CN105636342B - 一种印制电路板的布线方式 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种印制电路板的布线方式，包括在基板上设置一传输线，当传输线的长度大于1英寸时，该传输线呈正弦波曲线状，正弦波曲线的波峰大于最大玻纤束间距，所述正弦波曲线的波长大于3H，其中H为传输线到参考平面的距离。本发明还公开了一种印制电路板的布线方式，包括：在基板上设置一传输线，当传输线的长度大于1英寸时，该传输线呈对称三角波曲线状，所述对称三角波曲线的波峰A2大于最大玻纤束间距，所述正弦波曲线的折角为B，其中0°<B<45°。本发明可减小同一传输线的阻抗波动，提高不同传输线之间的阻抗一致性。

Description

一种印制电路板的布线方式
技术领域
本发明涉及印制电路板设计领域，尤其涉及一种印制电路板的布线方式。
背景技术
印制电路板所用的主体材料包括基板材料(覆铜板)和半固化片，其中，基板材料(覆铜板)是由树脂、玻纤布、铜箔三者组成，半固化片是由树脂和玻纤布组成。玻纤布是覆铜板和半固化片的骨架，它可以提高基板材料的强度，同时维持其结构稳定性。目前，覆铜板和半固化片中最常用的电子玻纤布是由经纬纱交织而成，这种玻纤布具有网格结构，在经纬纱交织点处玻璃纤维含量高，单根经纬纱区域玻璃纤维含量低，而经纬纱之间的间隙则不含玻璃纤维。玻璃纤维的相对介电常数与树脂存在较大的差异(一般环氧树脂的介电常数在3左右，玻纤布的介电常数在6左右)，而覆铜板和半固化片的介电常数取决于玻璃纤维与树脂的介电常数及其在介质层中所占的体积比，因此PCB所用材料实际上不是均匀的，不同位置处由于玻纤、树脂含量差异会导致实际介电常数存在较大的差异。
介质层实际介电常数计算公式：
εr＝εresinVresin+εglassVglass＝εresinVresin+εglass*(1-Vresin)
其中，εresin和εglass分别为环氧树脂和玻璃纤维的介电常数，Vresin和Vglass分别为环氧树脂和玻璃纤维的体积比。
参考平面(Reference Planes)是指PCB的“地”，也即电流返回路径。参考平面的设计目的可使传输线阻抗与设计要求匹配外，还可以提供地电感的返回电流通路，使之减少电磁干扰(EMI)。
玻纤布是由玻纤束交织而成的网状结构，包括多根经向玻纤束和多根纬向玻纤束，相邻两根经向玻纤束的间距为d1，经向玻纤束的最大间距为d11(同一基板的经向玻纤束的相邻间距d1可能不同)，相邻两根纬向玻纤束的间距为d2，经向玻纤束的最大间距为d21(同一基板的纬向玻纤束的相邻间距d2可能不同)，因此，基板上的最大玻纤束间距d3为d11和d21的较大值。
目前多数布线策略是将系统总线中的传输线与基板边缘成0°或90°角方向布线，因而会导致传输线方向与玻纤的经纬纱相平行，从而有可能出现传输线在经纬纱正上方或传输线在两根经纬纱之间等极限情况，如图1所示，传输线103位于两根经向玻纤束101之间，传输线104位于一根经向玻纤束101正上方，传输线105位于一根纬向玻纤束102正上方，传输线106位于两根纬向玻纤束101之间，这样，使得不同传输线的实际介电常数不一致，从而导致板面不同位置处阻抗产生差异，当一对差分传输线一根分布在玻纤束正上方，一根在玻纤束之间时，由于两者的介电常数差异还会导致信号时延不一致，使得信号发生偏斜失真(Skew)。随着信号传输频率越来越高，对PCB阻抗控制精度要求越来越高，这种布线方式无法满足高频总线的信号传输和信号完整性要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种印制电路板的布线方式，可减小同一传输线的阻抗波动，提高不同传输线之间的阻抗一致性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种印制电路板的布线方式，包括：
在基板上设置一传输线，当传输线的长度大于1英寸时，该传输线呈正弦波曲线状，所述正弦波曲线的波峰A1大于最大玻纤束间距d3，所述正弦波曲线的波长X大于3H，其中H为传输线到参考平面的距离。
进一步地，该正弦波曲线状的传输线沿经向玻纤束的长度方向延伸。
进一步地，该正弦波曲线状的传输线沿纬向玻纤束的长度方向延伸。
一种印制电路板的布线方式，包括：
在基板上设置一传输线，当传输线的长度大于1英寸时，该传输线呈对称三角波曲线状，所述对称三角波曲线的波峰A2大于最大玻纤束间距d3，所述对称三角波曲线的折角为B，其中0°<B<45°。
进一步地，该对称三角波曲线状的传输线沿经向玻纤束的长度方向延伸。
进一步地，该对称三角波曲线状的传输线沿纬向玻纤束的长度方向延伸。
本发明的有益效果在于：
相比于现有技术，本发明的印制电路板的布线方式，可以弱化PCB基板介质不均匀带来的介电常数差异对传输线的影响，尤其是对于高速PCB来说，采用上述布线方式可以减小介质层介电常数波动对阻抗和信号传输时延的影响，可减小同一传输线的阻抗波动，提高不同传输线之间的阻抗一致性，并可显著改善信号传输时延不一致的问题，减小差分Skew，从而提高信号传输质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明传输线呈正弦波曲线状的结构示意图；
图3为本发明传输线呈对称三角波曲线状的结构示意图；
其中：101、经向玻纤束；102、纬向玻纤束；103、传输线；104、传输线；105、传输线；106、传输线；107、传输线；108、传输线。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1和图2所示，本发明的印制电路板的布线方式，包括：
在基板上设置一传输线107，当传输线107的长度大于1英寸时，该传输线107呈正弦波曲线状，所述正弦波曲线的波峰A1大于最大玻纤束间距d3，所述正弦波曲线的波长X大于3H，其中H为传输线到参考平面的距离。
本发明在布线时，当传输线107的长度大于1英寸，则使该传输线107呈正弦波曲线状布线，这样，可以弱化PCB基板介质不均匀对传输线107的影响，尤其是对于高速PCB来说，采用上述布线方式可以减小介质层介电常数波动对阻抗和信号传输时延的影响，可减小同一传输线的阻抗波动，提高不同传输线之间的阻抗一致性。对于差分传输线对来说，采用此种设计还可以显著改善信号传输时延不一致而导致的差分Skew问题，从而提高信号传输质量；而且所述正弦波曲线的波峰A1大于最大玻纤束间距d3，这样，可以保证正弦波曲线的幅度较大，进一步弱化PCB基板介质不均匀对传输线107的影响；所述正弦波曲线的波长X大于3H，其中H为传输线到参考平面的距离，也就是说绕大弯走线,当X足够大时,可以避免走线相互间的耦合效应，以免影响信号传输质量。
进一步地，该正弦波曲线状的传输线107沿经向玻纤束101的长度方向延伸。
进一步地，该正弦波曲线状的传输线107沿纬向玻纤束102的长度方向延伸。
进一步地，该正弦波曲线状的传输线107还可与经向或纬向玻纤束的长度方向成一定角度(0°-90°)延伸。
第二实施例：
如图1和图3所示，该印制电路板的布线方式包括：
在基板上设置一传输线108，当传输线108的长度大于1英寸时，该传输线108呈对称三角波曲线状，所述对称三角波曲线的波峰A2大于最大玻纤束间距d3，所述对称三角波曲线的折角为B，其中0°<B<45°。
本发明在布线时，当传输线108的长度大于1英寸，则使该传输线108呈对称三角波曲线状布线，这样，可以弱化PCB基板介质不均匀对传输线108的影响，尤其是对于高速PCB来说，采用该布线方式可以减小介质层介电常数波动对阻抗和信号传输时延的影响，可减小同一传输线的阻抗波动，提高不同传输线之间的阻抗一致性，并可显著改善信号传输时延不一致而导致的差分Skew问题，从而提高信号传输质量；而且，所述对称三角波曲线的波峰A2大于最大玻纤束间距d3，可以保证正弦波曲线的幅度较大，进一步弱化PCB基板介质不均匀对传输线107的影响；再者，所述正弦波曲线的折角为B，其中0°<B<45°，可以避免走线拐角引起的阻抗不连续性及由此产生的信号反射(直角走线或锐角走线会导致拐角处线宽增加，导致该处的阻抗较小，从而产生一定的信号反射现象)，并且可以减小电磁干扰(EMI)问题，提高信号的质量。
该对称三角波曲线状的传输线每一段走线长度c可以由式c＝2*A2/sinB计算而得。
进一步地，该对称三角波曲线状的传输线108沿经向玻纤束101的长度方向延伸。
进一步地，该对称三角波曲线状的传输线108沿纬向玻纤束102的长度方向延伸。
进一步地，该对称三角波曲线状的传输线108还可与经向或纬向玻纤束的长度方向成一定角度(0°-90°)延伸。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种印制电路板的布线方式，其特征在于，包括：
在基板上设置一传输线，当传输线的长度大于1英寸时，该传输线呈正弦波曲线状，所述正弦波曲线的波峰A1大于最大玻纤束间距，所述正弦波曲线的波长X大于3H，其中H为传输线到参考平面的距离，参考平面指电流返回路径所在平面。
2.如权利要求1所述的印制电路板的布线方式，其特征在于，该正弦波曲线状的传输线沿经向玻纤束的长度方向延伸。
3.如权利要求1所述的印制电路板的布线方式，其特征在于，该正弦波曲线状的传输线沿纬向玻纤束的长度方向延伸。
4.一种印制电路板的布线方式，其特征在于，包括：
在基板上设置一传输线，当传输线的长度大于1英寸时，该传输线呈对称三角波曲线状，所述对称三角波曲线的波峰A2大于最大玻纤束间距，所述对称三角波曲线的折角为B，其中0°<B<45°。
5.如权利要求4所述的印制电路板的布线方式，其特征在于，该对称三角波曲线状的传输线沿经向玻纤束的长度方向延伸。
6.如权利要求4所述的印制电路板的布线方式，其特征在于，该对称三角波曲线状的传输线沿纬向玻纤束的长度方向延伸。
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