[发明专利]一种有效补偿容性突变的过孔结构实现方法及装置

说明书

本发明提供一种有效补偿容性突变的过孔结构实现方法及装置，所述方法包括如下步骤：S 1.将待补偿过孔预设为螺旋过孔，并获取预设螺旋过孔参数与容性突变对应关系；S2.对待补偿过孔进行仿真，确定其容性突变值；S3.根据待补偿过孔的容性突变值及预设螺旋过孔参数与容性突变对应关系，计算预设螺旋过孔参数；S4.根据预设螺旋过孔参数对待补偿过孔进行设计，实现待补偿过孔感值增加，对其容性突变进行补偿。本发明通过设计螺旋型过大对待补偿过孔容性突变进行补充，而且避免了大量仿真工作，不仅可以节省时间，提高工作效率，而且可以提高空间利用率，促进系统性小型化设计，一定程度上降低了研发成本。

技术领域

本发明属于PCB信号完整性技术领域，具体涉及一种有效补偿容性突变的过孔结构实现方法及装置。

背景技术

计算机系统包含了用于数据处理的处理模块和用于数据传输的链路模块，随着技术的发展，处理器对数据的处理速度越来越快，推动着数据传输速率的提升，然而提升了速率的数据信号在传输过程中通常面临更大的损耗和串扰等问题，导致传输到末端的信号出现失真，难以有效还原有效信息，因此，为了进一步提高数据传输以及处理速度，必须首先解决数据传输速率提高面临的信号完整性问题。

导致信号失真的主要因素一种是因传输路径阻抗不连续造成的信号反射，以及传输路径中串并联电阻造成的信号能量损耗；一种是因不同组信号距离过近带来的信号串扰。其中，信号反射通常是由阻抗不连续引起的，通过控制数据传输路径的阻抗可以有效减弱信号反射问题，而这就需要对诸如过孔、连接器、封装等特殊区域的阻抗进行优化设计。最为常用的还是过孔的阻抗优化设计。

在PCB板中，过孔的主要作用是连接需要切换层面进行传输的信号线，由于过孔跟与其相连的传输线在结构等方面都有很大的差异，两者的阻抗必然存在一定差异，假设信号的电压为V_in，传输线的阻抗为Z₁，过孔处的等效阻抗为Z₂，那么因过孔阻抗变化引起的信号反射量V_refl可由如下公式进行计算：

由公式可以看出，为了减少信号反射，需要尽量减小过孔阻抗Z₂和传输线Z₁之间的差值。而过孔处的阻抗Z₂通常小于常见传输线的阻抗Z₁，表现出容性突变特性。

为了消除这一容性突变，目前常用的技术方法通过背钻，再过孔参考层面挖洞处理。当过孔存在较长桩线时，需要使用背钻技术，对多余桩线进行钻刻去除，因为长桩线不仅会使过孔容性突变加大，且易带来1/4波长短桩线谐振等问题，严重影响信号质量，在高速信号领域，为了增加信号带宽，必须对长桩线过孔使用背钻技术；而参考层面挖洞处理通过改变过孔的有效参考层位置和面积，进而改变等效电容参数，也可以有效改变过孔阻抗，此时过孔的等效阻抗可由如下的公式进行表示：

参考层面挖洞改变了参考层面与过孔的距离，从而改变电容C_via的容值，由此实现对过孔阻抗的优化。此方法虽然有效，但为了确定最优的挖洞面积，需要进行大量仿真工作，否则挖洞太小会不足以消除过孔容性属性，挖洞太大又会导致过孔呈感性，此过程耗时长，效率低，增加了研发人员工作量；而且对于过孔附近的其它信号线而言，挖洞区域造成了参考层面的不连续，信号线需要避开此区域布线，造成了层面浪费，不利于系统小型化设计。

此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种有效补偿容性突变的过孔结构实现方法及装置，是非常有必要的。

发明内容

针对现有技术的上述现有通过参考层挖洞方式补偿过孔容性突变的方式需要大量仿真工作，耗时长，工作量大，且参考层不连续，不利于系统小型化设计的缺陷，本发明提供一种有效补偿容性突变的过孔结构实现方法及装置，以解决上述技术问题。

第一方面，本发明提供一种有效补偿容性突变的过孔结构实现方法，包括如下步骤：