CN218514574U - Pcb板防信号串扰的bga过孔结构 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供PCB板防信号串扰的BGA过孔结构，包括PCB板，PCB板上设有过孔，所述过孔按水平方向分布，其特征在于，标的差分网络的信号走线在相邻过孔阵列之间穿行，且走线两侧非对称过孔中心间距≥36mil，非对称GND过孔靠近标的差分网络的异极信号端。本申请降低了信号之间的干扰，且过孔设计和工艺改动小，成本低，抗信号串扰优化效果显著。

Description

PCB板防信号串扰的BGA过孔结构

技术领域

本申请涉及通讯设备技术领域，尤其涉及PCB板防信号串扰的BGA过孔结构。

背景技术

随着数据中心、路由器等产品对高交换容量需求的不断提升，现在高速串行信号serdes(串化解串器)速率已经达到112Gbps。在112Gbps高速链路设计应用中，串扰控制越来越收到人们的重视。传统高速信号芯片BGA(Ball Grid Array，球状引脚栅格阵列)封装技术，引脚最小间距为0.8mm或0.9mm或1.0mm。其serdes的TX(发射)引脚和RX(接收)引脚分布间距较大，不同网络之间有大量屏蔽地进行隔离，扇出过孔到过孔串扰控制的影响有限。

目前PCB板常规加工采用对称式扇出方案，即所有的过孔对称且等间距，根据常规PCB板加工能力，过孔间距采用0.6mm(24mil)。然而过孔间距为0.6mm(24mil)无法走过一对差分走线。且为了避免CAF(Conductive Anodic Filament，导电电阳极丝)效应，不同网络信号的最小过孔中心间距不建议小于0.6mm。以0.6mm pitch BGA为例，同一行中不同差分网络之间的两个GND(接地)焊盘只能容许一个GND通过，且信号过孔与信号过孔之间容易发生信号干涉，走线在信号过孔区域存在跨分割风险。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供了PCB板防信号串扰的BGA过孔结构。

本申请实施例提供了PCB板防信号串扰的BGA过孔结构，PCB板防信号串扰的BGA过孔结构，包括PCB板，PCB板上设有过孔，过孔按水平方向分布，标的差分网络的信号走线在相邻过孔阵列之间穿行，且走线两侧非对称过孔中心间距L≥36mil，非对称GND过孔靠近标的差分网络的异极信号端。

优选的，走线到不同差分网络反焊盘的边界距离m≥3mil。

优选的，走线信号过孔两侧均有GND过孔。

进一步地，标的差分网络的走线靠近GND过孔，且GND过孔中心与走线边缘间距d≥12mil。

进一步地，GND过孔与GND过孔之间的中心间距≥24mil。

进一步地，信号过孔与水平方向的相邻过孔中心间距S≥24mil。

优选的，一对差分网络中的差分对过孔间距≥24mil。

本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例本申请降低了信号之间的干扰，且过孔设计和工艺改动小，成本低，抗信号串扰优化效果显著。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入申请中并构成本申请的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与申请一起用于解释本申请的原理。

图1是传统BGA对称式过孔扇出示意图；

图2是传统BGA对称式过孔远端串扰仿真图；

图3是传统BGA对称式过孔近端串扰仿真图；

图4是本申请BGA非对称式过孔扇出示意图；

图5是本申请BGA反焊盘非对称示意图；

图6是本申请BGA非对称式远端串扰仿真图；

图7是本申请BGA非对称式近端串扰仿真图；

图8是本申请BGA非对称式远端串扰和仿真图；

图9是本申请BGA非对称式近端串扰和仿真图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

常规的PCB板过孔最小孔径为6mil，孔盘16mil，加工采用0.6mm(24mil)的最小孔中心间距，且呈BGA阵列排列的传统对称式扇出(fanout)，如图1所示。通过串扰仿真可以看出，远端串扰有2个干扰源，串扰量达到-50dB以上，如图2。近端串扰最大值也已经达到-50dB，如图3所示。图1中以正中间的这对差分网络为标的差分网络，被称为被观测的受害网络，过孔为相同方向的剖面线表示是同极，不同方向剖面线的为异极。这里以45°剖面线为近端串扰网络(NEXT)，135°剖面线为远端串扰网络(FEXT)为例进行距离。

为解决背景技术存在的问题，本申请实施例提供了PCB板防信号串扰的BGA过孔结构，包括PCB板，PCB板上设置过孔，过孔按水平方向分布。因为相同间距条件下的同极信号干扰小于异极信号，因此当存在距离相同的两个串扰网络，且其中一个为FEXT远端串扰网络，另一个为近端串扰网络，优先将GND过孔偏向NEXT串扰网络一侧，从而形成BGA非对称式扇出结构。一对差分网络的信号走线在相邻过孔之间的间距走线，特别是同一水平方向的。为了避免不同差分网络之间信号走线与过孔的串扰问题，走线两侧非对称过孔中心间距≥36mil，如图4所示。

作为一个优选实施例，走线到不同差分网络反焊盘1的边界距离m≥3mil，如图5所示。比传统的设计余量更多，避免走线与信号过孔或GND过孔之间发生跨分割，跨分割指信号走线走进信号过孔的反焊盘。BGA内部扇出(fanout)走线可以采用耦合方式布线，避免了传统设计的差分—单端交替出现导致的阻抗跳变。还可以在一对差分网络的走线过孔两侧均设置GND过孔，可以防止单端阻抗跳变，同时每一对差分网络局部的GND过孔可以做到良好对称，保证了差分网络中两个过孔的单端阻抗一致性。在PCB板上最短距离的GND过孔与GND过孔之间的间距≥24mil。GND过孔偏向走线的差分网络，且过孔中心与走线边缘的间距d≥12mil，如图4所示，从而更好地降低整体串扰。

标的差分网络的单端与相邻不同差分网络单端之间的串扰较小且能够走差分线的情况下，需要设置信号过孔与水平方向的过孔间距≥36mil。

另外，为了避免同一网络内发生CAF效应，一对差分网络中的差分对过孔间距≥24mil。

同样地，信号过孔与水平方向的相邻过孔中心间距S≥24mil。

本申请远端串扰和近端串扰仿真如图6和图7。

首先通过图6、图8与图2远端串扰比较，两图都选取26.56GHz下，1000mV发送干扰源，图8中本申请的远端串扰和PSFEXT＝-44.1395dB，图6中耦合到接收端噪声7.975mV，图2中远端串扰和PSFEXT＝-41.9662dB，耦合到接收端噪声6.029mV，通过比较，远端串扰优化约24.4％。

再通过图7、图9和图3近端串扰比较，两图同样都选取两图都选取26.56GHz下，1000mV发送干扰源，图9本申请的近端串扰和PSNEXT＝

-59.8075dB，图7中耦合到接收端噪声1.022mV，图3中近端串扰和PSNEXT＝-50.2441dB，耦合到接收端噪声3.075mV，通过比较，近端串扰优化约66.7％。

从上述比较中可以看出，在对PCB板过孔设计和工艺改变不大的情况下，采用本申请相对传统的对称式过孔设计，对差分对信号近端和远端信号串扰优化较大，尤其对于近端而言。因此可以看出本申请节约成本，且优化效果显著。

上述所有实施例中所提到的有关方向性词如上、下、左、右、前、后、横、竖、左、右等都方向性的描述以对应所示附图中的方向为准。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (7)

1.PCB板防信号串扰的BGA过孔结构，包括PCB板，PCB板上设有过孔，所述过孔按水平方向分布，其特征在于，标的差分网络的信号走线在相邻过孔阵列之间走线，且走线两侧非对称过孔中心间距L≥36mil，非对称GND过孔靠近标的差分网络的异极信号端。

2.根据权利要求1所述的PCB板防信号串扰的BGA过孔结构，其特征在于，走线到不同差分网络反焊盘的边界距离m≥3mil。

3.根据权利要求1所述的PCB板防信号串扰的BGA过孔结构，其特征在于，走线信号过孔两侧均有GND过孔。

4.根据权利要求3所述的PCB板防信号串扰的BGA过孔结构，其特征在于，GND过孔偏向所述走线的差分网络，且GND过孔中心与走线边缘的间距d≥12mil。

5.根据权利要求3所述的PCB板防信号串扰的BGA过孔结构，其特征在于，GND过孔与GND过孔之间的中心间距≥24mil。

6.根据权利要求3所述的PCB板防信号串扰的BGA过孔结构，其特征在于，信号过孔与水平方向的相邻过孔中心间距S≥24mil。

7.根据权利要求1所述的PCB板防信号串扰的BGA过孔结构，其特征在于，一对差分网络中的差分对过孔间距≥24mil。

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