電路板的簡易走線方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電路板的簡易走線方法，具體涉及一種對電路板的信號完整性要 求較高的簡易走線方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今高速信號群組走線都要求等長，通常的做法是采用電路仿真軟件進行模擬計 算，不僅需要功能強大的電路放置軟件，而且還需要有精確的器件模型，特別是還需要電路 板制板廠家材料的準確參數(shù)才能計算準確，成本高且難以實現(xiàn)；
[0003] 另外，通常進行電路的延時仿真計算時，通常以線路板單板或者板內(nèi)某段信號作 為研究對象，未對互連的多板系統(tǒng)進行整體研究，如板間互連時連接器引起的延時并未計 算在內(nèi)。
[0004] 對于BGA封裝器件，通常會存在部分未連接的管腳，如何進行管腳分配和扇出以 減少線路板的過孔數(shù)量和增加在BGA封裝器件背部的濾波電容數(shù)量，成為電路板設計工程 師必須面對的問題。對于電路板上的不同功能單元，如何進行區(qū)域劃分和層疊控制以減少 相互干擾也是需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有線路板走線存在不同功能單元需要減小相互干擾、群組等長走 線和BGA器件扇出操作及增加背部濾波電容數(shù)量的過孔位置調(diào)整方法問題，提供一種電路 板的簡易走線方法。
[0006] 電路板的簡易走線方法，采用群組信號等長走線方式和BGA的出線方式，該方法 由以下步驟實現(xiàn)：
[0007] 步驟一、采用線路板上不同功能單元分區(qū)并結(jié)合線路板層間距離控制的方法減小 不同功能單元的相互干擾；
[0008] 具體為：
[0009] 根據(jù)線路板中不同層間重疊區(qū)域等效電容器的公式，計算不同功能單元之間重疊 面積；
[0010] 所述線路板的電容容值
式中S為線路板中不同層間重疊區(qū)域的重疊面 積，d為線路板間的距離；
[0011] 步驟二、采用群組信號等長走線方式在步驟一所述的線路板上進行走線；
[0012] 具體過程為：
[0013] 步驟二一、計算各傳輸線上的延時，用公式一表示為：
[0014] A 式、tpd ? microstip+tstip+tvia+tconnector+tchip
[0015] 上式中，tmi(：rostip為微帶線弓丨起的延時，t stip為帶狀線弓丨起的延時，t via為過孔引起 的延時，為連接器引起的延時，t為芯片引起的延時；
[0016] 步驟二二、按照等效微帶線長度的方法計算步驟一一中各傳輸線上的延時，所述 等效微帶線長度的方法用公式二表示為：
[0017] 公式二、
[0018]式中，Urostip為微帶線的長度，I stip為帶狀線的長度，k為帶狀線的線長系數(shù)，
ε為線路板中介質(zhì)的等效介電常數(shù)；η為過孔的數(shù)量，Ivla為過孔在線 路板上的貫穿厚度，m為連接器上的接點間隔數(shù)，lran_t"為連接器上接點的間隔距離，t 為芯片引起的延時，I1^1為等效微帶線長度；
[0019] 步驟二三、根據(jù)步驟一二中計算的等效微帶線長度Ipd l，以最長的微帶線的延時 長度lpd__為基準，分別減去其余的延時長度，獲得各傳輸線的延時差值I Pd__-iPd_1;
[0020] 步驟二四、根據(jù)步驟二三中計算的延時差值Ipdniax-Ipd l，增加除最長延時的信號的 走線，保證增加的等效長度為
：式中$ 1〇〇/;〃7為允許的偏差值；
[0021] 步驟三、采用先外后內(nèi)的BGA封裝器件的出線方式；
[0022] 具體過程為：
[0023] 步驟三一、計算進行連接的管腳數(shù)p ;
[0024] 步驟三二、從外側(cè)（行和列）開始向內(nèi)側(cè)（行和列）推進，計算進行連接的管腳行 列數(shù)q，并要3
式中^為第i行列可用的管腳數(shù)；
[0025] 步驟三三、進行最外兩側(cè)（行和列）管腳的連接；自動扇出除最外兩側(cè)（行和列） 外管腳的自動扇出過孔操作；
[0026] 步驟三四、在對應的BGA封裝器件背部擺放濾波電容；并對步驟三三中自動扇出 的過孔的位置進行調(diào)整，然后進行所術(shù)述BGA封裝器件未連接管腳的連接，實現(xiàn)在電路板 上的走線。
[0027] 本發(fā)明的有益效果：
[0028] -、不需要專用的軟件，也不需要建立復雜的電路模型，即可方便的進行群組走線 延時的簡單計算。
[0029] 二、進行群組的走線延時相同，綜合考慮考慮微帶線和帶狀線引起延時的差異，還 包括過孔數(shù)量，連接器間連接和接入的芯片引起的延時差異。等長設置可進行信號傳輸路 徑整體的加權(quán)等長，而不需要分段等長以多處繞線對板空間的要求，同時降低繞線引起的 反射等信號完整性問題。
[0030] 三、通過優(yōu)化BGA的走線步驟，可以大大提高走線效率，并提高背部濾波電容的擺 放數(shù)量，提高濾波效果。采用線路板上分區(qū)結(jié)合層間距離控制的方法減小不同功能單元的 相互串擾。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明所述的電路板的簡易走線方法中線路板上信號傳輸模型示意圖；
[0032] 圖2為本發(fā)有所述的電路板的簡易走線方法中線路板上連接器接點位置的差異 引起的延時不意圖；
[0033] 圖3為本發(fā)明所述的電路板的簡易走線方法中BGA封裝的管腳分布示意圖；
[0034] 圖4為本發(fā)明所述的電路板的簡易走線方法中不同單元在線路板上區(qū)域隔離的 布局圖；
[0035] 圖5為本發(fā)明所述的電路板的簡易走線方法中不同單元在線路板上出現(xiàn)重疊時 的布局圖；
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0036] 一、結(jié)合圖1至圖5說明本實施方式，電路板的簡易走線方法，該方 法由以下步驟實現(xiàn)：
[0037] -、采用線路板上分區(qū)結(jié)合層間距離控制的方法減小不同功能單元A和B (如大功 率單元與小功率單元部分、一次電源與二次電源之間）的相互干擾。
[0038] 根據(jù)平板電容器的公式，其容值為
式中ε為線路板間介質(zhì)的介電常數(shù)，S 為線路板的重疊面積，d為線路板間的距離。
[0039] 故對于不同單元之間應該盡量減小重疊面積隔離，結(jié)合圖2,功能單元A和功能單 元B之間在線路板的各層都獨立，無重疊區(qū)域，可有效降低相互間的干擾。結(jié)合3,當功能單 元A和功能單元B之間在線路板上出現(xiàn)重疊時，可將不同的功能單元分別合并在線路板不 同的層，在不同單元相鄰的層間增加間隔距離（dab > dai且dab > dbi)，并適當降低之間 介質(zhì)的介電常數(shù)（e_ab< ￡_&1且e_ab< e_bi)，最終使不同單元的層間親合電容滿足
式中cai和cbi分別為不同單元內(nèi)的層間的耦合電容值。
[0040] 式中dab為不同單元間相鄰的層間間隔距離，dai和dbi為相同單元內(nèi)相鄰的層 間間隔距離；式中e_ab為不同單元間相鄰的層間介質(zhì)的介電常數(shù)，￡_ &1和e_bi為相同 單元內(nèi)相鄰的層間介質(zhì)的介電常數(shù)。
[0041] 二、群組等長走線方式不僅考慮微帶線和帶狀線引起延時的差異，還包括過孔數(shù) 量，連接器間連接和接入的芯片引起的延時差異；另外對于差分信號，由于存在匹配電阻和 上下拉電阻，同一網(wǎng)絡出現(xiàn)多個管腳，進行等長匹配時應該選擇差分芯片管腳與外部