[发明专利]一种提高信号传输质量的差分过孔结构优化方法

说明书

本发明公开了一种提高信号传输质量的差分过孔结构优化方法，涉及PCB结构设计领域，针对现有技术中反射导致信号完整性差的问题提出本方案。基于56Gbps速率确定差分过孔半径、差分过孔中心距以及反焊盘半径参数，在PCB叠层中构建基础三维物理模型，使特性阻抗为100欧姆；在差分过孔中心轴对称添加若干回流地孔，去除非功能焊盘和过孔残桩，得到差分过孔结构。优点在于，通过确定100欧姆的差分过孔半径，差分过孔中心距以及反焊盘半径参数，构建差分过孔模型。同时，通过设置回流地孔的位置，去除非功能焊盘和过孔残桩，使得56Gbps以内差分过孔的插入损耗不劣于‑2dB，该优化方法可以为56Gbps速率的PCB进行优化。

技术领域

本发明涉及PCB改良技术尤其涉及一种提高信号传输质量的差分过孔结构优化方法。

背景技术

随着数字电路系统向高速度、高集成的方向不断发展。对高速信号传输链路而言，数据传输速率从28Gbps到56Gbps甚至更高，保持信号完整性变得越来越困难。与单端传输相比，差分传输具有更强的抗干扰能力、较低的辐射和较大的带宽容量，且能有效抑制电磁干扰。为了实现高速传输并提高信号完整性，差分传输已成为数据传输的首选方法。

在高速数字电路中，由于PCB表层一般放置了各种器件，信号需要通过过孔进行换层传输。而信号在过孔处往往因为阻抗不匹配而发生反射，影响信号的传输信号质量。目前的方法重点研究过孔间距、过孔孔径对差模/共模信号的影响，但是这种方法在数据传输速率高达数十Gbps时难以做出有效优化，且受到工艺精度制约。同时，该方法一般仅添加两个回流地孔来提供电流回流路径，对于信号完整性的改善十分有限。信号在过孔处面临的信号完整性问题比较严重，因此迫切需要一种差分过孔信号传输信号质量优化方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种提高信号传输质量的差分过孔结构优化方法，以解决上述现有技术存在的问题。

本发明所述一种提高信号传输质量的差分过孔结构优化方法，基于56Gbps速率确定差分过孔半径、差分过孔中心距以及反焊盘半径参数，在PCB叠层中构建基础三维物理模型，使特性阻抗为100欧姆；在差分过孔中心轴对称添加若干回流地孔，去除非功能焊盘和过孔残桩，得到差分过孔结构。

差分过孔半径、差分过孔中心距以及反焊盘半径参数在仿真软件上进行。

所述仿真软件为ANSYS Electronics Desktop。

去除非功能焊盘和过孔残桩是通过波尔运算功能实现。

回流地孔数量为六；在差分过孔中心连线上各设置一个在差分过孔左右两侧；以所述连线为对称轴再分别各设置两个在差分过孔上下两侧。

位于差分过孔上侧的回流地孔与最接近的差分过孔中心的连线与差分过孔中心连线形成夹角β，且30°≤β≤60°。

所述夹角β为43°。

所述回流地孔的介电常数为3.4。

所述回流地孔的正切损耗角为0.002。

本发明所述一种提高信号传输质量的差分过孔结构优化方法，其优点在于，通过确定100欧姆的差分过孔半径，差分过孔中心距以及反焊盘半径参数，构建差分过孔模型。同时，通过设置回流地孔的位置，去除非功能焊盘和过孔残桩，使得56Gbps以内差分过孔的插入损耗不劣于-2dB，该优化方法可以为56Gbps速率的PCB进行优化。

附图说明

图1是本发明中所述差分过孔结构的结构示意图。

图2是图1中的俯视图。

图3是本发明实施例与传统模型的仿真对比图。

附图标记：

10-反焊盘、11-差分过孔、12-差分输入端、13-差分输出端；