CN104023474A - 一种减小阻抗突变对传输线信号质量影响的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减小阻抗突变对传输线信号质量影响的方法，对于线路板上一条信号传输线，在传输线的路径上有金手指、封装电容焊盘、过孔、传输线拐角，影响线路阻抗，为了减小阻抗突变对传输线信号质量影响，将线路板上金手指、封装电容焊盘、过孔处、传输线拐角处的阻抗增大同传输线相近。采用本发明所提供的技术，会让此结构中金手指，电容焊盘处的阻抗增大同传输线阻抗相近，使信号从金手指到接收端传输路径上阻抗较为平滑，减小了反射，降低了损耗。在高速传输链路中，此方法对阻抗突变和损耗方面改善效果较为明显。

Description

一种减小阻抗突变对传输线信号质量影响的方法

技术领域

本发明涉及涉及电子领域，具体涉及一种减小阻抗突变对传输线信号质量影响的方法，属于PCB LAYOUT设计及仿真领域。

技术背景

随着信号速率的提高，信号质量在信号有效传输中所占的位置越来越重要。对于信号质量的设计原则是信号经过互连线时所感受到的阻抗应相同。

任何一段互连线，无论线长和形状如何，也不论信号的上升时间如何，都是一个由信号路径和返回路径构成的传输线。一个信号在沿着互连线前进的每一步中，都会感受到一个瞬态阻抗。

如果瞬态阻抗为常数，就像传输线具有均有的横截面一样，则其信号质量会获得奇迹般的改善。

在传输线的路径上有金手指，封装焊盘，过孔，传输线拐角等影响阻抗的因素。尤其对于短距离产生的多次阻抗突变对信号传输的影响更大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种减小阻抗突变对传输线信号质量影响的方法。

可以采用渐变的阻抗设计，使传输线感受到较平稳的阻抗变化，避免在信号传输过程中突然较大幅度的阻抗变化，影响信号正确传输，带来较大反射。

本发明所采用的技术方案为：

一种减小阻抗突变对传输线信号质量影响的方法，对于线路板上一条信号传输线，在传输线的路径上有金手指、封装电容焊盘、过孔、传输线拐角，影响线路阻抗，为了减小阻抗突变对传输线信号质量影响，将线路板上金手指、封装电容焊盘、过孔处、传输线拐角处的阻抗增大同传输线相近。

注：反焊盘（anti-pad），指的是负片中铜皮与焊盘的距离。

所述将线路板上金手指、封装电容焊盘、过孔处、传输线拐角处的阻抗增大的方式为,可以将线路板上金手指、封装电容焊盘、过孔处、传输线拐角相邻层下方挖空。

所述相邻层下方挖空具体操作为：

对于金手指处阻抗处理，通过对金手指下方相邻层平面挖空处理，使出金手指的走线加宽，间距变小来减小传输线阻抗。

对于封装电容焊盘处阻抗处理，封装电容焊盘处焊盘下方挖空，来减小体电容，从而增大阻抗。

对于过孔处阻抗处理，过孔处扩大反焊盘，增大过孔阻抗，减小寄生电容产生的影响。

对于传输线拐角处阻抗处理，拐角处扩大反焊盘，增大拐角阻抗阻抗。

本发明的有益效果为：采用本发明所提供的技术，会让此结构中金手指，电容焊盘处的阻抗增大同传输线阻抗相近，使信号从金手指到接收端传输路径上阻抗较为平滑，减小了反射，降低了损耗。在高速传输链路中，此方法对阻抗突变和损耗方面改善效果较为明显。

附图说明

图1为本发明所涉及的总线拓扑结构图；

图2为本发明经过反焊盘处理后的金手指、电容、过孔示意图。

具体实施方式

下面参照附图，通过具体实施方式对本发明进一步说明：

实施例1：

如图1所示：传输线经过金手指300Mil后到达0402封装电容，电容处打孔换层，经过内层3000Mil到接收芯片，此PCIE3.0总线，传输线设计为100欧姆。但在路径上有三个阻抗突变点，金手指1，电容焊盘2，过孔。金手指的焊盘减小了阻抗值，如果将金手指1走出的传输线设计为100欧姆，必然造成金手指同传输线阻抗变化过大，造成很大的突变点。传输线连接到0402封装电容2，又出现一个突变点，换层过孔也是一个突变点，在从金手指1到换层过孔之间总共三个突变点，大大影响了信号质量。

根据传输线特性阻抗与参考层的距离成正比，增大参考平面的距离，就增大了物理结构的阻抗的原理，如图2所示，将金手指1，0402封装电容2到过孔处相邻层下方挖空，过孔同电容距离为10Mil,连接线15Mil,金手指到电容传输线设计为90欧姆左右，这样的设计会让此结构中金手指，电容焊盘处的阻抗增大同传输线阻抗相近，使信号从金手指到接收端传输路径上阻抗较为平滑，减小了反射，降低了损耗。

实施例2：

在设计的刀片服务器系统中，一板卡设计有PCIE总线，设计路径上存在多处反射，经过金手指，AC耦合电容，过孔，各反射点相距较短，通过对金手指下方相邻层平面挖空处理，使出金手指的走线加宽，间距变小来减小传输线阻抗，到电容焊盘处焊盘下方挖空，来减小体电容，从而增大阻抗，过孔处同样扩大反焊盘，增大过孔阻抗，减小寄生电容产生的影响。使信号在从金手指到换层过孔感受到平缓的阻抗。

Claims (6)

1.一种减小阻抗突变对传输线信号质量影响的方法，对于线路板上一条信号传输线，在传输线的路径上有金手指、封装电容焊盘、过孔、传输线拐角，影响线路阻抗，其特征在于：将线路板上金手指、封装电容焊盘、过孔处、传输线拐角处的阻抗增大同传输线相近。

2.根据权利要求1所述的一种减小阻抗突变对传输线信号质量影响的方法，其特征在于：所述将线路板上金手指、封装电容焊盘、过孔处、传输线拐角处的阻抗增大的方式为,将线路板上金手指、封装电容焊盘、过孔处、传输线拐角相邻层下方挖空。

3.根据权利要求2所述的一种减小阻抗突变对传输线信号质量影响的方法，其特征在于：所述相邻层下方挖空具体操作,对于金手指处阻抗处理，通过对金手指下方相邻层平面挖空处理，使出金手指的走线加宽，间距变小来减小传输线阻抗。

4.根据权利要求2所述的一种减小阻抗突变对传输线信号质量影响的方法，其特征在于：所述相邻层下方挖空具体操作,对于封装电容焊盘处阻抗处理，封装电容焊盘处焊盘下方挖空，来减小体电容，从而增大阻抗。

5.根据权利要求2所述的一种减小阻抗突变对传输线信号质量影响的方法，其特征在于：所述相邻层下方挖空具体操作,对于过孔处阻抗处理，过孔处扩大反焊盘，增大过孔阻抗，减小寄生电容产生的影响。

6.根据权利要求2所述的一种减小阻抗突变对传输线信号质量影响的方法，其特征在于：所述相邻层下方挖空具体操作,对于传输线拐角处阻抗处理，拐角处扩大反焊盘，增大拐角阻抗阻抗。