專利名稱：印刷電路板及其布線方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種能節(jié)省差分信號對布線空間的印刷電路板及其布線方法。
背景技術(shù)：
串擾是指一個信號在傳輸信道上傳輸時，因電磁耦合而對相鄰近的傳輸線產(chǎn)生的影響，其表現(xiàn)為在被干擾的信號上注入了一定的耦合電壓和耦合電流。在數(shù)字電路的設計領域中，串擾的存在是非常廣泛的，而且隨著信號速率的提高和產(chǎn)品外型尺寸越來越小，數(shù)字系統(tǒng)總串擾也急劇增加，過大的串擾會影響到系統(tǒng)的性能，甚至引起電路的誤觸發(fā)，導致系統(tǒng)無法正常工作。為了解決上述問題，業(yè)界通常采用增大信號線的間距來降低串擾，從而使得信號眼圖波形中眼寬和眼高均達到較大值。然而信號線間距的增大必然占用較大的布線空間， 導致印刷電路板的布線密度較低，不符合現(xiàn)今資訊產(chǎn)品體積越來越小的趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種能節(jié)省差分信號對布線空間的印刷電路板及其布線方法。一種印刷電路板的布線方法，包括步驟在所述印刷電路板上提供一信號層及位于該信號層上的兩差分信號對；確定一第一距離，當所述兩差分信號對之間的距離大于所述第一距離時，所述兩差分信號對的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬或眼高接近不變，且當所述兩差分信號對之間的距離小于所述第一距離時，所述兩差分信號對的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬或眼高變??；及在小于所述第一距離的范圍內(nèi)確定一使得兩差分信號對的信號輸出端的眼寬和眼高符合差分布線對眼圖要求的第二距離，將所述兩差分信號對之間的距離設置為所述第二距離。一種印刷電路板，其包括一信號層，所述信號層上布設兩差分信號對，所述兩差分信號對的信號輸出端的輸出信號眼圖波形中的眼寬或眼高隨兩差分信號對之間的距離的改變而改變，當所述兩差分信號對之間的距離為一第一距離時，所述兩差分信號對的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬或眼高達到最大值，兩差分信號對之間的距離為一小于所述第一距離的第二距離，所述兩差分信號對的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬和眼高符合差分布線對眼圖的要求。使用上述印刷電路板及其布線方法將兩差分信號對之間的距離設為所述第二距離，使得輸出信號眼圖波形中的眼寬或眼高符合差分布線對眼圖的要求，節(jié)省了印刷電路板中差分信號對的布線空間。


下面參照附圖結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述圖1是本發(fā)明印刷電路板較佳實施例的示意圖，該印刷電路板內(nèi)布設至少兩差分信號對。圖2是本發(fā)明印刷電路板中的差分信號對采用無損對稱帶狀線差分對時遠端串擾與兩差分信號對之間的間距的關系的波形圖。圖3是本發(fā)明印刷電路板中的差分信號對采用有損對稱帶狀線差分對時遠端串擾與兩差分信號對之間的間距的關系的波形圖。圖4是采用本發(fā)明印刷電路板設計方法一較佳實施例得到的眼圖波形中眼寬和兩差分信號對之間的間距的關系的波形圖。圖5是采用本發(fā)明印刷電路板設計方法一較佳實施例得到的眼圖波形中眼高和兩差分信號對之間的間距的關系的波形圖。圖6是采用本發(fā)明印刷電路板設計方法另一較佳實施例得到的眼圖波形中眼寬和兩差分信號對之間的間距的關系的波形圖。圖7是采用本發(fā)明印刷電路板設計方法另一較佳實施例得到的眼圖波形中眼高和兩差分信號對之間的間距的關系的波形圖。主要元件符號說明
第一接地參考層10
第一絕緣層20
信號層30
差分信號對31
第二絕緣層40
第二接地參考層50
印刷電路板100
第一信號線311
第二信號線31具體實施例方式請參照圖1，一印刷電路板100包括自上而下順次排列的一第一接地參考層10、一第一絕緣層20、一信號層30、一第二絕緣層40及一第二接地參考層50。所述信號層30上布設至少兩差分信號對31，每一差分信號對31包括一第一信號線311及一第二信號線312。 每一相鄰的兩第一信號線311及第二信號線312之間布設有絕緣材料。其中，每一第一信號線311的寬度、厚度、長度分別為W、T、L，每一第二信號線312的寬度、厚度、長度分別與第一信號線311的寬度、厚度、長度相等。每一差分信號對31的第一信號線311和第二信號線312之間的間距為S。兩差分信號對31之間的間距為DS。所述第一絕緣層20、第二絕緣層40及信號層30的總體厚度為H。所述第一絕緣層20和第二絕緣層40的厚度相等。在一實施例中，每一差分信號對31的第一信號線311和第二信號線312的寬度W 為4密耳、厚度T為1.2密耳、長度L為12英寸，每一差分信號對31的第一信號線311和第二信號線312之間的間距S為8密耳。所述第一絕緣層20、信號層30和第二絕緣層40 的總體厚度H為13. 2密耳，所述第一絕緣層20和第二絕緣層40的介電常數(shù)為4. 1。其中每一差分信號對31的第一信號線311和第二信號線312之間的間距S為一固定值，為滿足差分信號對特征阻抗的要求，其由第一信號線311和第二信號線312的寬度W、厚度T、第一絕緣層20、信號層30和第二絕緣層40的總體厚度H及第一絕緣層20和第二絕緣層40的介電常數(shù)等共同決定。將一信號發(fā)生器分別同每一差分信號對31的輸入端相連，同時將一示波器同每一差分信號對31的輸出端相連。所述信號發(fā)生器的數(shù)據(jù)傳輸率為5.2比特/秒，所述示波器端接收數(shù)據(jù)的誤碼率為1E-12。請參閱圖2和圖3，分別為采用無損對稱帶狀線差分對和有損對稱帶狀線差分對時遠端串擾與間距DS的關系的波形圖。其中每一差分信號對31的輸出端還電性連接一阻值為50歐姆的負載。由圖2可知，當間距DS大于10密耳時遠端串擾接近零。而當間距DS 小于10密耳時遠端串擾迅速上升。由圖3可知，當間距DS大于15密耳時遠端串擾接近零。 而當間距DS小于15密耳時遠端串擾迅速上升，當間距DS為10密耳時遠端串擾為0. 34%， 仍然符合差分布線對串擾的要求。圖3中差分對的損耗因數(shù)為0. 02。請參閱圖4和圖5，測試時改變兩差分信號對31之間的間距為DS，則可得到圖4 中眼圖波形中眼寬和間距DS的關系圖，以及圖5中眼高和間距DS的關系圖。請參閱圖4，該間距DS具有一第一距離可使眼圖波形中的眼寬達到最大值，在本實施例中該第一距離為15密耳。同時當所述兩差分信號對31之間的距離大于所述第一距離時，所述兩差分信號對31的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬幾乎不變，且當所述兩差分信號對31之間的距離小于所述第一距離時，所述兩差分信號對31的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬變小。該間距DS還具有一大于該第一距離的第三距離，該第三距離對應的眼寬和第一距離對應的眼寬相等。在本實施例中該第三距離為20密耳。所述眼圖波形中眼寬和間距DS的關系圖大致為一雙曲正切曲線，該雙曲正切曲線有一第一臨界點A。所述第一臨界點A對應的兩差分信號對31之間的間距DS為一第一臨界距離。在該第一臨界點A處對應的眼寬剛好符合差分布線對串擾的要求，而該第一臨界點A左側(cè)的其它點不符合差分布線對眼圖的要求。在本實施例中該第一臨界距離為10密耳。由此將該間距DS設置為一第二距離，該第二距離大于或等于所述第一臨界距離，小于或等于所述第一距離。在傳統(tǒng)的布線中通常會采用增大信號線的間距來增大眼寬，即采用第三距離20密耳作為間距DS。在本發(fā)明的實施例中采用所述第一臨界距離后即可節(jié)省20-10 = 10密耳的布線空間，大大減小了印刷電路板的體積。請繼續(xù)參照圖5，該間距DS具有一第四距離可使眼圖波形中的眼高達到最大值， 在本實施例中該第四距離為15密耳。同時當所述兩差分信號對31之間的距離大于所述第四距離時，所述兩差分信號對31的信號輸出端的眼圖波形中的眼高幾乎不變，且當所述兩差分信號對31之間的距離小于所述第四距離時，所述兩差分信號對31的信號輸出端的眼圖波形中的眼高變小。該間距DS還具有一大于該第四距離的第五距離，該第五距離對應的眼高和第四距離對應的眼高相等。在本實施例中該第五距離為20密耳。所述眼圖波形中眼高和間距DS的關系圖大致為一雙曲正切曲線，該雙曲正切曲線有一第二臨界點B。所述第二臨界點B對應的兩差分信號對31之間的間距DS為一第二臨界距離。在該第二臨界點B 處對應的眼高剛好符合差分布線對串擾的要求，而該第二臨界點B左側(cè)的其它點不符合差分布線對眼圖的要求。在本實施例中該第二臨界距離為10密耳。由此將該間距DS設置為一第二距離，該第二距離大于或等于所述第二臨界距離，小于或等于所述第四距離。在傳統(tǒng)的布線中通常會采用增大信號線的間距來增大眼寬，即采用第五距離20密耳作為間距DS。在本發(fā)明的實施例中采用所述第二臨界距離后即可節(jié)省20-10 = 10密耳的布線空間，大大減小了印刷電路板的體積。通常情況下眼寬對應的第二距離與眼高對應的第二距離近似相等，當眼寬對應的第二距離與眼高對應的第二距離不相等時該第二距離設置為二者中的較大值。則通過本發(fā)明，在印刷電路板100上布設兩差分信號對31時，可將兩差分信號對之間的距離設定在10 15密耳之間，這樣不僅降低了差分信號對之間的串擾，而且節(jié)省了大量的布線空間。在另一實施例中，每一差分信號對31的第一信號線311和第二信號線312的寬度 W為4密耳、厚度T為1. 2密耳、長度L為12英寸。每一差分信號對31的第一信號線311 和第二信號線312之間的間距S為8密耳。所述第一絕緣層20、信號層30和第二絕緣層 40的總體厚度H為13. 2密耳，所述第一絕緣層20和第二絕緣層40的介電常數(shù)為4. 1。每一差分信號對31的第一信號線311和第二信號線312經(jīng)過預加重處理以減少碼間干擾，從而增大眼圖波形中的眼寬和眼高。將一信號發(fā)生器分別同每一差分信號對31的輸入端相連，同時將一示波器同每一差分信號對31的輸出端相連。所述信號發(fā)生器的數(shù)據(jù)傳輸率為5.2比特/秒，所述示波器端接收數(shù)據(jù)的誤碼率為1E-12。請參閱圖6和圖7，測試時改變兩差分信號對31之間的間距為DS，則可得到圖4 中眼圖波形中眼寬和間距DS的關系圖，以及圖5中眼高和間距DS的關系的圖。請參閱圖6，該間距DS具有一第一距離可使眼圖波形中的眼寬達到最大值，在本實施例中該第一距離為15密耳。同時當所述兩差分信號對31之間的距離大于所述第一距離時，所述兩差分信號對31的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬或眼高幾乎不變，且當所述兩差分信號對31之間的距離小于所述第一距離時，所述兩差分信號對31的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬或眼高變小。該間距DS還具有一大于該第一距離的第三距離，該第三距離對應的眼寬和第一距離對應的眼寬相等。在本實施例中該第三距離為20密耳。所述眼圖波形中眼寬和間距DS的關系圖為一雙曲正切曲線，該雙曲正切曲線有一第三臨界點C。 所述第三臨界點C對應的兩差分信號對31之間的間距DS為一第三臨界距離。在該第三臨界點C處對應的眼寬剛好符合差分布線對眼圖的要求，而該第三臨界點C左側(cè)的其它點不符合差分布線對眼圖的要求。在本實施例中該第三臨界距離為10密耳。由此將該間距DS 設置為一第二距離，該第二距離大于或等于所述第三臨界距離，小于或等于所述第一距離。 在傳統(tǒng)的布線中通常會采用增大信號線的間距來增大眼寬，即采用第三距離20密耳作為間距DS。在本發(fā)明的實施例中采用所述第三臨界距離后即可節(jié)省20-10 = 10密耳的布線空間，大大減小了印刷電路板的體積。請繼續(xù)參照圖7，該間距DS具有一第四距離可使眼圖波形中的眼高達到最大值， 在本實施例中該第四距離為15密耳。同時當所述兩差分信號對31之間的距離大于所述第四距離時，所述兩差分信號對31的信號輸出端的眼圖波形中的眼高幾乎不變，且當所述兩差分信號對31之間的距離小于所述第四距離時，所述兩差分信號對31的信號輸出端的眼圖波形中的眼高變小。該間距DS還具有一大于該第四距離的第五距離，該第五距離對應的眼高和第四距離對應的眼高相等。在本實施例中該第五距離為20密耳。所述眼圖波形中眼高和間距DS的關系圖為一雙曲正切曲線，該雙曲正切曲線有一第四臨界點D。所述第四臨界點D對應的兩差分信號對31之間的間距DS為一第四臨界距離。在該第四臨界點D 處對應的眼高剛好符合差分布線對串擾的要求，而該第四臨界點D左側(cè)的其它點不符合差分布線對眼圖的要求。在本實施例中該第四臨界距離為10密耳。由此將該間距DS設置為一第二距離，該第二距離大于或等于所述第四臨界距離，小于或等于所述第四距離。在傳統(tǒng)的布線中通常會采用增大信號線的間距來增大眼寬，即采用第五距離20密耳作為間距DS。 在本發(fā)明的實施例中采用所述第四臨界距離后即可節(jié)省20-10 = 10密耳的布線空間，大大減小了印刷電路板的體積。通常情況下眼寬對應的第二距離與眼高對應的第二距離近似相等，當眼寬對應的第二距離與眼高對應的第二距離不相等時該第二距離設置為二者中的較大值。則通過本發(fā)明，在印刷電路板100上布設兩差分信號對時，可將兩差分信號對之間的距離設定在10 15密耳之間，這樣不僅降低了差分信號對之間的串擾，而且節(jié)省了大量的布線空間。通過上述兩實施例可知，對于相鄰的差分信號對，在布線時先得到眼圖波形中眼寬和相鄰差分信號對的間距DS的關系圖，以及眼高和間距DS的關系圖，而后通過該關系圖，找出一個合適的間距DS，在該間距DS處，不僅眼圖波形中的眼寬和眼高均較大，相鄰差分信號對之間的串擾較小，而且相鄰差分信號對之間的距離較小，節(jié)省布線空間。本發(fā)明不限于在信號層30上布設兩對差分對的情形，還可在信號層30上布設多對間距DS相同的差分信號對。
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板的布線方法，包括步驟在所述印刷電路板上提供一信號層及位于該信號層上的兩差分信號對；確定一第一距離，當所述兩差分信號對之間的距離大于所述第一距離時，所述兩差分信號對的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬或眼高接近不變，且當所述兩差分信號對之間的距離小于所述第一距離時，所述兩差分信號對的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬或眼高變??；及在小于所述第一距離的范圍內(nèi)確定一使得兩差分信號對的信號輸出端的眼寬和眼高符合差分布線對眼圖要求的第二距離，將所述兩差分信號對之間的距離設置為所述第二距1 O
2.如權(quán)利要求1所述的印刷電路板的布線方法，其特征在于確定所述第二距離的過程包括步驟將根據(jù)眼寬確定的第二距離與根據(jù)眼高確定的第二距離進行比較，將其中較大的第二距離設置為所述兩差分信號對之間的距離。
3.如權(quán)利要求1所述的印刷電路板的布線方法，其特征在于當所述兩差分信號對之間的距離大于所述第二距離時，所述兩差分信號對的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬或眼高變大，且當所述兩差分信號對之間的距離小于所述第二距離時，所述兩差分信號對的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬或眼高變小。
4.如權(quán)利要求1所述的印刷電路板的布線方法，其特征在于確定所述第一距離的過程為在所述兩差分信號對的信號輸出端得到眼圖波形中的眼寬或眼高和兩差分信號對之間距離的關系曲線，該曲線上使得眼寬或眼高達到最大值的點對應的兩差分信號對之間的最小距離即為第一距離。
5.如權(quán)利要求4所述的印刷電路板的布線方法，其特征在于確定所述第一距離的步驟為將一信號發(fā)生器分別同每一差分信號對的信號輸入端電性相連，同時將一示波器同每一差分信號對的信號輸出端電性相連；所述信號發(fā)生器發(fā)送固定頻率的信號，在所述示波器端產(chǎn)生一輸出信號眼圖波形。
6.一種印刷電路板，其包括一信號層，所述信號層上布設兩差分信號對，所述兩差分信號對的信號輸出端的輸出信號眼圖波形中的眼寬或眼高隨兩差分信號對之間的距離的改變而改變，其特征在于當所述兩差分信號對之間的距離為一第一距離時，所述兩差分信號對的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬或眼高達到最大值，兩差分信號對之間的距離為一小于所述第一距離的第二距離，所述兩差分信號對的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬和眼高符合差分布線對眼圖的要求。
7.如權(quán)利要求6所述的印刷電路板，其特征在于所述第二距離為根據(jù)眼寬確定的第二距離與根據(jù)眼高確定的第二距離中的較大值。
8.如權(quán)利要求6所述的印刷電路板，其特征在于所述印刷電路板包括自上而下順次排列的一第一接地參考層、一第一絕緣層、一信號層、一第二絕緣層及一第二接地參考層， 所述第一絕緣層和第二絕緣層的厚度相等。
9.如權(quán)利要求8所述的印刷電路板，其特征在于所述兩差分信號對布設于信號層上， 每一差分信號對包括一第一信號線及一第二信號線，所述第一信號線和第二信號線為帶狀線。
全文摘要
一種印刷電路板的布線方法，包括步驟在所述印刷電路板上提供一信號層及位于該信號層上的兩差分信號對；確定一第一距離，當所述兩差分信號對之間的距離大于所述第一距離時，所述兩差分信號對的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬或眼高接近不變，且當所述兩差分信號對之間的距離小于所述第一距離時，所述兩差分信號對的信號輸出端的眼圖波形中的眼寬或眼高變小；及在小于所述第一距離的范圍內(nèi)確定一使得兩差分信號對的信號輸出端的眼寬和眼高符合差分布線對眼圖要求的第二距離，將所述兩差分信號對之間的距離設置為所述第二距離。本發(fā)明還涉及一種使用所述布線方法得到的印刷電路板。
文檔編號H05K3/00GK102238810SQ20101016256
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者林有旭 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司