[發明專利]一種利用全腔模模型來改善PCB電源完整性的方法

有效

• 申請號: 201710434408.3
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107135606B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 劉法志;王林
• 申請（專利權）人: 鄭州云海信息技術有限公司
• 主分類號: H05K3/00
• 分類號: H05K3/00;H05K1/02
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

1.一種利用全腔模模型來改善PCB電源完整性的方法，其特征是，根據對過孔互連多層供電系構造的阻抗特性分析建立全腔模模型，利用全腔模模型可將矩形供電系表征成一個微波平面多端網路，對供電系的阻抗及阻抗諧振所導致的電磁干擾輻射與信號完整性的影響進行預測；

所述的方法包括以下具體步驟：

步驟S1，根據部署的via點位置和數量確定矩形供電系幾何結構及平面電路模型；

步驟S2，根據單根銅排傳導的最大電流，選擇合適的via孔徑大小；

步驟S3，得到過孔互連多層供電系統結構的等效模型；

步驟S4，得到PCB電路板上的互連過孔信息以及同軸接頭、去耦電容接頭及互連過孔的側面圖信息；

步驟S5，加上去耦電容進行驗證全腔模理論的實用性以及準確性；

在PCB電路板上，上電源層與下電源層之間由過孔相連,并在上電源層與接地層之間設置有可外接去耦電容的接頭。

2.根據權利要求1所述的一種利用全腔模模型來改善PCB電源完整性的方法，其特征是，所述全腔模模型為將疊層結構中電源平面和地平面構成一個平面腔體。

3.根據權利要求1所述的一種利用全腔模模型來改善PCB電源完整性的方法，其特征是，在步驟S1中，將全腔模理論得到供電系幾何結構的雙重級數阻抗表達式，在一定近似條件下利用傅立葉級數的求和公式簡化為單重級數供電系統阻抗,并用解析手段進一步加速其收斂得到平面電路模型。

4.根據權利要求3所述的一種利用全腔模模型來改善PCB電源完整性的方法，其特征是，所述供電系統阻抗為：

式中，(x_i,y_i)和(x_j,y_j)分別是第i個和第j個端口在x和y方向的中心坐標，w為角頻率，表示比波長小得多的端口的半寬，h是電源層和接地層之間的間距，即介質層的厚度，表示虛數，C_n為常數，在n＝1時，C_n＝1；在n≠1時，C_n＝2，復量K為考慮了電源層和接地層的導體損耗后的橫向波數。

5.根據權利要求1所述的一種利用全腔模模型來改善PCB電源完整性的方法，其特征是，

多層供電系統結構等效為各單層供電系由互連過孔耦合而成，則各單層供電系的阻抗矩陣元則由供電系阻抗快速算法進行計算，其中互連過孔通常等效為一個電感,其值Lvia可由Henrise公式進行計算：

式中，D為過孔直徑，L為過孔長度。

6.根據權利要求5所述的一種利用全腔模模型來改善PCB電源完整性的方法，其特征是，如果存在供電系統幾何結構，則需要結合分解元法進行計算。