CN103108486A - 一种跨层参考降低损耗的设计方法 - Google Patents

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CN103108486A CN2013100179657A CN201310017965A CN103108486A CN 103108486 A CN103108486 A CN 103108486A CN 2013100179657 A CN2013100179657 A CN 2013100179657A CN 201310017965 A CN201310017965 A CN 201310017965A CN 103108486 A CN103108486 A CN 103108486A
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王林
吕瑞倩
吴景霞
肖沙沙
张柱
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Abstract

本发明提供一种跨层参考降低损耗的设计方法，降低损耗的具体方法如下：将传输线下方的GND1层铜箔割除挖空，使传输线到参考层厚度从2.7mil增加到8mil，在signal1层将割除的铜箔补上，在保持Z不变的基础上将线宽增加到12mil，线宽从原来的4mil增加到12mil，线宽增加了3倍，再根据传导损耗公式
Figure 2013100179657100004DEST_PATH_IMAGE001
=
Figure 677731DEST_PATH_IMAGE002
计算，W增大了3倍，传导损耗就降低了3倍。

Description

一种跨层参考降低损耗的设计方法
技术领域
本发明涉及线路板制作技术领域，具体地说是一种跨层参考降低损耗的设计方法。
背景技术
目前电子产品不论是消费类电子还是工业电子系，系统的运行速度都是越来越快。随着电子系统速度的上升，系统内部的芯片信号运行速度也是呈快速上升的趋势。随着信号速度越来越快，信号在传输过程中的损耗也越来越大，信号在PCB上传输中的损耗主要分为介质损耗                                                和传导损耗
Figure 16216DEST_PATH_IMAGE002
，在材料和工艺固定的前提下介质损耗
Figure 630868DEST_PATH_IMAGE001
就固定了，以上可以看出α损=
Figure 22797DEST_PATH_IMAGE001
+，当
Figure 40618DEST_PATH_IMAGE001
固定的前提下，只有从传导损耗方向考虑才能有效降低信号的损耗。本文就给出一种如何在材料及工艺固定的前提下减小传导损耗的方法。以下以PCB为介质讲解。
任何一条高速传导线都有其固定的阻抗Z要求，而这些要求在芯片厂商设计芯片的时候就固定了，这就要求我们在产品设计时候设计的高速线必须符合芯片厂商的要求。
阻抗Z的计算公式为 ：Z=X
Figure 2013100179657100002DEST_PATH_IMAGE003
Figure 640150DEST_PATH_IMAGE004
 
Figure 2013100179657100002DEST_PATH_IMAGE005
X：为固定参数，
Figure 989092DEST_PATH_IMAGE006
  ：为材料的介电常数，h：为线路距离参考曾距离，W表示宽度要减小信号的传导损耗必须增加线路的设计宽度，但如果只增加了宽度W势必造成线路阻抗Z的减小如此会导致线路的阻抗不匹配进而引起信号反射。所以在减小信号的传导损耗的同时不能改变固定阻抗的大小。
发明内容
本发明的技术任务是解决现有技术的不足，按照厂商的要求PCB的层数为6层板，整体厚度63mil，传输线设置在顶层，顶层到它的参考层距离h为2.7mil，阻抗Z=100，
Figure 739004DEST_PATH_IMAGE006
=4.3，h=2.7，
               阻抗Z的计算公式为 ：Z=X
Figure 23355DEST_PATH_IMAGE003
Figure 373565DEST_PATH_IMAGE004
 
其中：X：为固定参数，
Figure 707780DEST_PATH_IMAGE006
  ：为材料的介电常数，h：为线路距离参考层距离，W表示宽度，根据阻抗Z的计算公式，计算得出的走线宽度为w=4mil，而此传输线用来传输速度达到10G的网络信号，其传导损耗将会非常大，严重影响信号质量，要减小信号的传导损耗，必须增加线路的设计宽度，降低损耗的具体方法如下：
    将传输线下方的GND1层铜箔割除挖空，使传输线到参考层厚度从2.7mil增加到8mil，在signal1层将割除的铜箔补上，在保持Z不变的基础上将线宽增加到12mil ，线宽从原来的4mil增加到12mil，线宽增加了3倍，再根据传导损耗公式 
Figure 600517DEST_PATH_IMAGE002
=
Figure 2013100179657100002DEST_PATH_IMAGE007
  
Figure 624974DEST_PATH_IMAGE008
  计算，W增大了3倍，传导损耗就降低了3倍。
本发明的突出的有益效果：方法简单效果明显，减少传导损耗提高信号质量。
附图说明
图1是降低损耗流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的方法作进一步详细说明。
以下以一款主板中的10G网络（100欧姆）传输线为例，以下为一块主板的PCB叠层设计图为例：
按照厂商的要求PCB的层数为以上叠层设计（不能变更），6层板，整体厚度63mil，TOP层到它的参考曾距离为2.7mil，根据Z=100，
Figure 7063DEST_PATH_IMAGE006
=4.3，h=2.7
                  阻抗公式 Z=X
Figure 495682DEST_PATH_IMAGE003
Figure 856257DEST_PATH_IMAGE004
 
Figure 181059DEST_PATH_IMAGE005
     计算得出的走线宽度为w=4mil，而此传输线用来传输速度达到10G的网络信号其传导损耗将会非常大，严重影响信号质量。
 降低损耗的设计方法如下：
1）将传输线下方的GND1层挖空，使传输线的参考参考Signal1层，这样由于h从2.7mil增加到8mil，在保持Z不变的基础上将线宽可以增加到12mil
2）线宽从原来的4mil增加到12mil，线宽增加了3倍，根据传导损耗
Figure 363909DEST_PATH_IMAGE002
=
Figure 192188DEST_PATH_IMAGE007
  
Figure 674729DEST_PATH_IMAGE008
   来看W增大了3倍，传导损耗就降低了3倍。
除本发明的说明书公开的技术特征外均为本专业技术人员的公职技术。

Claims (1)

1.一种跨层参考降低损耗的设计方法，其特征在于，按照厂商的要求PCB的层数为6层板，整体厚度63mil，传输线设置在顶层，顶层到它的参考层距离h为2.7mil，阻抗Z=100，                                                
Figure 2013100179657100001DEST_PATH_IMAGE001
=4.3，h=2.7，
               阻抗Z的计算公式为 ：Z=X
Figure 802800DEST_PATH_IMAGE002
Figure 2013100179657100001DEST_PATH_IMAGE003
 
Figure 877636DEST_PATH_IMAGE004
其中：X：为固定参数，
Figure 629692DEST_PATH_IMAGE001
  ：为材料的介电常数，h：为线路距离参考层距离，W表示宽度，根据阻抗Z的计算公式，计算得出的走线宽度为w=4mil，而此传输线用来传输速度达到10G的网络信号，其传导损耗将会非常大，严重影响信号质量，要减小信号的传导损耗，必须增加线路的设计宽度，降低损耗的具体方法如下：
    将传输线下方的GND1层铜箔割除挖空，使传输线到参考层厚度从2.7mil增加到8mil，在signal1层将割除的铜箔补上，在保持Z不变的基础上将线宽增加到12mil ，线宽从原来的4mil增加到12mil，线宽增加了3倍，再根据传导损耗公式 
Figure 2013100179657100001DEST_PATH_IMAGE005
=
Figure 576788DEST_PATH_IMAGE006
    计算，W增大了3倍，传导损耗就降低了3倍。
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