一種差分過孔的布置方法及pcb的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種差分過孔的布置方法及PCB，方法包括：確定差分過孔的阻抗；根據(jù)差分過孔的阻抗，確定差分過孔之間的第一間距和差分過孔的直徑；根據(jù)第一間距和差分過孔的直徑，在PCB上布置差分過孔。根據(jù)上述方案，通過確定出差分過孔的阻抗，根據(jù)該差分過孔的阻抗來確定差分過孔之間的間距和差分過孔的直徑，以根據(jù)該間距和直徑在PCB上布置差分過孔，從而可以保證布置的差分過孔可以降低差分信號在差分過孔處發(fā)生的損耗。
【專利說明】
_種差分過孔的布置方法及PGB
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種差分過孔的布置方法及PCB (Printed Circuit Board，印制電路板）。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，服務(wù)器產(chǎn)品的發(fā)展迅速崛起，在服務(wù)器的設(shè)計中，信號速 率越來越高，高速信號對板卡的設(shè)計需求在不斷提升。
[0003] 在高速走線設(shè)計中，差分過孔帶有容性，導(dǎo)致差分過孔的阻抗低于差分走線的阻 抗。由于阻抗的不連續(xù)性，差分信號在阻抗不連續(xù)點會發(fā)生反射，導(dǎo)致差分信號發(fā)生損耗。 因此，如何降低差分信號在差分過孔處發(fā)生的損耗成為急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實施例提供了一種差分過孔的布置方法及PCB，以降低差分信號在差分過 孔處發(fā)生的損耗。
[0005] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種差分過孔的布置方法，包括：
[0006] 確定所述差分過孔的阻抗；
[0007] 根據(jù)所述差分過孔的阻抗，確定所述差分過孔之間的第一間距和所述差分過孔的 直徑；
[0008] 根據(jù)所述第一間距和所述差分過孔的直徑，在PCB上布置所述差分過孔。
[0009] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述差分過孔的阻抗，確定所述差分過孔之間的第一間距和所 述差分過孔的直徑，包括：
[0010] 利用如下公式計算所述第一間距和所述差分過孔的直徑：
[0011]
[0012] 其中，ZQ用于表征所述差分過孔的阻抗;s用于表征所述第一間距;d用于表征所述 差分過孔的直徑;k用于表征PCB板卡材料的介電常數(shù)。
[0013] 優(yōu)選地，
[0014]進一步包括:設(shè)置參數(shù)閾值；
[0015] 所述確定所述差分過孔的阻抗，包括:通過下述公式確定所述差分過孔的阻抗：
[0016] R2=[Ri(l-y),Ri(l+y)]
[0017] 其中，R2用于表征所述差分過孔的阻抗;Ri用于表征差分走線的阻抗;μ用于表征所 述參數(shù)閾值，其中，μ〈?。
[0018] 優(yōu)選地，在所述確定所述差分過孔之間的第一間距和所述差分過孔的直徑之后， 進一步包括：
[0019] 確定所述差分過孔與GND過孔之間的第二距離；
[0020] 根據(jù)確定的所述第二距離執(zhí)行所述根據(jù)所述第一間距和所述差分過孔的直徑，在 PCB上設(shè)置所述差分過孔。
[0021] 優(yōu)選地，所述確定所述差分過孔與GND過孔之間的第二距離，包括：
[0022]利用仿真軟件仿真所述第二距離在[20mil，40mil]區(qū)間內(nèi)的插損變化；
[0023]確定差分走線所需傳輸?shù)男盘栴l率；
[0024]根據(jù)仿真結(jié)果和所述信號頻率，將最低插損變化對應(yīng)的仿真距離作為所述第二距 離。
[0025] 優(yōu)選地，進一步包括：
[0026]確定PCB所包括的Plane層的層數(shù)；
[0027]確定Plane層的挖空尺寸；
[0028] 根據(jù)確定的挖空尺寸，以所述差分過孔為中心，將PCB所包括的至少一層Plane層 挖空。
[0029] 優(yōu)選地，所述確定Plane層的挖空尺寸，包括：
[0030] 利用仿真軟件仿真挖空尺寸在[Omi 1，60mi 1 ] * [ Omi 1，1 OOmi 1 ]區(qū)間內(nèi)的插損變化；
[0031] 確定差分走線所需傳輸?shù)男盘栴l率；
[0032] 根據(jù)仿真結(jié)果和所述信號頻率，將最低插損變化對應(yīng)的仿真尺寸作為確定的挖空 尺寸。
[0033]優(yōu)選地，在差分走線的阻抗為lOOohm時，確定所述第一間距為30mil，所述差分過 孔的直徑為l〇mil。
[0034] 第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種PCB，包括:利用上述任一所述的差分過孔 的布置方法進行布置的所述差分過孔。
[0035] 本發(fā)明實施例提供了一種差分過孔的布置方法及PCB，通過確定出差分過孔的阻 抗，根據(jù)該差分過孔的阻抗來確定差分過孔之間的間距和差分過孔的直徑，以根據(jù)該間距 和直徑在PCB上布置差分過孔，從而可以保證布置的差分過孔可以降低差分信號在差分過 孔處發(fā)生的損耗。
【附圖說明】
[0036] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖。
[0037] 圖1是本發(fā)明一個實施例提供的一種方法流程圖；
[0038] 圖2是本發(fā)明一個實施例提供的另一種方法流程圖；
[0039]圖3是本發(fā)明一個實施例提供的針對差分過孔與GND過孔之間間距對應(yīng)的插損變 化仿真圖；
[0040] 圖4是本發(fā)明一個實施例提供的針對Plane層挖空尺寸對應(yīng)的插損變化仿真圖；
[0041] 圖5是本發(fā)明一個實施例提供的在PCB上完成的差分過孔布置示意圖。
【具體實施方式】
[0042] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0043] 如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種差分過孔的布置方法，該方法可以包括以下 步驟：
[0044] 步驟101:確定所述差分過孔的阻抗；
[0045] 步驟102:根據(jù)所述差分過孔的阻抗，確定所述差分過孔之間的第一間距和所述差 分過孔的直徑；
[0046] 步驟103:根據(jù)所述第一間距和所述差分過孔的直徑，在PCB上布置所述差分過孔。
[0047] 根據(jù)上述方案，通過確定出差分過孔的阻抗，根據(jù)該差分過孔的阻抗來確定差分 過孔之間的間距和差分過孔的直徑，以根據(jù)該間距和直徑在PCB上布置差分過孔，從而可以 保證布置的差分過孔可以降低差分信號在差分過孔處發(fā)生的損耗。
[0048]在本發(fā)明一個實施例中，由于差分過孔之間的間距和差分過孔的直徑，均會影響 到差分信號在差分過孔處的損耗，因此，需要確定出合適的差分過孔之間的第一間距和差 分過孔的直徑，而差分信號在差分過孔處的損耗同樣是由于差分過孔導(dǎo)致的阻抗不連續(xù)造 成的，因此，需要通過差分過孔的阻抗來確定差分過孔之間的第一間距和差分過孔的直徑：
[0049] 利用如下公式計算所述第一間距和所述差分過孔的直徑：
[0050]
[0051]其中，Zo用于表征所述差分過孔的阻抗;s用于表征所述第一間距;d用于表征所述 差分過孔的直徑;k用于表征PCB板卡材料的介電常數(shù)。
[0052]在上式中，包括兩個未知參數(shù):第一間距和直徑。對于這兩個未知參數(shù)的確定，可 以通過仿真軟件來仿真實現(xiàn)。
[0053]在本發(fā)明一個實施例中，差分信號在差分過孔處的損耗，是由于差分過孔導(dǎo)致的 阻抗不連續(xù)的造成的，因此，需要保證差分過孔的阻抗與差分走線的阻抗一致，其中，可以 進一步包括:設(shè)置參數(shù)閾值；
[0054] 所述確定所述差分過孔的阻抗，包括:通過下述公式確定所述差分過孔的阻抗：
[0055] R2= [Ri( l_y)，Ri( Ι+y)]
[0056] 其中，R2用于表征所述差分過孔的阻抗;Ri用于表征差分走線的阻抗;μ用于表征所 述參數(shù)閾值，其中，μ〈?。
[0057] 例如，該μ = 0·1。
[0058] 在本發(fā)明一個實施例中，除了差分過孔之間的第一間距和差分過孔的直徑這兩個 參數(shù)對信號在差分過孔處的損耗有影響以外，差分過孔與GND過孔之間的第二距離同樣對 該差分信號在差分過孔處的損耗有影響：
[0059]確定所述差分過孔與GND過孔之間的第二距離；
[0060]根據(jù)確定的所述第二距離執(zhí)行所述根據(jù)所述第一間距和所述差分過孔的直徑，在 PCB上設(shè)置所述差分過孔。
[0061 ]在本發(fā)明一個實施例中，差分過孔與GND過孔之間的第二距離可以通過如下方式 來確定：
[0062]利用仿真軟件仿真第二距離在[20mil，40mil]區(qū)間內(nèi)的插損變化；
[0063]確定差分走線所需傳輸?shù)男盘栴l率；
[0064]根據(jù)仿真結(jié)果和信號頻率，將最低插損變化對應(yīng)的仿真距離作為第二距離。
[0065] 在本發(fā)明一個實施例中，挖空Plane層同樣可以影響到差分信號在差分過孔處的 損耗，因此，可以包括：
[0066] 確定PCB所包括的Plane層的層數(shù)；
[0067]確定Plane層的挖空尺寸；
[0068] 根據(jù)確定的挖空尺寸，以所述差分過孔為中心，將PCB所包括的至少一層Plane層 挖空。
[0069] 在本發(fā)明一個實施例中，Plane層的挖空尺寸可以通過如下方式來確定：
[0070] 利用仿真軟件仿真挖空尺寸在[Omil，60mil]*[0mil，100mil]區(qū)間內(nèi)的插損變化；
[0071]確定差分走線所需傳輸?shù)男盘栴l率；
[0072]根據(jù)仿真結(jié)果和所述信號頻率，將最低插損變化對應(yīng)的仿真尺寸作為確定的挖空 尺寸。
[0073] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本 發(fā)明作進一步地詳細(xì)描述。
[0074] 如圖2所示，本發(fā)明實施例提供了一種差分過孔的布置方法，該方法可以包括以下 步驟：
[0075]步驟201:確定PCB上所需布置的差分走線的阻抗。
[0076]本實施例中以差分走線的阻抗為lOOohm為例進行說明。
[0077]步驟202:根據(jù)差分走線的阻抗確定差分過孔的阻抗。
[0078]在本實施例中，為了保證鏈路阻抗的連續(xù)性，最佳實施例是將差分過孔的阻抗與 差分走線的阻抗相等。
[0079] 而在實際情況中，可能無法保證差分過孔的阻抗與差分走線的阻抗完全相等，那 么就需要保證一致。其中，該將差分過孔的阻抗確定為與差分走線的阻抗一致可以包括：
[0080] 設(shè)置一個參數(shù)閾值μ，其中，μ〈1。例如，μ = 0.1。
[0081] 并通過如下公式(1)確定差分過孔的阻抗：
[0082] R2=[Ri(l-y),Ri(l+y)] (1)
[0083] 其中，R2用于表征所述差分過孔的阻抗;Ri用于表征差分走線的阻抗。
[0084] 根據(jù)上式（1)可以得到，差分過孔的阻抗為不小于90ohm，且不大于llOohm。
[0085] 步驟203:根據(jù)差分過孔的阻抗，確定差分過孔之間的第一間距和差分過孔的直 徑。
[0086]在本實施例中，可以通過如下公式（2)確定差分過孔之間的第一間距和差分過孔 的直徑：
[0087]
(2)
[0088]其中，Zo用于表征所述差分過孔的阻抗;s用于表征所述第一間距;d用于表征所述 差分過孔的直徑;k用于表征PCB板卡材料的介電常數(shù)。
[0089]由于在上式(2)中包括第一間距和差分過孔的直徑兩個參數(shù)，因此，可以通過仿真 軟件對上述兩個參數(shù)分別所取的數(shù)值進行仿真，以將能夠?qū)崿F(xiàn)差分過孔的阻抗與差分走線 的阻抗最接近時對應(yīng)的取值，作為兩個參數(shù)最終的取值。
[0090] 其中，根據(jù)上述公式(2)，可以得到第一間距為30mil，差分過孔的直徑為lOmil。
[0091] 步驟204:根據(jù)當(dāng)前確定的差分過孔之間的第一間距和差分過孔的直徑，確定差分 過孔與GND過孔之間的第二距離。
[0092]由于差分過孔與GND過孔之間的第二距離同樣對差分信號在差分過孔處的損耗有 影響，因此，需要確定出差分過孔與GND過孔之間的第二距離。
[0093]在本實施例中，可以通過如下方式確定差分過孔與GND過孔之間的第二距離：
[0094] S1:利用仿真軟件仿真第二距離在[20mil，40mil]區(qū)間內(nèi)的插損變化；
[0095]請參考圖3,為仿真結(jié)果。
[0096] S2:確定差分走線所需傳輸?shù)男盘栴l率；
[0097]根據(jù)圖3可知，對于第二距離的確定，不同信號頻率所需選擇的第二距離不同，因 此需要確定差分走線所需傳輸?shù)男盘栴l率。
[0098]在高速走線設(shè)計中，差分走線傳輸?shù)男盘査俾试絹碓礁?，因此，本實施例以傳輸?shù)?信號頻率為20GHZ為例進行說明。
[0099] S3:根據(jù)仿真結(jié)果和信號頻率，將最低插損變化對應(yīng)的仿真距離作為該第二距離。
[0100]根據(jù)該信號頻率以及圖3對應(yīng)的仿真結(jié)果，可以確定最低插損變化對應(yīng)的仿真距 離為30mi 1，因此將30mi 1作為第二距離。
[0101] 步驟205:利用差分過孔之間的第一間距、差分過孔的直徑和差分過孔與GND過孔 之間的第二距離，在PCB上布置該差分過孔。
[0102] 步驟206:確定PCB所包括的Plane層的層數(shù)。
[0103] 其中，在PCB中除了信號層之外的層均稱之為Plane層。
[0104] 例如，PCB的總層數(shù)16層，其Plane層為8層。
[0105] 步驟207:確定Plane層的挖空尺寸。
[0106]在本實施例中，可以通過如下方式確定Plane層的挖空尺寸：
[0107] S1:利用仿真軟件仿真挖空尺寸在[Omil，60mil]*[0mil，lOOmil]區(qū)間內(nèi)的插損變 化；
[0108] 請參考圖4,為該仿真結(jié)果。
[0109] S2:確定差分走線所需傳輸?shù)男盘栴l率；
[0110]同樣地，確定差分走線所需傳輸?shù)男盘栴l率為20GHz。
[0111] S3:根據(jù)仿真結(jié)果和所述信號頻率，將最低插損變化對應(yīng)的仿真尺寸作為確定的 挖空尺寸。
[0112] 根據(jù)信號頻率和圖4對應(yīng)的仿真結(jié)果，可以確定最低插損變化對應(yīng)的仿真尺寸為 (50mi 1，80mi 1)，因此將(50mi 1，80mi 1)作為確定的挖空尺寸。
[0113] 步驟208:根據(jù)確定的挖空尺寸，以差分過孔為中心，將PCB所包括的至少一層 Plane層挖空，完成PCB的差分過孔布置。
[0114] 在本實施例中，可以根據(jù)確定的挖空尺寸，以差分過孔為中心，將PCB所包括的至 少一層Plane層挖空。
[0115] 優(yōu)選地，將PCB所包括的所有Plane層挖空。
[0116] 請參考圖5,為完成的PCB的差分過孔布置。
[0117] 本發(fā)明實施例還提供了一種PCB，包括:利用上述任一所述的差分過孔的布置方法 進行布置的所述差分過孔。
[0118] 綜上所述，本發(fā)明各個實施例至少可以實現(xiàn)如下有益效果：
[0119] 1、在本發(fā)明實施例中，通過確定出差分過孔的阻抗，根據(jù)該差分過孔的阻抗來確 定差分過孔之間的間距和差分過孔的直徑，以根據(jù)該間距和直徑在PCB上布置差分過孔，從 而可以保證布置的差分過孔可以降低差分信號在差分過孔處發(fā)生的損耗。
[0120] 2、在本發(fā)明實施例中，通過確定差分過孔與GND過孔之間的距離，并根據(jù)確定的該 距離布置差分過孔，可以進一步降低差分信號在差分過孔處發(fā)生的損耗。
[0121] 3、在本發(fā)明實施例中，通過將PCB中以差分過孔為中心，將至少一層Plane按照確 定的挖空尺寸挖空，從而可以進一步降低差分信號在差分過孔處發(fā)生的損耗。
[0122] 上述裝置內(nèi)的各單元之間的信息交互、執(zhí)行過程等內(nèi)容，由于與本發(fā)明方法實施 例基于同一構(gòu)思，具體內(nèi)容可參見本發(fā)明方法實施例中的敘述，此處不再贅述。
[0123] 需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體 或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在 任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋非 排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素， 而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固 有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個〃....."限定的要素，并不排 除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同因素。
[0124] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過 程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲在計算機可讀取的存儲介質(zhì)中，該程序 在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟;而前述的存儲介質(zhì)包括:ROM、RAM、磁碟或者光 盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)中。
[0125] 最后需要說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，僅用于說明本發(fā)明的技 術(shù)方案，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、 等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種差分過孔的布置方法，其特征在于，包括： 確定所述差分過孔的阻抗； 根據(jù)所述差分過孔的阻抗，確定所述差分過孔之間的第一間距和所述差分過孔的直 徑； 根據(jù)所述第一間距和所述差分過孔的直徑，在PCB上布置所述差分過孔。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述差分過孔的阻抗，確定所述 差分過孔之間的第一間距和所述差分過孔的直徑，包括： 利用如下公式計算所述第一間距和所述差分過孔的直徑：其中，Zo用于表征所述差分過孔的阻抗；S用于表征所述第一間距;d用于表征所述差分 過孔的直徑;Er用于表征PCB板卡材料的介電常數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 進一步包括:設(shè)置參數(shù)闊值； 所述確定所述差分過孔的阻抗，包括:通過下述公式確定所述差分過孔的阻抗： 化=[Κ?(1-μ)，化 α+μ)] 其中，R2用于表征所述差分過孔的阻抗;扣用于表征差分走線的阻抗;μ用于表征所述參 數(shù)闊值，其中，4<1。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述確定所述差分過孔之間的第一間距 和所述差分過孔的直徑之后，進一步包括： 確定所述差分過孔與GND過孔之間的第二距離； 根據(jù)確定的所述第二距離執(zhí)行所述根據(jù)所述第一間距和所述差分過孔的直徑，在PCB 上設(shè)置所述差分過孔。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述確定所述差分過孔與GND過孔之間的 第二距離，包括： 利用仿真軟件仿真所述第二距離在[20mil，40mil]區(qū)間內(nèi)的插損變化； 確定差分走線所需傳輸?shù)男盘栴l率； 根據(jù)仿真結(jié)果和所述信號頻率，將最低插損變化對應(yīng)的仿真距離作為所述第二距離。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括： 確定PCB所包括的Plane層的層數(shù)； 確定Plane層的挖空尺寸； 根據(jù)確定的挖空尺寸，W所述差分過孔為中屯、，將PCB所包括的至少一層Plane層挖空。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述確定Plane層的挖空尺寸，包括： 利用仿真軟件仿真挖空尺寸在[Omi 1，60mi 1 ]*[Omi 1，lOOmi 1 ]區(qū)間內(nèi)的插損變化； 確定差分走線所需傳輸?shù)男盘栴l率； 根據(jù)仿真結(jié)果和所述信號頻率，將最低插損變化對應(yīng)的仿真尺寸作為確定的挖空尺 寸。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于，在差分走線的阻抗為lOOohm時， 確定所述第一間距為30mil，所述差分過孔的直徑為lOmil。9. 一種PCB，其特征在于，包括:利用上述權(quán)利要求1-8中任一所述的差分過孔的布置方 法進行布置的所述差分過孔。
【文檔編號】G06F17/50GK105975698SQ201610305224
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】李永翠, 武寧
【申請人】浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司