CN103687290A - 刚挠结合板及其信号传输线布线方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种刚挠结合板及其信号传输线布线方法和装置，所述方法包括步骤：根据挠性基材上信号层挠性段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在挠性段的线宽和线距或/和单端信号传输线在挠性段的线宽；根据挠性基材上信号层刚挠段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在刚挠段中的线宽和线距或/和单端信号传输线在刚挠段的线宽；根据确定的差分信号传输线在挠性段或刚挠段中的线宽和线距进行差分信号传输线布线，或/和单端信号传输线在挠性段或刚挠段中的线宽进行单端信号传输线布线。按照计算的相应线宽和线距对信号传输线进行布线，使挠性基材上信号传输线阻抗匹配，减少信号反射，从而保证了信号的完整性。
Description
技术领域
本发明涉及刚挠结合板领域，特别是涉及一种刚挠结合板及其信号传输线布线方法和装置。
背景技术
随着PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）向体积小、重量轻、立体安装以及高连接可靠性的方向发展，刚性印制电路板和挠性印制电路板开始向刚挠结合板方向发展。
刚挠结合板是将薄层状的挠性底层和刚性底层结合，再层压入一个单一组件中形成的电路板，其结构示意图如图1或图2所示。图1为挠性基材埋在内部的刚挠结合板剖面示意图。刚性基材100通过粘接材料300与挠性基材200结合。信号层400为覆铜区域，顶层和底层的信号层400一般用于放置元件，中间信号层400一般用于布置信号传输线。参考层500与信号层400相邻，用于保证信号层400的阻抗和信号质量。所述刚性基材100与所述挠性基材200结合的部分为刚挠段，只有所述挠性基材200部分为挠性段。挠性覆盖膜600贴于挠性段的挠性基材200两侧，用于保护挠性基材200的信号传输线和增强挠性基材200强度。图2为挠性基材在外部的刚挠结合板剖面示意图，其结构与图1类似，在此不予赘述。刚挠结合板的刚性区域具有刚性板的高可靠性，挠性区域具有挠性板的可弯折性和立体安装性。刚挠结合板已经被广泛应用在在消费电子、通信、工业控制、以及国防军工等产品中。
随着电子信号传输频率越来越高，不可避免的对信号传输线提出阻抗匹配的要求。刚挠结合板挠性基材上的信号传输线作为重要连接传输导线，在高频信号等情况下存在阻抗控制要求。现有技术中刚挠结合板挠性基材上信号传输线自始至终为相同宽度，使信号传输线的阻抗值不能匹配一致，影响信号的完整性。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种刚挠结合板及其信号传输线布线方法和装置，使信号传输线在不同传输段的阻抗值匹配一致，保证信号的完整性。
一种刚挠结合板信号传输线布线方法，包括步骤：
根据挠性基材上信号层挠性段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在所述挠性段的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述挠性段的线宽；
根据挠性基材上信号层刚挠段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在所述刚挠段中的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述刚挠段的线宽；
根据确定的差分信号传输线在所述挠性段或所述刚挠段中的线宽和线距进行差分信号传输线布线，或/和单端信号传输线在所述挠性段或所述刚挠段中的线宽进行单端信号传输线布线。
一种刚挠结合板信号传输线布线装置，包括：
线宽和线距确定模块，用于根据挠性基材上信号层挠性段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在所述挠性段的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述挠性段的线宽；用于根据挠性基材上信号层刚挠段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在所述刚挠段中的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述刚挠段的线宽；
与所述线宽和线距确定模块相连的布线模块，用于根据确定的差分信号传输线在所述挠性段或所述刚挠段中的线宽和线距进行差分信号传输线布线，或/和单端信号传输线在所述挠性段或所述刚挠段中的线宽进行单端信号传输线布线。
在设计和生产挠性基材有阻抗匹配要求的刚挠结合板时，上述刚挠结合板信号传输线布线方法及装置，以刚挠段和挠性段结合的界面作为信号传输线的分段计算界面，分别根据信号层刚挠段或挠性段所对应的介质厚度计算信号传输线的线宽和线距，并按照计算的相应线宽和线距对信号传输线进行布线，使挠性基材上信号传输线阻抗匹配，减少信号反射，从而保证了信号的完整性。
一种刚挠结合板，包括差分信号传输线或/和单端信号传输线，所述差分信号传输线在挠性段具有第一线宽和第一线距，在刚挠段具有第二线宽和第二线距，其中，所述第一线宽和第一线距根据挠性基材上信号层所述挠性段的相邻介质层厚度确定，所述第二线宽和第二线距根据挠性基材上信号层所述刚挠段的相邻介质层厚度确定；
或/和所述单端信号传输线在挠性段具有第三线宽，在刚挠段具有第四线宽，其中，所述第三线宽根据挠性基材上信号层所述挠性段的相邻介质层厚度确定，所述第四线宽根据挠性基材上信号层所述刚挠段的相邻介质层厚度确定。
上述刚挠结合板，所述差分信号传输线在挠性段和刚挠段的线宽和线距分别通过对应的介质层厚度确定，或/和所述单端信号传输线在挠性段和刚挠段的线宽分别通过对应的介质层厚度确定，使其在不同传输段进行信号传输时阻抗匹配，保证了信号的完整性。
附图说明
图1为刚挠结合板实施例一剖面结构图；
图2为刚挠结合板实施例二剖面结构图；
图3为本发明方法实施例的流程示意图；
图4为本发明确定的差分信号传输线线宽和线距实施例的平面示意图；
图5为本发明确定的差分信号传输线线宽和线距实施例的立体示意图；
图6为本发明通过宽度渐变优化后的传输线交汇处实施例的示意图；
图7为本发明装置实施例一的结构示意图；
图8为本发明装置实施例二的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明刚挠结合板信号传输线布线方法的具体实施方式做详细描述。
如图3所示，一种刚挠结合板信号传输线布线方法，包括步骤：
S110、根据挠性基材上信号层挠性段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在所述挠性段的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述挠性段的线宽；
S120、根据挠性基材上信号层刚挠段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在所述刚挠段中的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述刚挠段的线宽；
S130、根据确定的差分信号传输线在所述挠性段或所述刚挠段中的线宽和线距进行差分信号传输线布线，或/和单端信号传输线在所述挠性段或所述刚挠段中的线宽进行单端信号传输线布线。
步骤S110和步骤S120没有先后顺序。步骤S110中根据信号层挠性段的相邻介质层厚度确定差分信号传输线在所述挠性段的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述挠性段的线宽，和步骤S120中根据信号层刚挠段的相邻介质层厚度确定差分信号传输线在所述刚挠段中的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述刚挠段的线宽可以通过现有技术中已知的方式获得，例如通过Polar阻抗计算软件PolarSi8000等。
所述信号层挠性段或刚挠段相邻介质层不包含所述挠性基材本身，指的是所述信号层另一侧的相邻介质层。所述信号层刚挠段相邻介质层为所述信号层与相邻另一层（如另一信号层等）之间的介质层。所述差分信号传输线包含两条传输线，所述线宽指的是各所述传输线的线路宽度，所述线距指的是两条传输线之间对应的线路距离。所述单端信号传输线包含一条传输线，所述线宽指的是所述传输线的线路宽度。
刚挠结合板由于用途和本身结构的特殊原因，所述信号层挠性段相邻的介质层厚度与刚挠段相邻的介质层厚度不相同，一般刚挠段相邻的介质层厚度大于挠性段相邻的介质层厚度。根据分界面分段计算的差分信号传输线中的传输线401和传输线402的线宽和线距如图4或图5所示。单端信号传输线在各个传输段的线宽情况类似于差分信号传输线中的其中任意一条传输线。由于考虑了刚挠段因介质层厚度与挠性段不同从而引起的阻抗值差异，本发明设计布线的差分信号传输线或单端信号传输线在不同传输段的阻抗值匹配，有效保证了信号的完整性。
根据挠性段和刚挠段不同介质层厚度计算出来的差分信号传输线或单端信号传输线线宽，在刚挠段和挠性段界面结合处存在宽度差异，如图4所示，为了有效避免线宽突变造成的阻抗信号跳动进而形成的传输数据跳动，需要对线宽突变处进行优化。作为一个实施例，步骤S130中进行差分信号传输线或/和单端信号传输线布线之前，还可以包括步骤：将所述差分信号传输线或/和单端信号传输线挠性段和刚挠段交汇处线宽通过宽度渐变进行优化。其中宽度渐变可以有多种方式，例如以圆弧状光滑曲线进行渐变，或者以阶梯状曲线进行渐变等。优化后的传输线实施例如图6所示。
作为一个实施例，通过宽度渐变优化后的交汇处可以位于挠性段或刚挠段或同时位于挠性段、刚挠段。
刚挠结合板一般包含信号层、参考层，每相邻两层之间均存在介质层。不同的刚挠结合板结构不同，挠性基材上信号层挠性段或刚挠段相邻介质层不同。作为一个实施例，如图1所示，所述挠性基材200上信号层400挠性段相邻介质层是挠性覆盖膜600；所述挠性基材200上信号层400刚挠段相邻介质层依次是粘接材料300、刚性基材100。所述信号层400刚挠段相邻介质层厚度明显与挠性段相邻介质层厚度不同。
基于上述方法，本发明还提供了一种刚挠结合板信号传输线布线装置。下面结合附图对本发明装置的具体实施方式做详细描述。
如图7所示，一种刚挠结合板信号传输线布线装置，包括：
线宽和线距确定模块100，用于根据挠性基材上信号层挠性段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在所述挠性段的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述挠性段的线宽；用于根据挠性基材上信号层刚挠段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在所述刚挠段中的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述刚挠段的线宽；
与所述线宽和线距确定模块100相连的布线模块200，用于根据确定的差分信号传输线在所述挠性段或所述刚挠段中的线宽和线距进行差分信号传输线布线，或/和单端信号传输线在所述挠性段或所述刚挠段中的线宽进行单端信号传输线布线。
所述线宽和线距确定模块100根据挠性段和刚挠段不同介质层厚度计算出来的差分信号传输线或单端信号传输线线宽，在刚挠段和挠性段界面结合处存在宽度差异，如图4所示，为了有效避免线宽突变造成的阻抗信号跳动进而形成的传输数据跳动，需要对线宽突变处进行优化。作为一个实施例，如图8所示，所述刚挠结合板信号传输线布线装置还可以包括与所述布线模块200相连的线宽优化模块300，用于将所述差分信号传输线或/和单端信号传输线挠性段和刚挠段交汇处线宽通过宽度渐变进行优化。其中宽度渐变可以有多种方式，例如以圆弧状光滑曲线进行渐变，或者以阶梯状曲线进行渐变等。优化后的传输线实施例如图6所示。
作为一个实施例，所述线宽优化模块300通过宽度渐变优化后的交汇处可以位于挠性段或刚挠段或同时位于挠性段、刚挠段。
刚挠结合板一般包含信号层、参考层，每相邻两层之间均存在介质层。不同的刚挠结合板结构不同，挠性基材上信号层挠性段或刚挠段相邻介质层不同。作为一个实施例，如图1所示，所述挠性基材200上信号层400挠性段相邻介质层是挠性覆盖膜600；所述挠性基材200上信号层400刚挠段相邻介质层依次是粘接材料300、刚性基材100。所述信号层400刚挠段相邻介质层厚度明显与所述信号层400挠性段相邻介质层厚度不同。
本发明装置其它技术特征与上述方法相同，在此不予赘述。
基于同一发明构思，本发明还提供一种刚挠结合板。下面对刚挠结合板的具体实施方式做详细描述。
一种刚挠结合板，包括差分信号传输线或/和单端信号传输线，所述差分信号传输线在挠性段具有第一线宽和第一线距，在刚挠段具有第二线宽和第二线距，其中，所述第一线宽和第一线距根据挠性基材上信号层所述挠性段的相邻介质层厚度确定，所述第二线宽和第二线距根据挠性基材上信号层所述刚挠段的相邻介质层厚度确定；
或/和所述单端信号传输线在挠性段具有第三线宽，在刚挠段具有第四线宽，其中，所述第三线宽根据挠性基材上信号层所述挠性段的相邻介质层厚度确定，所述第四线宽根据挠性基材上信号层所述刚挠段的相邻介质层厚度确定。
根据挠性段和刚挠段不同介质层厚度计算出来的差分信号传输线或单端信号传输线线宽，在刚挠段和挠性段界面结合处存在宽度差异，如图4所示，为了有效避免线宽突变造成的阻抗信号跳动进而形成的传输数据跳动，需要对线宽突变处进行优化。作为一个实施例，所述差分信号传输线或/和单端信号传输线在挠性段和刚挠段交汇处设有过渡区，所述过渡区与所述刚挠段相连的一端线宽等于所述刚挠段的线宽，所述过渡区与所述挠性段相连的另一端线宽等于所述挠性段的线宽，所述过渡区从一端到另一端的宽度渐变。其中宽度渐变可以有多种方式，例如以圆弧状光滑曲线进行渐变，或者以阶梯状曲线进行渐变等。优化后的传输线实施例如图6所示。
作为一个实施例，所述过渡区位于挠性段或刚挠段或同时位于挠性段、刚挠段。
刚挠结合板一般包含信号层、参考层，每相邻两层之间均存在介质层。不同的刚挠结合板结构不同，挠性基材上信号层挠性段或刚挠段相邻介质层不同。作为一个实施例，如图1所示，所述挠性基材200上信号层400挠性段相邻介质层是挠性覆盖膜600；所述挠性基材200上信号层400刚挠段相邻介质层依次是粘接材料300、刚性基材100。所述信号层400刚挠段相邻介质层厚度明显与挠性段相邻介质层厚度不同。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种刚挠结合板信号传输线布线方法，其特征在于，包括步骤：
根据挠性基材上信号层挠性段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在所述挠性段的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述挠性段的线宽；
根据挠性基材上信号层刚挠段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在所述刚挠段中的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述刚挠段的线宽；
根据确定的差分信号传输线在所述挠性段或所述刚挠段中的线宽和线距进行差分信号传输线布线，或/和单端信号传输线在所述挠性段或所述刚挠段中的线宽进行单端信号传输线布线。
2.根据权利要求1所述的刚挠结合板信号传输线布线方法，其特征在于，进行差分信号传输线或/和单端信号传输线布线的步骤之前，还包括步骤：将所述差分信号传输线或/和单端信号传输线挠性段和刚挠段交汇处线宽通过宽度渐变进行优化。
3.根据权利要求2所述的刚挠结合板信号传输线布线方法，其特征在于，通过宽度渐变优化后的交汇处位于挠性段或刚挠段或同时位于挠性段、刚挠段。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的刚挠结合板信号传输线布线方法，其特征在于，所述信号层挠性段相邻介质层是挠性覆盖膜；所述信号层刚挠段相邻介质层依次是粘接材料、刚性基材。
5.一种刚挠结合板信号传输线布线装置，其特征在于，包括：
线宽和线距确定模块，用于根据挠性基材上信号层挠性段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在所述挠性段的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述挠性段的线宽；用于根据挠性基材上信号层刚挠段的相邻介质层厚度，确定差分信号传输线在所述刚挠段中的线宽和线距或/和单端信号传输线在所述刚挠段的线宽；
与所述线宽和线距确定模块相连的布线模块，用于根据确定的差分信号传输线在所述挠性段或所述刚挠段中的线宽和线距进行差分信号传输线布线，或/和单端信号传输线在所述挠性段或所述刚挠段中的线宽进行单端信号传输线布线。
6.根据权利要求5所述的刚挠结合板信号传输线布线装置，其特征在于，还包括与所述布线模块相连的线宽优化模块，用于将所述差分信号传输线或/和单端信号传输线挠性段和刚挠段交汇处线宽通过宽度渐变进行优化。
7.根据权利要求6所述的刚挠结合板信号传输线布线装置，其特征在于，所述线宽优化模块通过宽度渐变优化后的交汇处位于挠性段或刚挠段或同时位于挠性段、刚挠段。
8.根据权利要求5至7任意一项所述的刚挠结合板信号传输线布线装置，其特征在于，所述信号层挠性段相邻介质层是挠性覆盖膜；所述信号层刚挠段相邻介质层依次是粘接材料、刚性基材。
9.一种刚挠结合板，包括差分信号传输线或/和单端信号传输线，其特征在于，
所述差分信号传输线在挠性段具有第一线宽和第一线距，在刚挠段具有第二线宽和第二线距，其中，所述第一线宽和第一线距根据挠性基材上信号层所述挠性段的相邻介质层厚度确定，所述第二线宽和第二线距根据挠性基材上信号层所述刚挠段的相邻介质层厚度确定；
或/和所述单端信号传输线在挠性段具有第三线宽，在刚挠段具有第四线宽，其中，所述第三线宽根据挠性基材上信号层所述挠性段的相邻介质层厚度确定，所述第四线宽根据挠性基材上信号层所述刚挠段的相邻介质层厚度确定。
10.根据权利要求9所述的刚挠结合板，其特征在于，所述差分信号传输线或/和单端信号传输线在挠性段和刚挠段交汇处设有过渡区，所述过渡区与所述刚挠段相连的一端线宽等于所述刚挠段的线宽，所述过渡区与所述挠性段相连的另一端线宽等于所述挠性段的线宽，所述过渡区从一端到另一端的宽度渐变。
11.根据权利要求9所述的刚挠结合板，其特征在于，所述过渡区位于挠性段或刚挠段或同时位于挠性段、刚挠段。
12.根据权利要求9至11任意一项所述的刚挠结合板，其特征在于，所述信号层挠性段相邻介质层是挠性覆盖膜；所述信号层刚挠段相邻介质层依次是粘接材料、刚性基材。
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