CN114423184B - 一种异形反焊盘制作方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种异形反焊盘制作方法，包括：建立异形反焊盘的过孔模型；其中，所述异形反焊盘为存在一个凹陷部的椭圆形反焊盘，所述凹陷部关于椭圆短轴对称；对所述过孔模型进行仿真分析，得到所述异形反焊盘的最优尺寸；按照所述最优尺寸制作对应的异形反焊盘。本申请能够降低差分信号线阻抗和信号延迟。本申请还公开了一种异形反焊盘制作装置、一种存储介质及一种电子设备，具有以上有益效果。

Description

一种异形反焊盘制作方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及电路板设计领域，特别涉及一种异形反焊盘制作方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

在SI(信号完整性)问题中，对信号影响比较大的就是反射，而阻抗的不连续是主要原因，因此在高速无源链路中经常要做的就是保持阻抗的连续性或者说一致性。比如一个信号从BGA(球栅阵列封装)芯片的信号从die(芯片核心)出来到Package(封装)的一段走线，再到BGA的焊球，再到出线以及PCB的走线中间还有换层的过孔Via，每一个地方都是阻抗的不连续点。若想整个链路反射最小，就需要对各个不连续点进行阻抗的优化，以便提高整个链路的阻抗连续性，而优化不连续点阻抗的常用方式就是反焊盘的优化。相关技术中，反焊盘常常根据走线本身的特性阻抗挖成椭圆形，但是椭圆形的反焊盘影响差分信号线阻抗且差分信号线的信号延迟不同。

因此，如何降低差分信号线阻抗和信号延迟是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种异形反焊盘制作方法、装置、一种电子设备及一种存储介质，能够降低差分信号线阻抗和信号延迟。

为解决上述技术问题，本申请提供一种异形反焊盘制作方法，该异形反焊盘制作方法包括：

建立异形反焊盘的过孔模型；其中，所述异形反焊盘为存在一个凹陷部的椭圆形反焊盘，所述凹陷部关于椭圆短轴对称；

对所述过孔模型进行仿真分析，得到所述异形反焊盘的最优尺寸；

按照所述最优尺寸制作对应的异形反焊盘。

可选的，所述建立异形反焊盘的过孔模型，包括：

获取模型参数，并根据所述模型参数建立所述异形反焊盘的过孔模型；其中，所述模型参数包括叠层参数、过孔焊盘尺寸、过孔焊盘间距和标准阻抗值。

可选的，对所述过孔模型进行仿真分析，得到所述异形反焊盘的最优尺寸，包括：

对多个反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到多个反焊盘尺寸对应的阻抗波动程度；

将所述阻抗波动程度最小的N个过孔模型设置为备选模型；

对所述备选模型进行去嵌处理，并对去嵌后的备选模型进行TDR阻抗分析，并将TDR阻抗分析结果中阻抗波动程度最小的备选模型对应的反焊盘尺寸设置为所述最优尺寸。

可选的，所述对多个反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到多个反焊盘尺寸对应的阻抗波动程度，包括：

对多个所述反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到每一所述过孔模型的阻抗分布数据；

获取所述异形反焊盘的标准阻抗值；

将所述阻抗分布数据中各个节点的阻抗值与所述标准阻抗值进行比较，得到所述抗波动程度。

可选的，所述异形反焊盘包括第一过孔焊盘和第二过孔焊盘，所述凹陷部设置于所述第一过孔焊盘和所述第二过孔焊盘之间。

可选的，所述异形反焊盘包第一走线和第二走线，所述第一走线与所述第一过孔焊盘连接，所述第二走线与所述第二过孔焊盘连接。

可选的，所述异形反焊盘包括第一地孔和第二地孔，所述第一地孔和第二地孔关于所述异形反焊盘的中心点中心对称。

本申请还提供了一种异形反焊盘制作装置，该装置包括：

建模模块，用于建立异形反焊盘的过孔模型；其中，所述异形反焊盘为存在一个凹陷部的椭圆形反焊盘，所述凹陷部关于椭圆短轴对称；

尺寸确定模块，用于对所述过孔模型进行仿真分析，得到所述异形反焊盘的最优尺寸；

制作模块，用于按照所述最优尺寸制作对应的异形反焊盘。

本申请还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时实现上述异形反焊盘制作方法执行的步骤。

本申请还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现上述异形反焊盘制作方法执行的步骤。

本申请提供了一种异形反焊盘制作方法，包括：建立异形反焊盘的过孔模型；其中，所述异形反焊盘为存在一个凹陷部的椭圆形反焊盘，所述凹陷部关于椭圆短轴对称；对所述过孔模型进行仿真分析，得到所述异形反焊盘的最优尺寸；按照所述最优尺寸制作对应的异形反焊盘。

本申请建立异形反焊盘的过孔模型，异形反焊盘存在一个凹陷部的椭圆形反焊盘，设置有凹陷部的异形反焊盘能够避免走线容性偏小，不会导致差分信号线阻抗过大。在高速率数据传输时，具有凹陷部的异形反焊盘不会加剧两根差分信号线产生不同而定信号延迟。本申请对过孔模型进行仿真分析进而得到最优尺寸，以便按照最优尺寸制作对应的异形反焊盘。通过上述方式能够降低差分信号线阻抗和信号延迟。本申请同时还提供了一种异形反焊盘制作装置、一种存储介质和一种电子设备，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种异形反焊盘制作方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的一种异形反焊盘形状示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种过孔模型仿真分析结果示意图；

图4为现有技术中反焊盘的形状示意图；

图5为本申请实施例所提供的另一种异形反焊盘形状示意图；

图6为本申请实施例所提供的一种异形反焊盘制作装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种异形反焊盘制作方法的流程图。

具体步骤可以包括：

S101：建立异形反焊盘的过孔模型；

其中，所述异形反焊盘为存在一个凹陷部的椭圆形反焊盘，所述凹陷部关于椭圆短轴对称。请参见图2，图2为本申请实施例所提供的一种异形反焊盘形状示意图。本申请提供的异形反焊盘相当于将椭圆形反焊盘去掉凹陷部所示的部位后的反焊盘。本实施例不限定凹陷部的具体形状，凹陷部可以为圆形的一部分、椭圆的一部分或其他多边形(矩形或三角形)的一部分。

具体的，本实施例可以通过以下方式建立异形反焊盘的过孔模型：获取模型参数，并根据所述模型参数建立所述异形反焊盘的过孔模型；其中，所述模型参数包括叠层参数、过孔焊盘尺寸、过孔焊盘间距和标准阻抗值。

S102：对所述过孔模型进行仿真分析，得到所述异形反焊盘的最优尺寸；

其中，本步骤可以通过以下方式确定异形反焊盘的最优尺寸：对多个反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到多个反焊盘尺寸对应的阻抗波动程度；将所述阻抗波动程度最小的N个过孔模型设置为备选模型。具体的，本实施例以下方式确定各个反焊盘尺寸对应的阻抗波动程度：对多个所述反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到每一所述过孔模型的阻抗分布数据；获取所述异形反焊盘的标准阻抗值；将所述阻抗分布数据中各个节点的阻抗值与所述标准阻抗值进行比较，得到所述抗波动程度。

进一步的，本实施例还可以对所述备选模型进行去嵌处理，并对去嵌后的备选模型进行TDR阻抗分析，并将TDR阻抗分析结果中阻抗波动程度最小的备选模型对应的反焊盘尺寸设置为所述最优尺寸。请参见图3，图3为本申请实施例所提供的一种过孔模型仿真分析结果示意图，横轴为位置，纵轴为阻抗，①、②和③分别为三个反焊盘尺寸对应的过孔模型的阻抗仿真结果。阻抗仿真结果于标准阻抗值的偏离程度越大阻抗波动程度越大，图3中②的阻抗波动程度最小。本实施例先对未去嵌的过孔模型进行仿真确定阻抗波动程度最小的N个备选模型，再对备选模型进行去嵌并对去嵌后的备选模型进行TDR阻抗分析，得到阻抗波动程度最小的备选模型，进而确定最优尺寸。上述过程能够降低去嵌操作的执行次数，可以提高最优尺寸的确定效率。

S103：按照所述最优尺寸制作对应的异形反焊盘。

本实施例建立异形反焊盘的过孔模型，异形反焊盘存在一个凹陷部的椭圆形反焊盘，设置有凹陷部的异形反焊盘能够避免走线容性偏小，不会导致差分信号线阻抗过大。在高速率数据传输时，具有凹陷部的异形反焊盘不会加剧两根差分信号线产生不同而定信号延迟。本实施例对过孔模型进行仿真分析进而得到最优尺寸，以便按照最优尺寸制作对应的异形反焊盘。通过上述方式能够降低差分信号线阻抗和信号延迟。

进一步的，所述异形反焊盘包括第一过孔焊盘和第二过孔焊盘，所述凹陷部设置于所述第一过孔焊盘和所述第二过孔焊盘之间。所述异形反焊盘包第一走线和第二走线，所述第一走线与所述第一过孔焊盘连接，所述第二走线与所述第二过孔焊盘连接。所述异形反焊盘包括第一地孔和第二地孔，所述第一地孔和第二地孔关于所述异形反焊盘的中心点中心对称。

下面通过在实际应用中的实施例说明上述实施例描述的流程。

在SI问题中，对信号影响比较大的就是反射，而阻抗的不连续是主要原因，因此在高速无源链路中经常要做的就是保持阻抗的连续性或者说一致性。比如一个信号从BGA芯片的信号从die出来到Package的一段走线，再到BGA的焊球，再到Fanout以及PCB的走线中间还有换层的过孔Via，每一个地方都是阻抗的不连续点。要想整个链路反射最小，就需要对各个不连续点进行阻抗的优化，以便提高整个链路的阻抗连续性。而优化不连续点阻抗的常用方式就是反焊盘的优化。在高速线换层的时候，基本都是通过打过孔进行换层，并且还会有伴随地孔，用来帮助高速信号修正回流路径。就由过孔引起的阻抗不连续而言，其本质主要是由于特性阻抗Z正比于单位长度电感L除以电容C此时过孔呈现容性偏大，所以阻抗会偏低，如果需要把过孔的阻抗提高的话，就需要挖大反焊盘使得寄生电容减小，从而提高阻抗。原理简单来说就是这样。反焊盘常常是根据走线本身的特性阻抗挖成椭圆形的，请参见图4，图4为现有技术中反焊盘的形状示意图。就目前的反焊盘的优化方式而言，可以预见的问题主要有以下几个方面：椭圆形的反焊盘会使如上图4虚线框内的差分走线跨参考，造成走线容性偏小，根据阻抗公式/>从而导致差分信号线阻抗偏大；当换层处差分信号走线不对称时，如果使用椭圆形的反焊盘，就会加剧使两根差分信号线产生的不同的信号延迟，增大差分信号偏斜失真(Skew)。高速率数据传输时，偏斜失真会导致共模式电压增加和相应的差分信号降低，且产生的交流共模(ACCM)效应成为系统里Crosstalk和EMI的来源，影响信号眼图质量，降低design margin，从而影响研发阶段对信号完整性设计的要求。

针对以上问题根源，本发明提出了一种异形反焊盘的设计方法，在改善过孔阻抗连续性的同时，也能有效的减小反焊盘对高速信号线的影响，具体图形如图5所示，图5为本申请实施例所提供的另一种异形反焊盘形状示意图，图5中A为走线，B和E为地孔，C为过孔焊盘，D为异形反焊盘。本实施例可以包括以下步骤：

步骤1：建立过孔模型：设置叠层参数，过孔焊盘尺寸、间距，目标阻抗值等信息。

步骤2：把反焊盘大小设置为变量，并设置优化参数区间及步长，分析仿真结果如下，选取阻抗最优的几组反焊盘大小并进行记录。

步骤3：分别把选取的每一组对应的反焊盘大小的过孔模型进行去嵌如下图所示，然后进行TDR阻抗分析，再选取一组阻抗最优尺寸的反焊盘。

步骤4：在实际项目中把上述反焊盘图形尺寸反馈至生产产线，以此图形及大小进行过孔反焊盘的优化。

本实施例提出了一种异形反焊盘的设计方案，在改善过孔阻抗连续性的同时，不影响差分信号线阻抗；当差分信号走线不对称时，不会加剧两根差分信号线产生不同的信号延迟，从而提高信号眼图质量，提升design margin，从而实现研发阶段对信号完整性设计更精确的优化。

请参见图6，图6为本申请实施例所提供的一种异形反焊盘制作装置的结构示意图，该装置可以包括：

建模模块601，用于建立异形反焊盘的过孔模型；其中，所述异形反焊盘为存在一个凹陷部的椭圆形反焊盘，所述凹陷部关于椭圆短轴对称；

尺寸确定模块602，用于对所述过孔模型进行仿真分析，得到所述异形反焊盘的最优尺寸；

制作模块603，用于按照所述最优尺寸制作对应的异形反焊盘。

本实施例建立异形反焊盘的过孔模型，异形反焊盘存在一个凹陷部的椭圆形反焊盘，设置有凹陷部的异形反焊盘能够避免走线容性偏小，不会导致差分信号线阻抗过大。在高速率数据传输时，具有凹陷部的异形反焊盘不会加剧两根差分信号线产生不同而定信号延迟。本实施例对过孔模型进行仿真分析进而得到最优尺寸，以便按照最优尺寸制作对应的异形反焊盘。通过上述方式能够降低差分信号线阻抗和信号延迟。

进一步的，建模模块601用于获取模型参数，并根据所述模型参数建立所述异形反焊盘的过孔模型；其中，所述模型参数包括叠层参数、过孔焊盘尺寸、过孔焊盘间距和标准阻抗值。

进一步的，尺寸确定模块602用于对多个反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到多个反焊盘尺寸对应的阻抗波动程度；还用于将所述阻抗波动程度最小的N个过孔模型设置为备选模型；还用于对所述备选模型进行去嵌处理，并对去嵌后的备选模型进行TDR阻抗分析，并将TDR阻抗分析结果中阻抗波动程度最小的备选模型对应的反焊盘尺寸设置为所述最优尺寸。

进一步的，尺寸确定模块602对多个反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到多个反焊盘尺寸对应的阻抗波动程度的过程包括：对多个所述反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到每一所述过孔模型的阻抗分布数据；获取所述异形反焊盘的标准阻抗值；将所述阻抗分布数据中各个节点的阻抗值与所述标准阻抗值进行比较，得到所述抗波动程度。

进一步的，所述异形反焊盘包括第一过孔焊盘和第二过孔焊盘，所述凹陷部设置于所述第一过孔焊盘和所述第二过孔焊盘之间。

进一步的，所述异形反焊盘包第一走线和第二走线，所述第一走线与所述第一过孔焊盘连接，所述第二走线与所述第二过孔焊盘连接。

进一步的，所述异形反焊盘包括第一地孔和第二地孔，所述第一地孔和第二地孔关于所述异形反焊盘的中心点中心对称。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本申请还提供了一种存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请还提供了一种电子设备，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述电子设备还可以包括各种网络接口，电源等组件。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (4)

1.一种异形反焊盘制作方法，其特征在于，包括：

建立异形反焊盘的过孔模型；其中，所述异形反焊盘为存在一个凹陷部的椭圆形反焊盘，所述凹陷部关于椭圆短轴对称；所述异形反焊盘为将椭圆形反焊盘去掉所述凹陷部对应部位后的反焊盘；所述异形反焊盘包括第一过孔焊盘和第二过孔焊盘，所述凹陷部设置于所述第一过孔焊盘和所述第二过孔焊盘之间；所述异形反焊盘包第一走线和第二走线，所述第一走线与所述第一过孔焊盘连接，所述第二走线与所述第二过孔焊盘连接；所述异形反焊盘包括第一地孔和第二地孔，所述第一地孔和第二地孔关于所述异形反焊盘的中心点中心对称；

对所述过孔模型进行仿真分析，得到所述异形反焊盘的最优尺寸；

按照所述最优尺寸制作对应的异形反焊盘；

建立异形反焊盘的过孔模型，包括：获取模型参数，并根据所述模型参数建立所述异形反焊盘的过孔模型；其中，所述模型参数包括叠层参数、过孔焊盘尺寸、过孔焊盘间距和标准阻抗值；

对所述过孔模型进行仿真分析，得到所述异形反焊盘的最优尺寸，包括：对多个反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到多个反焊盘尺寸对应的阻抗波动程度；将所述阻抗波动程度最小的N个过孔模型设置为备选模型；对所述备选模型进行去嵌处理，并对去嵌后的备选模型进行TDR阻抗分析，并将TDR阻抗分析结果中阻抗波动程度最小的备选模型对应的反焊盘尺寸设置为所述最优尺寸；

对多个反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到多个反焊盘尺寸对应的阻抗波动程度，包括：对多个所述反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到每一所述过孔模型的阻抗分布数据；获取所述异形反焊盘的标准阻抗值；将所述阻抗分布数据中各个节点的阻抗值与所述标准阻抗值进行比较，得到所述阻抗波动程度；

所述最优尺寸为所述异形反焊盘制的最优图形尺寸，按照所述最优尺寸制作对应的异形反焊盘，包括：将所述最优图形尺寸反馈至生产产线，以控制所述生产产线按照所述最优图形尺寸制作所述异形反焊盘。

2.一种异形反焊盘制作装置，其特征在于，包括：

建模模块，用于建立异形反焊盘的过孔模型；其中，所述异形反焊盘为存在一个凹陷部的椭圆形反焊盘，所述凹陷部关于椭圆短轴对称；所述异形反焊盘为将椭圆形反焊盘去掉所述凹陷部对应部位后的反焊盘；所述异形反焊盘包括第一过孔焊盘和第二过孔焊盘，所述凹陷部设置于所述第一过孔焊盘和所述第二过孔焊盘之间；所述异形反焊盘包第一走线和第二走线，所述第一走线与所述第一过孔焊盘连接，所述第二走线与所述第二过孔焊盘连接；所述异形反焊盘包括第一地孔和第二地孔，所述第一地孔和第二地孔关于所述异形反焊盘的中心点中心对称；

尺寸确定模块，用于对所述过孔模型进行仿真分析，得到所述异形反焊盘的最优尺寸；

制作模块，用于按照所述最优尺寸制作对应的异形反焊盘；

所述建模模块具体用于获取模型参数，并根据所述模型参数建立所述异形反焊盘的过孔模型；其中，所述模型参数包括叠层参数、过孔焊盘尺寸、过孔焊盘间距和标准阻抗值；

所述尺寸确定模块具体用于对多个反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到多个反焊盘尺寸对应的阻抗波动程度；将所述阻抗波动程度最小的N个过孔模型设置为备选模型；对所述备选模型进行去嵌处理，并对去嵌后的备选模型进行TDR阻抗分析，并将TDR阻抗分析结果中阻抗波动程度最小的备选模型对应的反焊盘尺寸设置为所述最优尺寸；

所述尺寸确定模块对多个反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到多个反焊盘尺寸对应的阻抗波动程度的过程包括：对多个所述反焊盘尺寸对应的过孔模型进行仿真分析，得到每一所述过孔模型的阻抗分布数据；获取所述异形反焊盘的标准阻抗值；将所述阻抗分布数据中各个节点的阻抗值与所述标准阻抗值进行比较，得到所述阻抗波动程度；

所述最优尺寸为所述异形反焊盘制的最优图形尺寸，所述制作模块具体用于将所述最优图形尺寸反馈至生产产线，以控制所述生产产线按照所述最优图形尺寸制作所述异形反焊盘。

3.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1所述异形反焊盘制作方法的步骤。

4.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现如上权利要求1所述异形反焊盘制作方法的步骤。