[发明专利]一种PCB板过孔阻抗控制的方法及结构

说明书

本发明公开了一种PCB板过孔阻抗控制的方法及结构。通过重新利用被业界舍弃的PCB板上的非功能焊盘，在与过孔连接的出线层外的其他层设置非功能焊盘，以调节过孔传输路径上金属焊盘的均衡性，从而改善单位长度分布电容的一致性。通过本发明，可以大幅度改善目前现有过孔阻抗控制技术的缺陷，从而达到改善PCB板整体网络通信信号质量的目的。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种PCB板过孔阻抗控制的方法及结构。

背景技术

PCB（Printed Circuit Board）板是通信设备内重要的部件，是电子元器件的支撑体和电气连接的提供者。随着PCB板承载通信的电子信号速率越来越高，PCB板上的电子线路需要进行阻抗控制以保证电子信号质量。通过调整PCB板各层的层叠设计和走线线宽，可以实现对PCB板走线不同阻抗值的精确控制。目前业界常见的做法是按照单端走线50Ω、差分走线100Ω进行控制。PCB板走线的阻抗控制技术已经非常成熟。PCB板不同层的走线借由过孔连接成为彼此连通的通信网络（如图1所示）。过孔作为PCB通信网络的重要组成部分，本身具有和PCB走线一样的分布阻抗特性。并且通常过孔才是PCB线路网络中阻抗最大不连续点所在。随着PCB板通信速率进入GHz时代，过孔阻抗控制技术日益成为保证PCB板通信信号质量的关键技术。

业界最常见的过孔阻抗控制技术如图2所示，通过控制反焊盘尺寸大小来改善整体过孔电气特性。通过3D电磁场仿真我们可以确定最佳的反焊盘尺寸大小。然而，如图3所示，仿真显示过孔阻抗并非均匀一致，而是呈现分布式的阻值变化。在最佳反焊盘设计情况下过孔阻抗偏离50Ω的目标值仍然有正负2.5欧姆的偏差，该偏差是现有阻抗控制方法固有的误差，无法继续提升阻抗控制精度。

发明内容

有鉴于此，本发明在目前业界常规过孔阻抗控制技术基础之上，提出一种新颖的过孔阻抗控制技术，可以大幅度改善现有过孔阻抗控制技术的缺陷，从而达到改善整体网络通信信号质量的目的。

为实现本发明目的，本发明实现方案具体如下：

一种PCB板过孔阻抗控制的方法，用于对PCB板上的过孔阻抗进行精确控制，其中，在与过孔连接的出线层之外的其他层设置有非功能焊盘，以调节过孔传输路径上金属焊盘的均衡性，从而改善单位长度分布电容的一致性。

进一步地，所述PCB板过孔上还包括有表层普通焊盘、出线层普通焊盘以及反焊盘。

进一步地，所述PCB板过孔上的表层普通焊盘、出线层普通焊盘、非功能焊盘、反焊盘尺寸的大小以及表层普通焊盘、出线层普通焊盘、非功能焊盘和反焊盘尺寸大小之间的关系，是通过采用3D电磁场仿真计算得出。

进一步地，所述方法还包括：优化PCB层叠结构，使各层之间的间距一致，从而达到过孔传输路径上的普通焊盘和非功能焊盘均匀分布。

进一步地，所述方法还包括：在所述PCB板过孔的周围进一步设置控制信号回流的地过孔，通过地过孔的通孔结构改变PCB板过孔和地过孔间的电磁场分布，从而达到改善信号过孔阻抗控制精度的目的。

本发明同时提供一种PCB板过孔阻抗控制的结构，用于改善PCB板过孔的阻抗控制精度，其中，所述PCB板过孔结构包括有：非功能焊盘，分布于与过孔连接的出线层外的其他层，以调节所述过孔传输路径上金属焊盘的均衡性，从而改善单位长度分布电容的一致性。

进一步地，所述PCB板过孔结构上还包括有表层普通焊盘、出线层普通焊盘以及反焊盘。

进一步地，所述PCB板过孔结构上的表层普通焊盘、出线层普通焊盘、非功能焊盘、反焊盘尺寸的大小以及表层普通焊盘、出线层普通焊盘、非功能焊盘和反焊盘尺寸大小之间的关系，是通过采用3D电磁场仿真计算得出。

进一步地，通过优化PCB层叠结构，使各层之间的间距一致，从而使得过孔传输路径上的普通焊盘和非功能焊盘等间距均匀分布。