高速印刷電路板的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及電路技術領域,尤其是設及一種高速印刷電路板。
【背景技術】
[0002] 印刷電路板至少包括布線層、屏蔽層和電介質層,布線層包括信號線和BGA(Ball Gri d Assay,焊球陣列封裝)區域、非BGA區域。現有大量的PCB板差分布線方法一般是在非 BGA區盡量控制在合理的布線寬幅,其線寬/距離較大;而在BGA區引腳陣列的距離較小,設 計者一般采用與非BGA區差分對的線寬相同,減小差分對距離布置在BGA區內與非BGA區互 連。而實際上上述設計難W保證BGA區內與非BGA區阻抗一致,從而造成阻抗波動,影響信號 傳輸質量。尤其是伴隨著4G、5G高速通訊網絡的蓬勃發展,在高速信號傳輸過程中,對鏈路 阻抗一致性要求越來越高,運意味著維持高質量的高速信號傳輸質量須控制傳輸通道阻抗 非常穩定。傳統的印刷電路板布線方式將無法滿足高速信號質量需求。 【實用新型內容】
[0003] 基于此,本實用新型在于克服現有技術的缺陷,提供一種高速印刷電路板,其能夠 保證信號傳輸鏈路阻抗一致,提高信號傳輸質量,進而保證高速信號傳輸。
[0004] 其技術方案如下:
[000引一種高速印刷電路板,包括依次層疊的布線層、電介質層和屏蔽層,所述布線層包 括BGA區域、非BGA區域和相對設置的兩條差分傳輸線路,兩條所述差分傳輸線路均包括位 于所述BGA區域第一差分線、位于所述非BGA區域的第二差分線和連接所述第一差分線和所 述第二差分線的第一連接線,所述第一差分線的寬度小于所述第二差分線的寬度,兩條所 述第一差分線之間的距離小于兩條所述第二差分線之間的距離,所述第一連接線的寬度由 所述BGA區域向所述非BGA區域逐漸增加,兩條所述第一連接線之間的距離由所述BGA區域 向所述非BGA區域逐漸增加。
[0006] 在其中一個實施例中,所述第一差分線的寬度和兩條所述第一差分線之間的距離 滿足公式:
[0007]
[0008] 其中,Z2為非BGA區域預設的阻抗要求值,W1為所述第一差分線的寬度,山為兩條所 述第一差分線之間的距離,h為所述電解質層的厚度,Er為所述電解質層的介電常數,t為所 述布線層的銅厚。
[0009] 在其中一個實施例中,所述BGA區域設有W陣列方式布置的焊盤,兩條所述第一差 分線位于相鄰兩行所述焊盤之間,所述第一差分線的寬度和兩條所述第一差分線之間的距 離還滿足公式:
[0010] 2wi+di < si_2s2,
[0011] 其中,SI為相鄰兩行所述焊盤之間的距離,S2為所述焊盤至所述第一差分線的最小 可加工距離。
[0012] 在其中一個實施例中,所述第二差分線的寬度和兩條所述第二差分線之間的距離 滿足公式:
[0013]
[0014] 其中,Z2為非BGA區域預設的阻抗要求值,W2為所述第二差分線的寬度,cb為兩條所 述第二差分線之間的距離,h為所述電解質層的厚度,Er為所述電解質層的介電常數,t為所 述布線層的銅厚。
[0015] 在其中一個實施例中,所述第一連接線靠近所述第一差分線的一端的寬度與所述 第一差分線的寬度相等,所述第一連接線靠近所述第二差分線的一端的寬度與所述第二差 分線的寬度相等。
[0016] 在其中一個實施例中,兩條所述差分傳輸線路均還包括位于所述BGA區域的第一 焊盤,每一條所述第一差分線遠離所述第二差分線的一端均通過第二連接線與所述第一焊 盤連接,兩條所述第一差分線之間的距離小于兩個所述第一焊盤之間的距離,所述第二連 接線的寬度由所述第一差分線向所述第一焊盤方向逐漸增加,兩條所述第二連接線之間的 距離由所述第一差分線向所述第一焊盤方向逐漸增加。
[0017] 本實用新型的有益效果在于:
[0018] 根據差分特性阻抗公式可知,電路板差分傳輸對(兩條差分傳輸線路)的阻抗由差 分線的尺寸、距離和支撐差分線的電解質層共同決定。由于第一差分線和第二差分線具有 相同的電介質層W及電介質層厚度,因而影響其阻抗的參數僅為其本身的尺寸和距離。本 實用新型提供的高速印刷電路板其位于BGA區域第一差分線的寬度小于非BGA區域第二差 分線的寬度,同時兩條第一差分線的距離小于兩條第二差分線的距離。在BGA區域,由于引 腳陣列的距離較小,使得第一差分線之間的距離減小,較之于非BGA區域,同時減小第一差 分線的寬度,可保證BGA區域和非BGA區域阻抗一致。同時在第一差分線和第二差分線的連 接處,由于連接處兩側的差分對寬幅(兩條差分線的寬度與兩條差分線之間的距離之和)存 在差異,連接處易產生阻抗波動。通過采用由BGA區域向非BGA區域寬度逐漸增加的第一連 接線連接第一差分線和第二差分線,并使得兩條所述第一連接線之間的距離由所述BGA區 域向所述非BGA區域逐漸增加,可W減弱連接處的阻抗變化幅度,保證傳輸鏈路阻抗一致 性,提高信號傳輸質量,進而保證高速信號傳輸。本實用新型設計合理,結構簡單,較之于更 改電解質層的介電常數等其他參數W實現阻抗的一致性難度更小,易于制作。
[0019] 根據差分特性阻抗公式
巧定BGA區域 的第一差分線的線寬和兩條第一差分線之間的距離。其中Z2為非BGA區域預設的阻抗要求 值,因而由上述公式確定的第一差分線的線寬和距離可保證BGA區域與非BGA區域差分傳輸 對阻抗一致。
[0020] 經由上述差分阻抗模型公式確定的第一差分線的線寬和距離還應滿足公式2wi+di < S1-2S2,方可保證實際加工時電路板的可靠性和可制造加工性。其中,W1為所述第一差分 線的寬度,dl為兩條所述第一差分線之間的距離,S1為相鄰兩行焊盤之間的距離,S2為焊盤 至第一差分線的最小可加工距離。
[0021] 所述第一連接線靠近所述第一差分線的一端的寬度與所述第一差分線的寬度相 等,所述第一連接線靠近所述第二差分線的一端的寬度與所述第二差分線的寬度相等。使 得第一差分線和第二差分線之間阻抗連續,促進阻抗平滑過渡,進一步減小阻抗波動和阻 抗突變。
[0022] 由于兩個第一焊盤之間的距離大于兩條第一差分線之間的距離,為保證第一差分 線與第一焊盤連接處的阻抗一致性,通過由所述第一差分線向所述第一焊盤方向寬度逐漸 增加的第二連接線連接第一差分線和第一焊盤,并且兩條所述第二連接線之間的距離由所 述第一差分線向所述第一焊盤方向逐漸增加,可保證第一差分線與第一焊盤之間阻抗波動 減小,促進形成阻抗一致、完整的信號傳輸通道。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本實用新型實施例所述的高速印刷電路板的結構示意圖;
[0024] 圖2為本實用新型實施例所述的高速印刷電路板的差分布線方法的流程圖;
[002引圖3為本實用新型實施例所述的TDR曲線。
[0026] 附圖標記說明:
[0027] l〇〇、BGA區域,110、第一差分線,120、第一焊盤,200、非BGA區域,210、第二差分線, 310、第一連接線,320、第二連接線。
【具體實施方式】
[0028] 下面對本實用新型的實施例進行詳細說明:
[0029] 如圖1所示,一種高速印刷電路板,至少包括依次層疊的布線層、電介質層(附圖未 標識)和屏蔽層(附圖未標識)。布線層包括BGA區域100、非BGA區域200和相對設置的兩條差 分傳輸線路。兩條所述差分傳輸線路均包括位于BGA區域100的第一差分線110、位于非BGA 區域200的第二差分線210和連接第一差分線110和第二差分線210的第一連接線310。第一 差分線110的寬度小于第二差分線210的寬度,兩條第一差分線110之間的距離小于兩條第 二差分線210之間的距離。第一連接線310的寬度由BGA區域100向非BGA區域200逐漸增加, 兩條第一連接線310之間的距離由BGA區域100向非BGA區域200逐漸增加。
[0030] 根據差分特性阻抗公式可知,電路板差分傳輸對的阻抗由差分線的尺寸、距離和 支撐差分線的電解質層共同決定。由于第一差分線110和第二差分線210具有相同的電介質 層W及電介質層厚度,因而影響傳輸線路阻抗的因素僅為傳輸線本身的尺寸和距離。本實 用新型提供的高速印刷電路板其位于BGA區域100的第一差分線110的寬度小于非BGA區域 200的第二差分線210的寬度,同時兩條第一差分線110的距離小于兩條第二差分線210的距 離。在BGA區域100,由于引腳陣列的距離較小,使得第一差分線110之間的距離減小,較之于 非BGA區域200,同時減小第一差分線110的寬度,可保證BGA區域100和非BGA區域200阻抗一 致。同時在第一差分線110和第二差分線210的連接處,由于連接處兩側的差分對寬幅(兩條 差分線的寬度與兩條差分線之間的距離之和)存在差異,連接處易產生阻抗波動。若采用一 定寬度的直線連接第一差分線110和第二差分線210時,由于連接線的線寬一定,而其之間 的距離呈增大或減少趨勢,阻抗也將在短暫時間呈現增大或減小的趨勢。通過采用呈梯形 結構的第一連接線310連接第一差分線110和第二差分線210,可W減弱連接處的阻抗變化 幅度,保證傳輸鏈路阻抗一致性,提高信號傳輸質量。所述第一連接線310由BGA區域100向 非BGA區域200寬度逐漸增加,并且兩條第一連接線310之間的距離由BGA區域100向非BGA區 域200逐漸增加。本實用新型結構簡單,設計合理,較之于更改電介質層的介電常數等其他 參數W實現阻抗的一致性,本實用新型設計難度更小,易于制作。
[0031] BGA區域100設有W陣列方式布置的焊盤,即焊盤陣列。所述焊盤陣列包括兩個第 一焊盤120。兩條所述差分傳輸線路均還包括所述第一焊盤120,每一條第一差分線110遠離 第二差分線2