[發(fā)明專利]一種PCB板過孔阻抗控制的方法及結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103717012B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李孝群
• 申請（專利權(quán)）人: 新華三技術(shù)有限公司
• 主分類號: H05K3/40
• 分類號: H05K3/40
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11319
• 代理人: 蘇培華

本發(fā)明公開了一種PCB板過孔阻抗控制的方法及結(jié)構(gòu)。通過重新利用被業(yè)界舍棄的PCB板上的非功能焊盤，在與過孔連接的出線層外的其他層設(shè)置非功能焊盤，以調(diào)節(jié)過孔傳輸路徑上金屬焊盤的均衡性，從而改善單位長度分布電容的一致性。通過本發(fā)明，可以大幅度改善目前現(xiàn)有過孔阻抗控制技術(shù)的缺陷，從而達(dá)到改善PCB板整體網(wǎng)絡(luò)通信信號質(zhì)量的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種PCB板過孔阻抗控制的方法及結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

PCB（Printed Circuit Board）板是通信設(shè)備內(nèi)重要的部件，是電子元器件的支撐體和電氣連接的提供者。隨著PCB板承載通信的電子信號速率越來越高，PCB板上的電子線路需要進(jìn)行阻抗控制以保證電子信號質(zhì)量。通過調(diào)整PCB板各層的層疊設(shè)計和走線線寬，可以實(shí)現(xiàn)對PCB板走線不同阻抗值的精確控制。目前業(yè)界常見的做法是按照單端走線50Ω、差分走線100Ω進(jìn)行控制。PCB板走線的阻抗控制技術(shù)已經(jīng)非常成熟。PCB板不同層的走線借由過孔連接成為彼此連通的通信網(wǎng)絡(luò)（如圖1所示）。過孔作為PCB通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，本身具有和PCB走線一樣的分布阻抗特性。并且通常過孔才是PCB線路網(wǎng)絡(luò)中阻抗最大不連續(xù)點(diǎn)所在。隨著PCB板通信速率進(jìn)入GHz時代，過孔阻抗控制技術(shù)日益成為保證PCB板通信信號質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。

業(yè)界最常見的過孔阻抗控制技術(shù)如圖2所示，通過控制反焊盤尺寸大小來改善整體過孔電氣特性。通過3D電磁場仿真我們可以確定最佳的反焊盤尺寸大小。然而，如圖3所示，仿真顯示過孔阻抗并非均勻一致，而是呈現(xiàn)分布式的阻值變化。在最佳反焊盤設(shè)計情況下過孔阻抗偏離50Ω的目標(biāo)值仍然有正負(fù)2.5歐姆的偏差，該偏差是現(xiàn)有阻抗控制方法固有的誤差，無法繼續(xù)提升阻抗控制精度。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明在目前業(yè)界常規(guī)過孔阻抗控制技術(shù)基礎(chǔ)之上，提出一種新穎的過孔阻抗控制技術(shù)，可以大幅度改善現(xiàn)有過孔阻抗控制技術(shù)的缺陷，從而達(dá)到改善整體網(wǎng)絡(luò)通信信號質(zhì)量的目的。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方案具體如下：

一種PCB板過孔阻抗控制的方法，用于對PCB板上的過孔阻抗進(jìn)行精確控制，其中，在與過孔連接的出線層之外的其他層設(shè)置有非功能焊盤，以調(diào)節(jié)過孔傳輸路徑上金屬焊盤的均衡性，從而改善單位長度分布電容的一致性。

進(jìn)一步地，所述PCB板過孔上還包括有表層普通焊盤、出線層普通焊盤以及反焊盤。

進(jìn)一步地，所述PCB板過孔上的表層普通焊盤、出線層普通焊盤、非功能焊盤、反焊盤尺寸的大小以及表層普通焊盤、出線層普通焊盤、非功能焊盤和反焊盤尺寸大小之間的關(guān)系，是通過采用3D電磁場仿真計算得出。

進(jìn)一步地，所述方法還包括：優(yōu)化PCB層疊結(jié)構(gòu)，使各層之間的間距一致，從而達(dá)到過孔傳輸路徑上的普通焊盤和非功能焊盤均勻分布。

進(jìn)一步地，所述方法還包括：在所述PCB板過孔的周圍進(jìn)一步設(shè)置控制信號回流的地過孔，通過地過孔的通孔結(jié)構(gòu)改變PCB板過孔和地過孔間的電磁場分布，從而達(dá)到改善信號過孔阻抗控制精度的目的。

本發(fā)明同時提供一種PCB板過孔阻抗控制的結(jié)構(gòu)，用于改善PCB板過孔的阻抗控制精度，其中，所述PCB板過孔結(jié)構(gòu)包括有：非功能焊盤，分布于與過孔連接的出線層外的其他層，以調(diào)節(jié)所述過孔傳輸路徑上金屬焊盤的均衡性，從而改善單位長度分布電容的一致性。

進(jìn)一步地，所述PCB板過孔結(jié)構(gòu)上還包括有表層普通焊盤、出線層普通焊盤以及反焊盤。

進(jìn)一步地，所述PCB板過孔結(jié)構(gòu)上的表層普通焊盤、出線層普通焊盤、非功能焊盤、反焊盤尺寸的大小以及表層普通焊盤、出線層普通焊盤、非功能焊盤和反焊盤尺寸大小之間的關(guān)系，是通過采用3D電磁場仿真計算得出。

進(jìn)一步地，通過優(yōu)化PCB層疊結(jié)構(gòu)，使各層之間的間距一致，從而使得過孔傳輸路徑上的普通焊盤和非功能焊盤等間距均勻分布。