專利名稱：印刷電路板的新型布線方法、印刷電路板和電子設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及印刷電路板的新型布線方法、印刷電路板和電子設備。
背景技術：
在近來的電子設備中，由于結構設計及外觀的需要，主機系統部分可能被設計成輕薄的長條形。圖1是電子設備的一種外觀設計示例的示意圖。如圖1所示，這種設計方式極大地壓縮了主機系統中PCB(印刷電路板)主板在平面內的尺寸，在某些情況下，其寬度幾乎僅和一張名片寬度相仿。并且，對于這種狹長的板型設計，極大地限制了信號層中走線的靈活度，大部分信號甚至可能只有唯一可行的出線、繞線方案，并且在路由過程中，也將不可避免地發生高速信號線跨不同參考平面的問題。在現有的PCB疊構技術中，為了解決上述問題，通常增加PCB主板的層數以增加具有完整參考平面的信號層，并將原來跨導的高速信號線挪至具有完整參考平面的信號層。或者，增大PCB主板在長度方向的尺寸，將電源平面分割、參考平面分割的地方遠離高速信號線的走線區域。但是，這些方法將增加PCB主板的厚度或者長度方向的尺寸，從而增大PCB主板的制造成本和制造周期。而且，在目前以及未來，消費電子產品均持續朝著更輕薄、更小的方向發展，PCB主板的厚度、面積、疊層結構方式將成為主要的限制。因此，需要能夠進一步減小印刷電路板的厚度和尺寸以促進電子設備的小型化。
發明內容
因此，針對上述現有技術中存在的問題和需求做出本發明。本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法、印刷電路板和電子設備的目的是減小印刷電路板的厚度和尺寸以促進電子設備的小型化。根據本發明實施例的一個方面，提供了一種印刷電路板的新型布線方法，應用于一電子設備中，所述印刷電路板為疊層結構，所述疊層結構至少包括多個信號層和多個參考地層，所述疊層結構至少能夠形成參考地層/信號層/參考地層的整體疊層結構或者參考地層/信號層/信號層/參考地層的整體疊層結構，其特征在于，所述方法包括:確定部分所述多個參考地層中存在的間隔區域；在所述間隔區域的上方或者下方引入新的參考地層，以形成局部疊層結構。在上述印刷電路板的新型布線方法中，所述引入新的參考地層的步驟具體包括:利用半導體制造工藝形成一金屬層，將所述金屬層與臨近的參考地層電性連接。在上述印刷電路板的新型布線方法中，所述將所述金屬層與臨近的參考地層電性連接的步驟具體包括:利用穿過多個通孔的金屬導體連接所述金屬層與所述臨近的參考地層。在上述印刷電路板的新型布線方法中，所述引入新的參考地層的步驟具體包括:在所述局部疊層結構需要高阻抗的間隔區域中，在更加遠離信號層的參考平面中引入新的參考地層。在上述印刷電路板的新型布線方法中，所述在更加遠離信號層的參考平面中引入新的參考地層的步驟具體包括:依據所述間隔區域的阻抗控制要求，確定所述新引入的參考地層所在的參考平面與其原參考平面之間的距離。在上述印刷電路板的新型布線方法中，所述引入新的參考地層的步驟之后進一步包括:在新引入的參考地層與存在間隔區域的參考平面相對一側的參考平面內設置信號層。在上述印刷電路板的新型布線方法中，依據不同的局部疊層結構，將所述信號線的寬度設置為不同，其中，在信號線兩側的兩個參考地層之間的距離越大的情況下，將信號線的寬度設置得越寬。根據本發明實施例的另一方面，提供了一種印刷電路板，應用于一電子設備中，所述印刷電路板具有疊層結構，所述疊層結構至少包括多個信號層和多個參考地層，所述疊層結構至少能夠形成參考地層/信號層/參考地層的整體疊層結構或者參考地層/信號層/信號層/參考地層的整體疊層結構，其特征在于，所述印刷電路板包括:局部疊層結構，其位于部分所述多個參考地層中存在的間隔區域，并包括在所述間隔區域的上方或者下方引入的新的參考地層。在上述印刷電路板中，所述局部疊層結構包括:金屬層，利用半導體制造工藝形成，其中所述金屬層與臨近的參考地層電性連接。在上述印刷電路板中，所述局部疊層結構包括:金屬導體，其穿過所述金屬層的多個通孔；其中，所述金屬層通過所述金屬導體與所述臨近的參考地層電性連接。在上述印刷電路板中，在所述局部疊層結構需要高阻抗的間隔區域中，所述新的參考地層位于更加遠離信號層的參考平面中。在上述印刷電路板中，依據所述間隔區域的阻抗控制要求，確定所述新引入的參考地層所在的參考平面與其原參考平面之間的距離。在上述印刷電路板中，所述局部疊層結構在新引入的參考地層與存在間隔區域的參考平面相對一側的參考平面內包含新設置的信號層。在上述印刷電路板中，依據不同的局部疊層結構，所述信號線的寬度不同，其中，信號線兩側的兩個參考地層之間的距離越大，信號線的寬度越寬。根據本發明實施例的又一方面，提供了一種電子設備，其包含如上所述的印刷電路板。通過根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法、印刷電路板和電子設備，可以在印刷電路板中采用局部疊層結構以靈活地配置參考地層和信號層，從而減小印刷電路板的厚度和尺寸以促進電子設備的小型化。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是電子設備的一種外觀設計示例的示意圖；圖2是示出根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法的示意性流程圖；圖3是現有的存在間隔區域的整體疊層結構的示意圖；圖4是示出根據本發明實施例的局部疊層結構中消除跨導影響的疊層結構設計的不意圖；圖5是根據本發明實施例的多個局部疊層結構的示意圖；圖6是用于解釋根據本發明實施例的多個局部疊層結構中高速信號線的線寬線距的示意圖。
具體實施例方式下面，將結合附圖詳細描述根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法、印刷電路板和電子設備。如上所述，在現有的解決方案中，如果通過增加PCB主板的層數以獲得更多的內層走線層，則該PCB主板的層數的增加將增加成本，并導致生產周期加長,此外,該PCB主板的層數的增加還將導致PCB主板的厚度顯著增加。此外，還存在雙重帶狀線(Dual-Strip Line)的疊層結構，在這種疊層結構中，采用G/S/S/G的疊層結構來代替通常的G/S/G的疊層結構，從而使得增加可以布線信號線的信號層的數目。但是，在相同層數的疊層結構下，多G/S/S/G的疊層結構雖然能增加信號內層的數目，但是由于兩個信號層相鄰，將會造成較嚴重的串擾(Cross Talk)。因此，在實際走線過程中，必須使信號線做出相應的偏移，反而使得各個信號層走線受到更多的限制，而無法體現出信號層數目增加的優勢。并且，由于上述相鄰的兩個信號層之間的串擾，使得G/S/S/G結構下S/S之間的半固化片(PrePreg)需要較厚，從而使得多G/S/S/G疊層結構中PCB主板的厚度相應地增加。在上文和以下的本發明實施例的描述中，G表示疊層結構中的參考地層，而S表不疊層結構中的信號層。因此，本發明的實施例提供了一種印刷電路板的新型布線方法，應用于一電子設備中，所述印刷電路板為疊層結構，所述疊層結構至少包括多個信號層和多個參考地層，所述疊層結構至少能夠形成參考地層/信號層/參考地層的整體疊層結構或者參考地層/信號層/信號層/參考地層的整體疊層結構，其特征在于，所述方法包括:確定部分所述多個參考地層中存在的間隔區域；在所述間隔區域的上方或者下方引入新的參考地層，以形成局部疊層結構。圖2是示出根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法的示意性流程圖。如圖2所示，根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法應用于一電子設備中，該印刷電路板為疊層結構，且至少包括多個信號層和多個參考地層，并且，在該疊層結構中，至少能夠形成G/S/G的整體疊層結構或者G/S/S/G的整體疊層結構，該方法包括:S1，確定部分所述多個參考地層中存在的間隔區域；以及S2，在所述間隔區域的上方或者下方引入新的參考地層，以形成局部疊層結構。通過根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法，突破了現有技術中整體疊層結構的限制，從而采用局部疊層結構來靈活地布置參考地層和信號層，其成功地解決了PCB主板的面積減小與層數增加和厚度增加之間的矛盾，并解決了在小尺寸PCB主板的布局中路由跨導的問題，有效地增加信號線布局的靈活度，從而進一步促進PCB主板面積的減小。在上述根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法中，取消了現有的印刷電路板中整體疊層結構的概念，從而并不將某一平面整體地限定為參考地層平面或信號層平面，而是基于參考地層中存在的間隔區域在原來可能不屬于參考地層的參考平面，例如原信號層的參考平面內引入新的參考地層，這樣，就能夠在原來不能布置信號線的位置布置信號線，從而增大了內層信號走線的利用率。在根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法中，并沒有固定的參考地層和信號層的定義，即，對于如現有技術的PCB主板的每一層來說，按照需要，可以在原參考地層的參考平面內局部設置信號線內層，而原信號層所在的參考平面內也可以局部設置新的參考地層，從而在PCB主板的任何具體位置，都可以設計并生產出類似G/S/G或G/S/S/G的局部疊層結構，而不限于現有PCB主板中G/S/G或者G/S/S/G的整體疊層結構。這樣，當在參考地層中存在間隔區域時，如在G/S/G或G/S/S/G疊層結構中存在跨導或者需要高阻抗的間隔區域中，可以在該間隔區域的上方或者下方引入新的參考地層，從而解決由上述間隔區域帶來的在與該間隔區域相應的區域內無法進行高速信號線走線的問題。在根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法中，所述弓I入新的參考地層的步驟具體包括:利用半導體制造工藝形成一金屬層，將所述金屬層與臨近的參考地層電性連接。在根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法中，所述將所述金屬層與臨近的參考地層電性連接的步驟具體包括:利用穿過多個通孔的金屬導體連接所述金屬層與所述臨近的參考地層。圖3是現有的存在間隔區域的整體疊層結構的示意圖。如圖3所示，當在整體疊層結構中的某個參考地層，例如，如圖3所示的G7層中存在間隔區域時(這里，該間隔區域可能是由于跨導問題而產生的)，在如圖3所示的第5層S5和第6層S6的疊層結構中與間隔區域對應的區域內，由于存在間隔區域，嚴格禁止走高速差分信號線以及高速敏感信號(如DDR信號)的信號線，使得無法布置高速信號線的信號層。或者，在上述與間隔區域對應的區域內只能走單獨的低速信號，這也失去了其作為信號內層的意義。并且，本領域技術人員可以理解，雖然在圖3中沒有示出，由于間隔區域的存在，在第8層S8的疊層結構中與間隔區域對應的區域內，同樣無法布置高速信號線的信號層。而在根據本發明實施例的局部疊層結構的具體實現過程當中，可以以金屬層來作為新的參考地層，并且在存在間隔區域的參考地層和新引入的參考地層上設置通孔，并通過金屬導體穿過該多個通孔，以將新引入的參考地層與其鄰近的參考地層電性連接，從而在電特性上使得存在間隔區域的鄰近的參考地層與新引入的參考地層一起顯現為一完整的參考地層，保持參考的一致性和回流路徑的完整性。如圖4所示。圖4是示出根據本發明實施例的局部疊層結構中消除跨導影響的疊層結構設計的示意圖。這里，本領域技術人員可以理解，雖然在上述描述中，以金屬層和金屬導體為例進行了描述，這里新引入的參考地層也可以是其它導電材料，并通過其它導體的方式與存在間隔區域的鄰近的參考地層電性連接，只要新引入的參考地層能夠與其鄰近的存在間隔區域的參考地層在電特性上顯現為一完整的參考地層，從而保持參考的一致性和回流路徑的完整性即可，本發明的實施例并不意在對此進行任何限制。在根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法中，所述引入新的參考地層的步驟具體包括:在所述局部疊層結構需要高阻抗的間隔區域中，在更加遠離信號層的參考平面中引入新的參考地層。在根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法中，所述在更加遠離信號層的參考平面中引入新的參考地層的步驟具體包括:依據所述間隔區域的阻抗控制要求，確定所述新引入的參考地層所在的參考平面與其原參考平面之間的距離。圖5是根據本發明實施例的多個局部疊層結構的示意圖。如圖5的左邊部分所示，在PCB主板的疊層結構中，可能存在需要高阻抗的間隔區域，而為了實現高阻抗，則需要增大該區域中相鄰的兩個參考地層之間的距離。因此，為了在局部疊層結構中實現高阻抗，需要增大相應的高速信號線的信號層兩側的兩個參考地層之間的距離。具體地說，這可以通過在更加遠離信號層的參考平面中引入新的參考地層，并通過例如如上所述的金屬導體的方式與原參考地層連接，來實現局部的高阻抗控制。這里，由于局部疊層結構中的阻抗與相鄰的兩個參考地層之間的距離成正比的，因此，可以根據該局部疊層結構中具體的阻抗控制要求，來確定新引入的參考地層所在的參考平面與其原參考平面之間的距離。例如，在圖5中，示出了在與原參考平面G7相鄰的原參考平面S8中引入新的參考地層，這里，本領域技術人員可以理解，如果需要的阻抗高于如圖5所示的情況下的阻抗，也可以在更加遠離參考平面G7的參考平面，例如參考平面G9或SlO中引入新的參考地層。或者，由于在根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法中，可以靈活地配置信號層和參考地層的位置，也可以同時更改信號層另一側的參考地層的位置，例如，將如圖5中所述的信號層上方的參考地層從G參考平面移到更加遠離信號層的參考平面，例如，S3、G2或SI中，從而滿足其阻抗控制要求。這里，雖然在圖5中沒有示出，但本領域技術人員可以理解，為了保持該高阻抗的局部疊層結構中參考的一致性和回流路徑的完整性，仍需要將新引入的參考地層與鄰近的參考地層，即，圖5所示的S8中的參考地層和G7的參考地層電性連接，從而使得其在電特性上顯現為一完整的參考地層。并且，這種電性連接可以通過例如相應的參考地層上的通孔和穿過通孔的金屬導體的方式實現。當然，這里本領域技術人員可以理解，在局部疊層結構需要低阻抗的情況下，也可以將新引入的參考地層移到比原參考地層更加接近信號層的參考平面，并基于阻抗控制的要求確定新引入的參考地層具體移到哪個參考平面，其過程與上述高阻抗情況下的類似，這里便不再贅述。在根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法中，所述弓I入新的參考地層的步驟之后進一步包括:在新引入的參考地層與存在間隔區域的參考平面相對一側的參考平面內設置信號層。如圖4和圖5所示，當在根據本發明實施例的印刷電路板的局部疊層結構中引入了新的參考地層之后，就可以在如圖3所示的原來不能布置高速信號線的信號層的區域內布置信號層，從而增加了 PCB板中能夠走高速信號線的區域，增加了信號路由的靈活性。這里，如圖4和圖5所示，當通過根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方案，對應于原參考平面中存在的間隔區域而引入了新的參考地層之后，將信號線布置在新引入的參考地層與相對側的參考平面之間。例如，如圖4所示，當在參考平面S6引入新的參考地層之后，將信號層布置在參考平面S6和參考平面G之間，即參考平面S5內。而如圖5的中間部分所示，當在參考平面S5引入新的參考地層之后，將信號層布置在參考平面S5和參考平面S2之間，即，可以將信號層布置在參考平面S3內或者參考平面G內已形成G/S/G疊層結構，或者將信號層布置在參考平面S3和G兩者之內以形成G/S/S/G疊層結構。在上面已經提到，雖然在圖3中，僅將間隔區域上方的到參考平面G的區域顯示為無法布置信號層的區域，但實際上，該間隔區域下方到參考平面G9的區域也應當是無法布置信號層的區域。因此，當在間隔區域的上方或下方引入了新的參考地層之后，由于實現了該局部疊層結構中參考地層中參考的一致性和回流路徑的完整性，也可以如圖4所示的間隔區域下方的參考平面S8內布置信號層。即，在存在間隔區域的參考地層與引入的新的參考地層構成在電特性上完整的參考地層之后，便可以在該新構成的參考地層與其相鄰的兩個參考地層之間的參考平面內布置高速信號線，本發明的實施例并不意在對此進行任何限制。另外，在本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法中，可以根據參考地層中間隔區域的位置和形狀引入新的參考地層，以使得新引入的參考地層的位置和形狀與間隔區域的位置和形狀對應，從而覆蓋該間隔區域，以保證參考的一致性和回流路徑的完整性。例如，如果如圖4所述的局部疊層結構中，該間隔區域的形狀為一矩形，則該新引入的參考地層的形狀也可以是矩形，并比該間隔區域的矩形形狀的面積略大，使得在通過通孔和金屬導體與存在間隔區域的參考地層連接之后，可以完全覆蓋該參考地層中存在的間隔區域。這樣的好處是由于新引入的參考地層完全了覆蓋了原參考地層中的間隔區域，從而在整個參考平面的范圍內與該存在間隔區域的參考地層構成了新的電特性上的完整參考地層，這就使得可以在該新構成的參考地層與其相鄰的兩個參考地層，例如圖4中的G和G9之間的參考平面，具體地S5和S8參考平面內任意布置信號線，這顯著增大了信號內層中可以走高速信號線的區域的面積，從而提高了對信號內層的利用率，并擴展了 PCB主板中高速信號線的路由的靈活性。此外，代替使得新引入的參考地層的位置和形狀與間隔區域的位置和形狀完全對應，也可以根據高速信號線的走線的要求，僅在需要走高速信號線的位置引入新的參考地層，從而使得新引入的參考地層僅能覆蓋間隔區域的一部分。例如，當在如圖4所示的間隔區域上方的參考平面S5中僅需要走單條高速信號線時，便不需要引入能夠覆蓋整個間隔區域的新的參考地層，而僅需要引入與該單條信號線對應的條形的參考地層即可。這樣，通過將該新引入的條形的參考地層的兩端與存在間隔區域的參考地層進行電性連接，已經可以保證對于該單條信號線來說參考的一致性和回流路徑的完整性，而不需要更大面積的新引入的參考地層。因此，如果根據信號走線的需要來具體設置新引入的參考地層的位置和形狀，則可以進一步增加根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法的靈活性。綜上所述，為了解決電子設備的PCB主板在極限的平面尺寸下，由于現有的PCB主板的整體疊層結構、板厚限制所造成的高速信號線在信號內層走線時遇到的例如跨導(跨參考層、電源平面分割)的問題，根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法通過在間隔區域的上方和下方引入新的參考地層來形成完整的參考電流回路，從而解決在間隔區域上方和下方與相鄰的參考地層之間的區域中無法布置高速信號線的信號層的問題。這種PCB主板的局部疊層結構可以很好地解決G/S/G和G/S/S/G疊層結構中存在的跨導問題，也可以很好地解決超薄的PCB主板厚度下高阻抗的實現問題，但是，當采用這種局部疊層結構時，如圖5所示，可能會存在多個局部疊層結構，因此，有的高速信號線可能在整個走線路徑上會經過多處不同的局部疊層結構，例如，如圖6所示，當同一根高速信號線(或一對差分信號線)在圖6中從左到右的路徑上走線時，會跨越多個局部疊層結構，從而造成信號阻抗的變化，這會導致信號走線路徑上的瞬態阻抗不一致和不連續，從而造成信號的多次反射和疊加，導致信號質量的惡化。因此，在對于高速信號線采用局部疊層結構設計概念的情況下，優選地還需要解決多個局部疊層結構所造成的走線阻抗不連續的問題。這里，圖6是用于解釋根據本發明實施例的多個局部疊層結構中高速信號線的線寬線距的示意圖。并且，本領域技術人員可以理解，雖然在圖6中將高速信號線在三個區域中的線寬線距(即，W1/S1/S2，W2/S2/W2和W3/S3/W3)示為相等的，但這只是為了示意的目的，實際上，在根據本發明實施例的多個局部疊層結構中高速信號線應具有不同的線寬線距。對于印刷電路板的阻抗控制來說，實際上就是導線線寬和線距的控制。在疊層結構一定的條件下，單端高速信號線的線寬是唯一確定的，此外，對差分信號對而言，雖然并非唯一確定，但由于PCB主板的工藝制程的限制，會有優先選擇的線寬和線距。因此，在現有的PCB主板的整體疊層結構下，同層的同一阻抗線的線寬和線距都是唯一確定的。但是，在本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法中，由于采用了局部疊層結構，所以也相應地提出同一阻抗線在同一層中的不同局部疊層結構段具有不同的線寬的配置，從而滿足阻抗的一致性。在上述根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法中，依據不同的局部疊層結構，將所述信號線的寬度設置為不同，其中，在信號線兩側的兩個參考地層之間的距離越大的情況下，將信號線的寬度設置得越寬。通過這種預設線寬與預設局部疊層結構交互應用的PCB主板的新型布線方法，可以滿足生產工藝需求、阻抗控制和局部最優走線需求。下面，將參考圖6來具體描述同一高速信號線在不同局部疊層結構中應具有的線寬線距。如圖6所示，參考平面S5內示例的高速信號在多個局部疊層結構走線時，其在不同的局部疊層結構段的線寬線距也應該不同(W為線寬、S為差分信號對內線距)。基于上面所述，當信號線兩側的兩個參考地層之間的距離越大的情況下，信號線的寬度應設置地越寬，在圖6所示的示例中，由于在參考平面S5內的信號線經過的左邊區域、中間區域和后邊區域中，其兩側的參考地層之間的距離滿足右邊區域 > 左邊區域>中間區域的關系，因此，該信號線的線寬也應該滿足右邊區域>左邊區域>中間區域的關系。具體地說，對于在左邊區域的高速信號走線段，可以依據阻抗要求和PCB板廠的制程工藝要求，按照G/S/S/G疊層結構來計算并選擇該局部疊層結構的線寬線距，例如，如果以85-ohm差分信號線為例，則計算出W1/S1/W1為3.8/7/3.8mil ;對于中間區域的高速信號走線段，依據阻抗要求，按照G/S/G疊層結構來計算出該部分的線寬線距，同樣以85-ohm差分信號線為例，計算得到W2/S2/W2為3/6.3/3mil ;對于右邊區域的高速信號走線段，依據阻抗要求，按照G/S/G疊層結構(此處雖然類似G/S/G結構，但G/S之間的距離改變，阻抗需重新計算)來計算出該部分的線寬線距，仍以上述85-ohm差分信號線為例，計算得到W3/S3/W3為5.1/4.6/5.1mil。基于上述計算結果，在完成上述三段的線寬線距計算之后，則可以在信號走線路徑處按照相應線寬線距將線走完。并且，在上述示例中，在各個分段的臨界處，由于信號走線的線寬線距不同，可以按135°導角進行處理(S卩，左邊區域和中間區域的臨界處以及中間區域和右邊區域的臨界處)。這里，本領域技術人員可以理解，雖然在上述示例中，是以高速差分信號線為例來進行描述，但對于單端高速信號線來說，也同樣適用，只是對于單端高速信號線的阻抗控制來說，僅需要考慮線寬這一項參數即可。因此，對于單端高速信號線來說，也可以按照上述差分信號線類似的方式，計算出在各個局部疊層結構端不同的線寬。這里，其線寬滿足信號線兩側的兩個參考地層之間的距離越大則信號線的寬度越寬的條件。基于上面所述，對于根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法來說，針對局部疊層結構，破除了同一層同一高速信號線只有唯一的線寬線距的限定，從而可以根據阻抗要求來確定局部疊層結構，隨后再確定局部疊層結構中的高速信號線(單端或差分對信號)的線寬和線距。這樣，解決了高速信號線在多個局部疊層結構段走線的阻抗一致性、連續性的問題，使高速信號線的走線具有更大的靈活度，同時使得局部阻抗控制方法可以滿足生產工藝制程需求、阻抗控制要求等，從而實現超薄PCB主板厚度下高阻抗信號線的設計。如上所述，對于電子設備的PCB主板趨向于薄和小尺寸的趨勢，現有解決方案都是將高速信號線換至無跨導的G/S/G內層結構，造成G/S/S/G結構的信號層浪費，且導致內層結構信號線的擁擠，甚至無法走開。因此，在當前PCB主板越做越小，走線空間被壓縮得越來越有限的趨勢下，現有PCB主板的整體疊層結構設計已經無法滿足需要，無法同時兼顧信號質量、壓縮的走線空間等要求。而采用根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法，可以有效地針對G/S/S/G雙重帶狀線的疊層結構，解決內層信號層由于參考平面電源分割等產生的跨導而無法布線的問題。通過采用局部疊層結構代替整體疊層結構，在PCB主板中，主要器件可以隨便擺，參考平面可以隨便割，走線可以隨便走，從而顯著減小了 PCB主板的平面尺寸。并且，由于能夠最大限度地利用現有的PCB主板進行高速信號線走線，不需要新增信號層和參考地層，可以顯著減小多層PCB主板的厚度，并降低高阻抗線的阻抗控制對PCB主板制程的要求。此外，由于有效增加了疊層結構中內層信號走線的利用率，可以有效地減小PCB主板的面積，并可以適當地將走線密度均勻化，即，將原來現有整體疊層結構下走線高密區域，通過局部疊層結構進行優化，將部分信號線挪至走線較稀疏的地方，從而提高整個PCB主板的有效走線空間以及走線均勻度。另外，由于在根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法中，信號層、參考地層將無固定區隔，因此可以按照局部需求互為置換，從而滿足阻抗控制和走線的靈活要求。這里，根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法可以應用于PCB板的布局走線階段，從而解決高速信號線跨參考層并保持阻抗連續性的問題。此外，根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法的方案也可以應用于在PCB主板的布局走線階段之前，從而作為確定PCB主板的疊層結構、層數、阻抗線結構等的重要參考。
本發明的實施例還提供了一種印刷電路板，應用于一電子設備中，所述印刷電路板具有疊層結構，所述疊層結構至少包括多個信號層和多個參考地層，所述疊層結構至少能夠形成參考地層/信號層/參考地層的整體疊層結構或者參考地層/信號層/信號層/參考地層的整體疊層結構，其特征在于，所述印刷電路板包括:局部疊層結構，其位于部分所述多個參考地層中存在的間隔區域，并包括在所述間隔區域的上方或者下方引入的新的參考地層。在上述印刷電路板中，所述局部疊層結構包括:金屬層，利用半導體制造工藝形成，其中所述金屬層與臨近的參考地層電性連接。在上述印刷電路板中，所述局部疊層結構包括:金屬導體，其穿過所述金屬層的多個通孔；其中，所述金屬層通過所述金屬導體與所述臨近的參考地層電性連接。在上述印刷電路板中，在所述局部疊層結構需要高阻抗的間隔區域中，所述新的參考地層位于更加遠離信號層的參考平面中。在上述印刷電路板中，依據所述間隔區域的阻抗控制要求，確定所述新引入的參考地層所在的參考平面與其原參考平面之間的距離。在上述印刷電路板中，所述局部疊層結構在新引入的參考地層與存在間隔區域的參考平面相對一側的參考平面內包含新設置的信號層。在上述印刷電路板中，依據不同的局部疊層結構，所述信號線的寬度不同，其中，信號線兩側的兩個參考地層之間的距離越大，信號線的寬度越寬。為了在上述印刷電路板中實現局部疊層結構，首先，需要找到參考地層中的間隔區域，例如，G/S/S/G結構跨導處，隨后，在存在信號跨導或需要高阻抗的參考地層的參考平面的正上方或正下方引入新的參考地層，并將新增加的參考地層與原參考地層進行電性連接，例如通過通孔連接，從而保持參考的一致性和回流路徑的完整性，最后將高速信號線在新的參考平面(例如，跨導屏蔽處)內走線走完。這里，本領域技術人員可以理解，在上面關于根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法中描述的其它細節也可以等效地應用于在此關于印刷電路板的描述，為了簡潔將不再贅述。在上述印刷電路板中，通過疊層結構方式的突破，成功解決其面積減小和層數增力口、厚度增加之間的矛盾，解決極限尺寸的印刷電路板中有效地增加布線路由靈活度的問題，從而反過來進一步促進印刷電路板的平面面積的縮小和厚度的降低。此外，本發明的實施例還提供了 一種電子設備，其包含如上所述的印刷電路板。
上文中關于根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法和印刷電路板中描述的其它細節均可以等效地應用于該電子設備，因此這里為了簡潔將不再贅述。通過根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法、印刷電路板和電子設備，可以在印刷電路板中采用局部疊層結構以靈活地配置參考地層和信號層，從而減小印刷電路板的厚度和尺寸以促進電子設備的小型化。本發明已經參考具體實施例進行了詳細說明。然而，很明顯，在不背離本發明的精神的情況下，本領域技術人員能夠對實施例執行更改和替換。換句話說，本發明用說明的形式公開，而不是被限制地解釋。要判斷本發明的要旨，應該考慮所附的權利要求。
權利要求
1.一種印刷電路板的新型布線方法，應用于一電子設備中，所述印刷電路板為疊層結構，所述疊層結構至少包括多個信號層和多個參考地層，所述疊層結構至少能夠形成參考地層/信號層/參考地層的整體疊層結構或者參考地層/信號層/信號層/參考地層的整體疊層結構，其特征在于，所述方法包括: 確定部分所述多個參考地層中存在的間隔區域； 在所述間隔區域的上方或者下方引入新的參考地層，以形成局部疊層結構。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述引入新的參考地層的步驟具體包括: 利用半導體制造工藝形成一金屬層，將所述金屬層與臨近的參考地層電性連接。
3.如權利要求2所述的方法，其中，所述將所述金屬層與臨近的參考地層電性連接的步驟具體包括: 利用穿過多個通孔的金屬導體連接所述金屬層與所述臨近的參考地層。
4.如權利要求1到3中任意一個所述的方法，其中，所述引入新的參考地層的步驟具體包括: 在所述局部疊層結構需要高阻抗的間隔區域中，在更加遠離信號層的參考平面中引入新的參考地層。
5.如權利要求4所述的方法，其中，所述在更加遠離信號層的參考平面中引入新的參考地層的步驟具體包括: 依據所述間隔區域 的阻抗控制要求，確定所述新引入的參考地層所在的參考平面與其原參考平面之間的距離。
6.如權利要求1到3中任意一個所述的方法，其中，所述引入新的參考地層的步驟之后進一步包括: 在新引入的參考地層與存在間隔區域的參考平面相對一側的參考平面內設置信號層。
7.如權利要求1到6中任意一個所述的方法，其中 依據不同的局部疊層結構，將所述信號線的寬度設置為不同，其中，在信號線兩側的兩個參考地層之間的距離越大的情況下，將信號線的寬度設置得越寬。
8.—種印刷電路板，應用于一電子設備中，所述印刷電路板具有疊層結構，所述疊層結構至少包括多個信號層和多個參考地層，所述疊層結構至少能夠形成參考地層/信號層/參考地層的整體疊層結構或者參考地層/信號層/信號層/參考地層的整體疊層結構，其特征在于，所述印刷電路板包括: 局部疊層結構，其位于部分所述多個參考地層中存在的間隔區域，并包括在所述間隔區域的上方或者下方引入的新的參考地層。
9.如權利要求8所述的印刷電路板，其中，所述局部疊層結構包括: 金屬層，利用半導體制造工藝形成，其中所述金屬層與臨近的參考地層電性連接。
10.如權利要求9所述的印刷電路板，其中，所述局部疊層結構包括: 金屬導體，其穿過所述金屬層的多個通孔； 其中，所述金屬層通過所述金屬導體與所述臨近的參考地層電性連接。
11.如權利要求8到10中任意一個所述的印刷電路板，其中，在所述局部疊層結構需要高阻抗的間隔區域中，所述新的參考地層位于更加遠離信號層的參考平面中。
12.如權利要求11所述的印刷電路板，其中，依據所述間隔區域的阻抗控制要求，確定所述新引入的參考地層所在的參考平面與其原參考平面之間的距離。
13.如權利要求8到10中任意一個所述的印刷電路板，其中，所述局部疊層結構在新引入的參考地層與存在間隔區域的參考平面相對一側的參考平面內包含新設置的信號層。
14.如權利要求8到13中任意一個所述的印刷電路板，其中 依據不同的局部疊層結構，所述信號線的寬度不同，其中，信號線兩側的兩個參考地層之間的距離越大，信號線的寬度越寬。
15.一種電子設備， 其包含如權利要求8到14中任意一個所述的印刷電路板。
全文摘要
提供了印刷電路板的新型布線方法、印刷電路板和電子設備。該印刷電路板為疊層結構，該疊層結構至少包括多個信號層和多個參考地層，且至少能夠形成參考地層/信號層/參考地層的整體疊層結構或者參考地層/信號層/信號層/參考地層的整體疊層結構，該印刷電路板的新型布線方法包括確定部分所述多個參考地層中存在的間隔區域；在所述間隔區域的上方或者下方引入新的參考地層，以形成局部疊層結構。通過根據本發明實施例的印刷電路板的新型布線方法、印刷電路板和電子設備，可以在印刷電路板中采用局部疊層結構以靈活地配置參考地層和信號層，從而減小印刷電路板的厚度和尺寸以促進電子設備的小型化。
文檔編號H05K1/00GK103167719SQ201110427499
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者王培 , 張偉 申請人:聯想(北京)有限公司