CN101309559A - 多层印刷电路板及其设计方法和终端产品主板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多层印刷电路板及其设计方法和终端产品主板，为解决能够节省过孔所占用的空间，提高互连密度的问题而发明。多层印刷电路板，在换层处的两个不同的层间绝缘层中的信号连通过孔的焊盘中心距，大于其中任意一个信号连通过孔的焊盘半径，并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和。终端产品主板采用所述的多层印刷电路板；多层印刷电路板的设计方法包括：在仿真模型中打出相邻两个信号连通过孔的焊盘中心距，大于其中任意一个焊盘半径、小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和的换层信号连通过孔。本发明实施例应用于多层印刷电路板的制造及其设计。
Description
技术领域
本发明涉及集成电子领域，特别涉及一种多层印刷电路板及其设计方法。
背景技术
现代电子装置对小型化、轻量化和低成本化的要求不断提高，由此推动微电子集成技术迅速发展，高密度互连HDI(High Density Interconnection)等多种新技术不断涌现。
高密度互连HDI基片被定义为比一般印刷电路板PCB(Printed CircuitBoard)具有更高单位面积连线密度的基片。同普通PCB相比，高密度互连HDI基片的线宽和线距更加精细。
采用多层互连设计可以减小印刷电路板的面积。多层印刷电路板是在基片上依次以交替的方式重复形成有导体电路层和层间绝缘层的多层结构，导体电路层通过层间绝缘层中的通孔电连接。在各导体电路层之间通常采用聚酰亚胺或氮化硅作绝缘介质。
HDI设计密度越来越大，对信号质量要求越来越高，而过孔作为HDI设计中重要的组成部分，其处理方法也越来越显得重要。
目前高密射频单板HDI设计中，过孔按其功能分为两类：信号连通过孔和地过孔。
目前HDI设计中走线换层时的信号连通过孔(即换层信号连通过孔)，设计方法通常采用非叠孔设计。如图1、图2所示，从第一层到第二层的微孔1、从第二层到第三层的微孔2和从第三层到第六层的机械孔3的焊盘没有相互重叠。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在如下问题：高密射频单板HDI设计中，走线换层时的信号连通过孔采用所述的非叠孔设计时，过孔占用单板空间较多，使得PCB板空间利用率不高。
发明内容
本发明实施例所要解决的一个技术问题在于提供一种多层印刷电路板，能节省过孔所占用的空间，提高互连密度。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案为：
一种多层印刷电路板，包含基片，在所述基片上依次以交替的方式重复形成导体电路层和层间绝缘层；
在所述层间绝缘层中设有信号连通过孔；
所述导体电路层通过所述层间绝缘层中的信号连通过孔电连接；
在换层处的两个不同的层间绝缘层中的信号连通过孔的焊盘中心距，大于所述两个信号连通过孔中任意一个信号连通过孔的焊盘半径，并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和。
本发明实施例多层印刷电路板中，由于在换层处的两个不同的层间绝缘层中的信号连通过孔的焊盘中心距，大于其中任意一个信号连通过孔的焊盘半径，并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和，大大节省过孔所占用的空间，从而能够在HDI设计中进一步提高互连密度。
本发明实施例所要解决的另一个技术问题在于提供一种终端产品主板，能节省过孔所占用的空间，提高互连密度。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案为：
一种终端产品主板，其上包括基带或射频模块的核心芯片，所述终端产品主板为多层印刷电路板；其中，
所述多层印刷电路板，包含基片，在所述基片上依次以交替的方式重复形成导体电路层和层间绝缘层；在所述层间绝缘层中设有信号连通过孔；
所述导体电路层通过所述层间绝缘层中的信号连通过孔电连接；
在换层处的两个不同的层间绝缘层中的信号连通过孔的焊盘中心距，大于所述两个信号连通过孔中任意一个的焊盘半径，并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和。
本发明实施例终端产品主板，由于采用多层印刷电路板中，在换层处的两个不同的层间绝缘层中的信号连通过孔的焊盘中心距，大于其中任意一个信号连通过孔的焊盘半径，并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和，大大节省过孔所占用的空间，从而能够在HDI设计中进一步提高互连密度。
本发明实施例所要解决的再一个技术问题在于提供一种多层印刷电路板的设计方法，能够一次性完成同网络不同类型孔换层时焊盘部分重叠打孔，同时能够节省过孔所占用的空间，提高互连密度。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案为：
一种多层印刷电路板的设计方法，包括：
根据电路原理图建立多层印刷电路板的仿真模型；
根据选择的换层信号连通过孔的类型和参数，在所述多层印刷电路板仿真模型中的预定位置，打出所述换层信号连通过孔；其中，组成该换层信号连通过孔的相邻两个信号连通过孔的焊盘中心距，大于所述两个信号连通过孔中任意一个的焊盘半径，并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和。
本发明实施例多层印刷电路板的设计方法，由于能够根据需要，选择相邻两个信号连通过孔的焊盘中心距大于所述两个信号连通过孔中任意一个的焊盘半径、并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和的换层信号连通过孔的类型，然后设置所述换层信号连通过孔的参数，根据这些参数，实现一次性地在多层印刷电路板仿真模型中的预定位置上，完成同网络不同类型孔换层时的所述换层信号连通过孔的打孔方式，同时能够大大节省过孔所占用的空间，进一步提高互连密度。
附图说明
图1为现有技术中过孔的非叠孔设计俯视图；
图2为图1所示过孔的非叠孔设计的剖视图；
图3为本发明实施例多层印刷电路板中不同类型孔换层时焊盘部分重叠的俯视图；
图4为图3所示的不同类型孔换层时焊盘部分重叠的剖视图；
图5为本发明实施例多层印刷电路板中重要信号周围均匀分布有地过孔的俯视图；
图6为本发明实施例多层印刷电路板中重要信号周围设置有伴随地过孔的剖视图；
图7为本发明实施例终端产品主板的结构示意图；
图8为本发明实施例多层印刷电路板的设计方法的流程示意图；
图9为根据图8所示的方法设计的HDI换层信号连通孔示例图。
具体实施方式
本发明实施例旨在提供一种能够节省过孔所占用空间、提高互连密度的多层印刷电路板、终端产品主板和多层印刷电路板的设计方法，下面结合附图对本发明实施例做详细说明。
参考图3、图4所示，本发明实施例多层印刷电路板，包含基片100，在所述基片100上依次以交替的方式重复形成有导体电路层101和层间绝缘层102；本实施例中的导体电路层101有八层，层间绝缘层102有七层。在所述层间绝缘层102中设有信号连通过孔，本实施例中的信号连通过孔包括从第一层到第二层的微孔1、从第二层到第三层的微孔2和从第三层到第六层的机械孔3三种类型；所述导体电路层101通过所述层间绝缘层102中的信号连通过孔电连接，在换层处的两个不同的层间绝缘层中的信号连通过孔的焊盘中心距，大于所述两个不同的信号连通过孔中任意一个信号连通过孔的焊盘半径，并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和，即从第一层到第二层的微孔1与从第二层到第三层的微孔2的中心距小于微孔1与微孔2的半径之和；从第二层到第三层的微孔2与从第三层到第六层的机械孔3的中心距小于微孔2与机械孔3的半径之和。也就是说，不同的层间绝缘层102中的信号连通过孔1、2和3在换层处的焊盘部分重叠，即相邻层间绝缘层中的信号连通过孔的焊盘是叠放在一起的。
优选的，在保证两个不同的层间绝缘层中的信号连通过孔的焊盘中心距，大于其中任意一个信号连通过孔的焊盘半径，并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和的前提下，不同的层间绝缘层102中的信号连通过孔1、2和3在换层处的焊盘为相连成一体结构。一体化的结构不仅便于信号连通过孔在多层印刷电路板中的布置，而且相邻层间绝缘层中的信号连通过孔的焊盘不是叠放在一起，而是处于同一平面内，从而又能使焊盘所占用的空间较少。本发明实施例中采用这种一体化结构。
本发明实施例多层印刷电路板中，由于在换层处的两个不同的层间绝缘层102中的信号连通过孔的焊盘中心距，大于其中任意一个信号连通过孔的焊盘半径，并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和，大大节省过孔所占用的空间，在HDI设计中能够进一步提高互连密度。
信号在换层信号连通过孔，就是一个阻抗的不连续点，信号的回流路径将从这里断开，为了减小信号的回流路径所包围的面积，必须在信号过孔的周围打一些地过孔，以提供最短的信号回流路径，减小信号的电磁干扰EMI(ElectroMagnetic Interference)辐射。本发明实施例中，在重要信号的信号连通过孔周围布设有地过孔。
当某重要信号周围空间足够时，在该重要信号的信号连通过孔周围均匀分布有地过孔4，如图5所示；当某重要信号周围布线密度很大时，在换层信号连通过孔周围布设一个伴随地过孔5，如图6所示。这样能够减小信号的回流路径所包围的面积，保证阻抗连续，减小信号的EMI辐射。
参考图7所示，本发明实施例还提供了一种终端产品主板200，在所述的终端产品主板200上包括基带或射频模块的核心芯片201，并且所述终端产品主板200为多层印刷电路板；其中，所述多层印刷电路板的具体结构与上面所述的多层印刷电路板的具体结构相同，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种多层印刷电路板的设计方法，参考图8所示，包括：
S1、采用电子设计自动化工具EDA(Electronic Design Automation)，根据电路原理图建立一个多层印刷电路板的仿真模型。
S2、从集成有不同类型的换层信号连通过孔的封装库中，选择所需的换层信号连通过孔的类型，其中，组成该换层信号连通过孔的相邻两个信号连通过孔的焊盘中心距，大于所述两个信号连通过孔中任意一个的焊盘半径，并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和。所述换层信号连通过孔的类型，是指换层信号连通过孔所穿越的层的类型；如某换层信号连通过孔的类型为via-A-B-C，其表示一个从A层到B层，然后从B层到C层的孔。用户可通过EDA开发工具，在其中集成各种类型的换层信号连通过孔的封装库。
S3、用户可根据实际情况，选择所述换层信号连通过孔的参数，定义孔径大小、孔间距、孔盘大小、孔角度等。
S4、当用户选择好这些参数后，通过EDA工具在所述多层印刷电路板仿真模型中的预定位置，打出所述换层信号连通过孔。
这样，设计一个换层信号连通过孔就如同设计铺铜孔一样简单，效率很高，且节省打孔空间。
图9所示为设置完成的HDI换层信号连通孔示例图。
为了减小信号的回流路径所包围的面积，保证阻抗连续，减小信号的EMI辐射，通过EDA工具在所述多层印刷电路板仿真模型中的预定位置，打出所述换层信号连通过孔之后，还需要在一些重要信号过孔周围打出地过孔，这能够通过EDA工具与仿真工具交互来实现，其步骤包括：选择重要信号；使用仿真工具(HFSS等软件)确定重要信号周围地过孔的个数、位置等，从而获得仿真结果；将仿真结果导入到EDA工具中；EDA工具自动根据仿真结果在重要信号换层信号连通过孔周围打出地过孔。
上面所述的在重要信号周围打出地过孔，是通过EDA工具与仿真工具交互来实现，本发明实施例也可通过对EDA工具进行二次开发来完成，直接通过EDA工具来实现。
以上所述，仅为本发明实施例的具体实施方式，但本发明实施例的保护围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
1.一种多层印刷电路板，包含基片，在所述基片上依次以交替的方式重复形成导体电路层和层间绝缘层；其特征在于，
在所述层间绝缘层中设有信号连通过孔；
所述导体电路层通过所述层间绝缘层中的信号连通过孔电连接；
在换层处的两个不同的层间绝缘层中的信号连通过孔的焊盘中心距，大于所述两个信号连通过孔中任意一个的焊盘半径，并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和。
2、根据权利要求1所述的多层印刷电路板，其特征在于，所述在换层处的两个不同的层间绝缘层中的信号连通过孔的焊盘部分重叠。
3、根据权利要求1或2所述的多层印刷电路板，其特征在于，在所述信号连通过孔周围均匀分布有地过孔。
4、根据权利要求1或2所述的多层印刷电路板，其特征在于，在所述信号连通过孔周围有伴随地过孔。
5、一种终端产品主板，其上包括基带或射频模块的核心芯片，其特征在于，所述终端产品主板为多层印刷电路板；其中，
所述多层印刷电路板，包含基片，在所述基片上依次以交替的方式重复形成导体电路层和层间绝缘层；在所述层间绝缘层中设有信号连通过孔；
所述导体电路层通过所述层间绝缘层中的信号连通过孔电连接；
在换层处的两个不同的层间绝缘层中的信号连通过孔的焊盘中心距，大于所述两个信号连通过孔中任意一个的焊盘半径，并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和。
6、根据权利要求5所述的终端产品主板，其特征在于，所述在换层处的两个不同的层间绝缘层中的信号连通过孔的焊盘部分重叠。
7、根据权利要求5或6所述的终端产品主板，其特征在于，在所述信号连通过孔周围均匀分布有地过孔。
8、根据权利要求5或6所述的终端产品主板，其特征在于，在所述信号连通过孔周围有伴随地过孔。
9、一种多层印刷电路板的设计方法，其特征在于，包括：
根据电路原理图建立多层印刷电路板的仿真模型；
根据选择的换层信号连通过孔的类型和参数，在所述多层印刷电路板仿真模型中的预定位置，打出所述换层信号连通过孔；其中，组成该换层信号连通过孔的相邻两个信号连通过孔的焊盘中心距，大于所述两个信号连通过孔中任意一个的焊盘半径，并且小于所述两个信号连通过孔的焊盘半径之和。
10、根据权利要求9所述的多层印刷电路板的设计方法，其特征在于，
所述选择的换层信号连通过孔的类型具体为：
从集成有不同类型的换层信号连通过孔的封装库中，选择的所述换层信号连通过孔的类型。
11、根据权利要求9或10所述的多层印刷电路板的设计方法，其特征在于，所述换层信号连通过孔的参数包括：换层信号连通过孔的孔径大小、孔间距、焊盘大小或孔角度。
12、根据权利要求11所述的多层印刷电路板的设计方法，其特征在于，
在所述多层印刷电路板仿真模型中的预定位置，打出所述换层信号连通过孔的步骤之后还包括：
在预定的换层信号连通过孔周围自动打出地过孔。
13、根据权利要求12所述的多层印刷电路板的设计方法，其特征在于，所述在预定的换层信号连通过孔周围自动打出地过孔具体为：
对所述预定的换层信号连通过孔周围的地过孔的个数、位置和孔径进行仿真，得到仿真结果；
根据所述仿真结果在所述预定的换层信号连通过孔周围自动打出地过孔。
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