高速印刷電路板及其差分布線方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種高速印刷電路板及其差分布線方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 印刷電路板至少包括布線層、屏蔽層和電介質(zhì)層，布線層包括信號線和BGA度all GridAssay,焊球陣列封裝）區(qū)域、非BGA區(qū)域?，F(xiàn)有大量的PCB板差分布線方法一般是在非 BGA區(qū)盡量控制在合理的布線寬幅，其線寬/距離較大；而在BGA區(qū)引腳陣列的距離較小， 設(shè)計者一般采用與非BGA區(qū)差分對的線寬相同，減小差分對距離布置在BGA區(qū)內(nèi)與非BGA 區(qū)互連。而實際上上述設(shè)計難W保證BGA區(qū)內(nèi)與非BGA區(qū)阻抗一致，從而造成阻抗波動，影 響信號傳輸質(zhì)量。尤其是伴隨著4G、5G高速通訊網(wǎng)絡(luò)的蓬勃發(fā)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(zhì)量的高速信號傳輸質(zhì)量須控制傳輸通 道阻抗非常穩(wěn)定。傳統(tǒng)的印刷電路板布線方式將無法滿足高速信號質(zhì)量需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種高速印刷電路板及其差分布 線方法，其能夠保證信號傳輸鏈路阻抗一致，提高信號傳輸質(zhì)量，進而保證高速信號傳輸。
[0004] 其技術(shù)方案如下：
[0005] -種高速印刷電路板，包括依次層疊的布線層、電介質(zhì)層和屏蔽層，所述布線層包 括BGA區(qū)域、非BGA區(qū)域和相對設(shè)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(qū)域第一差分線、位于所述非BGA區(qū)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(qū)域向所述非BGA區(qū)域逐漸增加，兩條所述第一連接線之間的距離由所述BGA 區(qū)域向所述非BGA區(qū)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：
[0008]其中，Zz為非BGA區(qū)域預(yù)設(shè)的阻抗要求值，W1為所述第一差分線的寬度，d1為兩條 所述第一差分線之間的距離，h為所述電解質(zhì)層的厚度，et為所述電解質(zhì)層的介電常數(shù)，t 為所述布線層的銅厚。
[0009] 在其中一個實施例中，所述BGA區(qū)域設(shè)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：
[0014] 其中，Zz為非BGA區(qū)域預(yù)設(shè)的阻抗要求值，W2為所述第二差分線的寬度，d2為兩條 所述第二差分線之間的距離，h為所述電解質(zhì)層的厚度，et為所述電解質(zhì)層的介電常數(shù)，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(qū)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] 本技術(shù)方案還提供了一種高速印刷電路板的差分布線方法，所述高速印刷電路板 包括依次層疊的布線層、電介質(zhì)層和屏蔽層，所述布線層包括BGA區(qū)域、非BGA區(qū)域和位于 所述BGA區(qū)域相對設(shè)置的兩條第一差分線、位于所述非BGA區(qū)域相對設(shè)置的兩條第二差分 線，所述BGA區(qū)域設(shè)有W陣列方式布置的焊盤，W陣列方式布置的所述焊盤包括與所述第 一差分線一一對應(yīng)的兩個第一焊盤，所述第一焊盤與所述第一差分線遠離所述第二差分線 的一端連接；該差分布線方法包括W下步驟：
[0018] 設(shè)定非BGA區(qū)域的預(yù)設(shè)阻抗要求值Z2,根據(jù)預(yù)設(shè)阻抗要求值Zz確定第二差分線寬 度W2和第二差分線之間的距離d2;
[0019] 根據(jù)BGA區(qū)域相鄰兩行焊盤之間的距離Si和焊盤至第一差分線的最小可加工 距離S2,計算第一差分線寬度Wi和兩條第一差分線之間的距離d1，其中Wi和d1應(yīng)滿足 2wi+di《Si-2s2,同時根據(jù)公式
，進一步計算得 出Wi和d1，其中，h為電解質(zhì)層的厚度，et為電解質(zhì)層的介電常數(shù)，t為布線層的銅厚；
[0020]根據(jù)上述確定的Wi和W2加工第一差分線和第二差分線；
[0021] 根據(jù)上述確定的di在BGA區(qū)域布置相對設(shè)置的兩條第一差分線，其中兩條所述第 一差分線位于相鄰兩行焊盤之間，同時，根據(jù)上述確定的d2在非BGA區(qū)域布置相對設(shè)置的 兩條第二差分線；
[0022] 通過第一連接線連接第一差分線和與之對應(yīng)的第二差分線；
[0023] 通過第二連接線連接第一差分線和與之對應(yīng)的第一焊盤，使得第一焊盤、第二連 接線、第一差分線、第一連接線和第二差分線依次連接配合形成相對設(shè)置的兩條差分傳輸 線路。
[0024]在其中一個實施例中，所述根據(jù)公式是
進一步計算得出Wi和d1的數(shù)值之后還包括W下步驟：
[00巧]從滿足上述要求的所有Wi和d1中選擇最大數(shù)值的W1為最終BGA區(qū)域的第一差分 線的線寬，與Wi對應(yīng)的d1為最終BGA區(qū)域的兩條第一差分線之間的距離。
[0026] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0027]根據(jù)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(zhì)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(zhì)層W及電介質(zhì)層厚度，因而影響其阻抗的參數(shù)僅為其本身的尺寸和距離。 本發(fā)明提供的高速印刷電路板其位于BGA區(qū)域第一差分線的寬度小于非BGA區(qū)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(qū)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(qū)域，同時減小第一 差分線的寬度，可保證BGA區(qū)域和非BGA區(qū)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(cè)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(chǎn)生阻抗波動。通過采用由BGA區(qū)域向非BGA區(qū)域?qū)挾戎饾u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(qū)域向所述非BGA區(qū)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(zhì)量，進而保證高速信號傳輸。本發(fā)明設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，較之于 更改電解質(zhì)層的介電常數(shù)等其他參數(shù)W實現(xiàn)阻抗的一致性難度更小，易于制作。
[0028]根據(jù)差分特性阻抗公式
確定BGA區(qū) 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Zz為非BGA區(qū)域預(yù)設(shè)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(qū)域與非BGA區(qū)域差 分傳輸對阻抗一致。
[0029] 經(jīng)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(yīng)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，Wi為所述第 一差分線的寬度，di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。
[0030] 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