例设计方法中，通过控制线宽/层高/介质DK值/铜厚的一致性来间接控制最终阻抗目标值。只要线宽/层高/介质DK值/铜厚达到设计参数，则能保证最终阻抗控制目标值。这个方法在保证阻抗控制的同时，也保证了不同PCB厂家制造单板整板电气性能的一致性，这一点有利于电路参数调整，便于各种电气指标裕量的保证，也使单板运行更加稳定可靠。由于四层板阻抗控制设计情况单一，控制线宽/层高方式是更为直接的阻抗控制方式。控制线宽/层间距的方式还减少了厂家测试阻抗的工作量，降低加工成本。可以在单元板拼版辅助边上做阻抗控制图形，作为调试时备用测试图形。3. I阻抗控制容差分析本发明实施例设计方法中，定义一般线宽公差为+/_20%，而一般板材厚度公差范围见下表2
厚度 H(mil)H < = 4mil |4mil < H <= 8mil|8mil < H
公差 DUm)+/-15+/-25+/-50表2阻抗控制的主要相关因素为线宽/层高/介质介电常数/铜厚，由于介质DK值/铜厚变化对阻抗值影响很小，大约I欧姆左右，因此可以忽略这两个因素的影响。从工艺过程特点来看，由于PCB层压过程有基材要移动填孔和填充无铜区域，基本上层高是降低的。当板材厚度超出设计厚度时，超出部分应小于设计公差范围。经过层压填孔和填充无铜区域后，超厚的板材的厚度减薄。所以总体来说，板材的厚度不可能达到正公差，可以仅考虑负公差范围。另外，由于侧蚀的原因，完成线宽总是低于设计线宽，所以可以只考虑线宽取负公差时对目标阻抗值的影响。—般来说，线宽变小，层高也变小。由于线宽越小，阻抗越高，而层高变小，阻抗越低，所以两个方向的误差对阻抗的影响互补。因此单因素最大公差范围是对阻抗影响最大的情况。以下具体分析几种线结构和阻抗计算。3. 2微带线结构和阻抗计算条件请参阅图2所示本发明实施例一微带线一示意图，图中Wl为线宽，W为侧蚀后的线宽，T为铜厚，H为半固化片PREPREG层高。50欧姆微带线阻抗设计和控制值可参考下表3，计算工具为CITS25VERSI0N2004。
权利要求
1.一种多层印制线路板设计方法，其特征在于，包括 将信号线分区布线，且布置在与外表层相邻的内层，所述内层之间的层间距离大于或等于所述内层与最近外表层之间的距离的2倍； 在外表层设置大面积铜皮，并通过过孔连通作为主要参考地； 设置线宽和层高参数控制阻抗目标值。
2.根据权利要求I所述的印制线路板设计方法，其特征在于 所述外表层为键盘面时，将射频信号线、电源信号线、时钟信号线和音频信号线布置在与该外表层相邻的内层。
3.根据权利要求I所述的印制线路板设计方法，其特征在于 所述外表层为器件面时，将射频信号线、数据总线和多媒体信号线布置在与该外表层相邻的内层。
4.根据权利要求3所述的印制线路板设计方法，其特征在于 所述数据总线和多媒体信号线按种类分簇，按簇布线。
5.根据权利要求I至4任一项所述的印制线路板设计方法，其特征在于 印制线路板内层数目为两层。
6.一种多层印制线路板，包括外表层和位于外表层之间的至少两个内层，其特征在于 与外表层相邻的内层用于布置信号线，且信号线在该内层按分区布线，所述内层之间的层间距离大于或等于所述内层与最近外表层之间的距离的2倍； 外表层设有大面积铜皮，并通过过孔连通作为主要参考地。
7.根据权利要求6所述的印制线路板，其特征在于 所述外表层为键盘面时，该外表层相邻的内层用于布置射频信号线、电源信号线、时钟信号线和音频信号线。
8.根据权利要求6所述的印制线路板，其特征在于 所述外表层为器件面时，该外表层相邻的内层用于布置射频信号线、数据总线和多媒体信号线。
9.根据权利要求6至8任一项所述的印制线路板，其特征在于 印制线路板内层数目为两层，所述印制线路板上具有至少一个BGA封装器件，所述印制线路板中的盲孔为激光盲孔，埋孔和过孔为机械孔，BGA区的所述激光盲孔设置在BGA器件的焊盘下面，BGA区的大面积地铜皮为网络铜皮。
全文摘要
本发明实施例公开一种印制线路板设计方法，包括将信号线分区布线，且布置在与外表层相邻的内层，内层之间的层间距离远远大于内层与最近外表层之间的距离；将外表层不布线或少布线，并通过过孔连通作为主地；设置线宽和层高参数控制阻抗目标值。相应的本发明实施例提供一种印制线路板，包括外表层和位于外表层之间的两个内层，与外表层相邻的内层用于布置信号线，且信号线在该内层按分区布线；外表层不布线或少布线，并通过过孔连通作为主地。本发明还公开了一种应用这种印制电路板的终端产品主板。本发明实施例提供的技术方案能够通过减层设计在保持原多层印制线路板基本性能情况下降低生产成本，并提高可靠性。
文档编号H05K1/02GK102917533SQ20121022626
公开日2013年2月6日 申请日期2007年6月28日 优先权日2007年3月23日
发明者沈晓兰, 叶青松, 魏孔刚 申请人:华为技术有限公司