CN103942351A - 增加电路板层数的设计系统及设计方法 - Google Patents

增加电路板层数的设计系统及设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种增加电路板层数的设计系统及设计方法。该方法包括：根据仿真得到的参考电路板中的若干过孔阻抗确定参考电路板中最优化的过孔模型；根据待设计的电路板的厚度、该过孔模型参数，仿真出待设计的电路板中应用过孔模型参数设计的过孔产生的过孔阻抗；在待设计的电路板中的过孔阻抗与参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值落入该预定范围之内时，记录对应的待设计的电路板中的反焊盘的数量；以及根据记录反焊盘的数量及待设计的电路板的厚度，确定在待设计的电路板中每隔多少mil需增加一个反焊盘。本发明的设计系统及方法，设计不同层数的电路板时应用同一种过孔模型，调整反焊盘的数量即可，从而节省电路板设计时间。

Description

增加电路板层数的设计系统及设计方法
技术领域
本发明涉及一种电路板设计方法，特别涉及一种增加电路板层数的设计方法。
背景技术
过孔包括钻孔、焊盘及非连接层的反焊盘。电路板的厚度增加时，过孔长度也会相应地增加。增加过孔的长度会增加其自身的电感，进而增加过孔的阻抗。过孔阻抗会影响信号传输的完整性。因此，在增加电路板层数的时候，需考虑如何设计过孔，例如如何调整钻孔、焊盘、反焊盘的直径，以减小过孔对信号传输的影响。在设计电路板时，经常会设计不同层数的电路板，例如四层电路板、六层电路板等。现有设计中，设计不同层数的电路板时，需不断地调整过孔中钻孔、焊盘、反焊盘的参数，进行仿真，以得到优化的过孔设计，从而减小过孔对信号传输的影响。如此，会增加电路板设计时间。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种增加电路板层数的设计方法，以减少电路板设计时间。
该增加电路板层数的设计系统，运行于计算装置，该设计系统包括：仿真模块，用于根据用户输入的用于计算参考电路板中过孔阻抗的参数进行仿真，以得到该参考电路板的过孔阻抗；过孔模型建立模块，用于根据仿真得到的该参考电路板的若干过孔阻抗确定该参考电路板中最优化的过孔模型，该过孔模型的参数包括钻孔、焊盘、反焊盘的直径及反焊盘的数量；该仿真模块，还用于根据待设计的电路板的厚度、该过孔模型参数，仿真出在该待设计的电路板中应用该过孔模型参数设计的过孔产生的过孔阻抗；判断模块，用于判断判断仿真得到的该待设计的电路板的过孔阻抗与仿真得到的该参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值是否在一预定范围之内；提醒模块，用于在仿真得到的该待设计的电路板的过孔阻抗与仿真得到的该参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值不在该预定范围之内时，提醒用户进行该待设计的电路板中的反焊盘的数量的调整；该仿真模块，还用于根据用户调整的该待设计的电路板中反焊盘的数量，对该待设计的电路板重新进行过孔仿真；记录模块，在仿真得到的该待设计的电路板中的过孔阻抗与仿真得到的该参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值落入该预定范围之内时，记录该待设计的电路板与该参考电路板的过孔阻抗的差值落入该预定范围之内时该待设计的电路板中的反焊盘的数量；以及计算模块，根据该记录的该待设计的电路板中的反焊盘的数量及该待设计的电路板的厚度，确定在该待设计的电路板中每隔多少mil需增加一个反焊盘。
该增加电路板层数的设计方法，运行于计算装置，该方法包括：根据用户输入的用于计算参考电路板中过孔阻抗的参数进行过孔仿真；根据仿真得到的该参考电路板中的若干过孔阻抗确定该参考电路板中最优化的过孔模型，该过孔模型的参数包括钻孔、焊盘、反焊盘的直径及反焊盘的数量；根据待设计的电路板的厚度、该过孔模型参数，仿真出该待设计的电路板中应用该过孔模型参数设计的过孔产生的过孔阻抗；判断仿真得到的该待设计的电路板的过孔阻抗与仿真得到的该参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值是否在一预定范围之内；在仿真得到的该待设计的电路板的过孔阻抗与仿真得到的该参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值不在该预定范围之内时，提醒用户进行该待设计的电路板中的反焊盘的数量的调整；根据用户调整的该待设计的电路板中反焊盘的数量，对该待设计的电路板重新进行过孔仿真；在仿真得到的该待设计的电路板中的过孔阻抗与仿真得到的该参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值落入该预定范围之内时，记录该待设计的电路板与该参考电路板的过孔阻抗的差值落入该预定范围之内时该待设计的电路板中的反焊盘的数量；以及根据该记录的该待设计的电路板中的反焊盘的数量及该待设计的电路板的厚度，确定在该待设计的电路板中每隔多少mil需增加一个反焊盘。
本发明的增加电路板层数的设计系统及方法，设计不同层数的电路板时应用同一种过孔模型，调整反焊盘的数量，即可满足过孔阻抗连续性的要求，从而节省电路板设计时间。
附图说明
图1是现有技术印刷电路板的结构示意图。
图2是本实施方式中增加电路板层数的设计系统的功能模块图。
图3是本实施方式中增加电路板层数的设计方法的流程图。
主要元件符号说明
电路板 100
第一信号层 10
电源层 20
接地层 30
第二信号层 40
过孔 50
钻孔 500
焊盘 502
反焊盘 504
增加电路板层数的设计系统 200
仿真模块 201
过孔模型建立模块 202
判断模块 203
提醒模块 204
记录模块 205
计算模块 206
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1所示，是现有技术印刷电路板的结构示意图。以四层电路板100为例，该电路板100包括一第一信号层10、一电源层20、一接地层30、一第二信号层40及一过孔50。过孔50包括钻孔500、焊盘502及非连接层的反焊盘504。已知，阻抗其中，L为电感，C为电容。过孔50本身存在着对地的寄生电容和寄生电感。寄生电容C=1.41εTD1/(D2-D1)，寄生电感L=5.08h[ln(4h/d)+1]。其中，d为钻孔500的直径，D1为焊盘502的直径，D2为反焊盘504的直径，T为电路板100的厚度，ε为电路板100的基材介电常数，h为过孔50的长度。由阻抗计算公式可知增加过孔50的长度会增加过孔50自身的电感，进而增加过孔50的阻抗。因过孔50（通常为通孔）的长度等于电路板100的厚度，可知在电路板100的层数增加即厚度增加时，过孔50的阻抗会增加。事实上，除了过孔阻抗计算公式中的参数变化会引起过孔阻抗变化外，反焊盘数量、接地孔数量、过孔残段长度等都会引起过孔阻抗的变化。通过仿真分析得知过孔50中反焊盘504数量增加时，过孔阻抗减少。因此，在增加电路板100的层数时，可通过增加反焊盘504数量来减少过孔50长度增加时增加的过孔阻抗，而无需调整钻孔500、焊盘502及反焊盘504的直径等。
图2是本实施方式中增加电路板层数的设计系统200的功能块图。该系统200包括仿真模块201、过孔模型建立模块202、判断模块203、提醒模块204、记录模块205以及计算模块206。各个模块的具体功能结合图3的方法流程图进行说明。
参阅图3，是本实施方式中通过增加过孔50中反焊盘504的数量以减少电路板100的层数增加引起的过孔阻抗的增加的方法流程图。
步骤S300中，仿真模块201根据用户输入的用于计算参考电路板中过孔阻抗的参数进行仿真，以得到参考电路板的过孔阻抗。用户每输入一组参数，仿真模块201进行一次仿真，并得到参考电路板的一过孔阻抗。该参考电路板的层数至少为四层。该参考电路板通常为四层电路板或八层电路板。
步骤S301中，过孔模型建立模块202根据仿真模块201得到的参考电路板的多组过孔阻抗确定参考电路板中最优化的过孔模型。实际应用时，参考电路板应用该过孔模型设计的过孔产生的过孔阻抗为最优。该过孔模型的参数包括钻孔500、焊盘502、反焊盘504的直径及反焊盘504的数量等。
步骤S302中，仿真模块201根据待设计的电路板的厚度、过孔模型参数，仿真出在待设计的电路板中应用过孔模型参数设计的过孔50产生的过孔阻抗。
步骤S303中，判断模块203判断仿真得到的待设计的电路板的过孔阻抗与仿真得到的参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值是否在预定范围。如果否，执行步骤S304，如果是，执行步骤S306。
步骤S304中，提醒模块204提醒用户进行待设计的电路板中的反焊盘504数量调整。
步骤S305中，仿真模块201根据用户调整的待设计的电路板中反焊盘504的数量，对待设计的电路板重新进行过孔仿真。执行完步骤S305后，返回执行步骤S303。
步骤S306中，记录模块205记录待设计的电路板与参考电路板的过孔阻抗的差值落入预定范围之内时待设计的电路板中的反焊盘504的数量。
步骤S307中，计算模块206根据记录的反焊盘504的数量及待设计的电路板的厚度，确定在待设计的电路板中每隔多少mil需增加一个反焊盘504，即增加一个电源层或接地层。
采用本实施方式中的增加电路板层数的设计系统及方法，设计不同层数的电路板时应用同一种过孔模型，调整反焊盘504的数量，即可满足过孔阻抗连续性的要求，从而节省电路板设计时间。

Claims (6)

1.一种增加电路板层数的设计方法，运行于计算装置，其特征在于，该方法包括：
根据用户输入的用于计算参考电路板中过孔阻抗的参数进行过孔仿真；
根据仿真得到的该参考电路板中的若干过孔阻抗确定该参考电路板中最优化的过孔模型，该过孔模型的参数包括钻孔、焊盘、反焊盘的直径及反焊盘的数量；
根据待设计的电路板的厚度、该过孔模型参数，仿真出该待设计的电路板中应用该过孔模型参数设计的过孔产生的过孔阻抗；
判断仿真得到的该待设计的电路板的过孔阻抗与仿真得到的该参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值是否在一预定范围之内；
在仿真得到的该待设计的电路板的过孔阻抗与仿真得到的该参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值不在该预定范围之内时，提醒用户进行该待设计的电路板中的反焊盘的数量的调整；
根据用户调整的该待设计的电路板中反焊盘的数量，对该待设计的电路板重新进行过孔仿真；
在仿真得到的该待设计的电路板中的过孔阻抗与仿真得到的该参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值落入该预定范围之内时，记录该待设计的电路板与该参考电路板的过孔阻抗的差值落入该预定范围之内时该待设计的电路板中的反焊盘的数量；以及
根据该记录的该待设计的电路板中的反焊盘的数量及该待设计的电路板的厚度，确定在该待设计的电路板中每隔多少mil需增加一个反焊盘。
2.如权利要求1所述的增加电路板层数的设计方法，其特征在于，该参考电路板的层数至少为四层。
3.如权利要求1所述的增加电路板层数的设计方法，其特征在于，该参考电路板为四层电路板或八层电路板。
4.一种增加电路板层数的设计系统，运行于计算装置，其特征在于，该设计系统包括：
仿真模块，用于根据用户输入的用于计算参考电路板中过孔阻抗的参数进行仿真，以得到该参考电路板的过孔阻抗；
过孔模型建立模块，用于根据仿真得到的该参考电路板的若干过孔阻抗确定该参考电路板中最优化的过孔模型，该过孔模型的参数包括钻孔、焊盘、反焊盘的直径及反焊盘的数量；
该仿真模块，还用于根据待设计的电路板的厚度、该过孔模型参数，仿真出在该待设计的电路板中应用该过孔模型参数设计的过孔产生的过孔阻抗；
判断模块，用于判断判断仿真得到的该待设计的电路板的过孔阻抗与仿真得到的该参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值是否在一预定范围之内；
提醒模块，用于在仿真得到的该待设计的电路板的过孔阻抗与仿真得到的该参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值不在该预定范围之内时，提醒用户进行该待设计的电路板中的反焊盘的数量的调整；
该仿真模块，还用于根据用户调整的该待设计的电路板中反焊盘的数量，对该待设计的电路板重新进行过孔仿真；
记录模块，在仿真得到的该待设计的电路板中的过孔阻抗与仿真得到的该参考电路板的最优过孔阻抗的差值的绝对值落入该预定范围之内时，记录该待设计的电路板与该参考电路板的过孔阻抗的差值落入该预定范围之内时该待设计的电路板中的反焊盘的数量；以及
计算模块，根据该记录的该待设计的电路板中的反焊盘的数量及该待设计的电路板的厚度，确定在该待设计的电路板中每隔多少mil需增加一个反焊盘。
5.如权利要求4所述的增加电量板层数的设计系统，其特征在于，该参考电路板的层数至少为四层。
6.如权利要求4所述的增加电路板层数的设计系统，其特征在于，该参考电路板为四层电路板或八层电路板。
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