[发明专利]一种高速软硬结合板设计方法

说明书

本发明公开一种高速软硬结合板设计方法，该方法包括：S101、确定PCB层数、板厚、软硬区基材、软区长度以及阻抗期望控制值；S102、确定软硬结合板的叠层结构；S103、计算硬区阻抗、线宽、线间距，确定硬区差分布线参数；S104、根据硬区差分布线参数确定网格铜线宽、线间距；S105、根据叠层结构及软硬区布线约束完成高速软硬结合板设计。本发明通过确定合理的叠层结构，解决了软硬结合板柔性区域弯折造成相邻单片阻抗互相影响的问题；利用网格铜约束软硬区布线参数一致，避免软硬过渡区变线宽产生的反射；通过控制柔性区域的高速信号线之间的间距，避免它们之间的串扰破坏信号完整性。

技术领域

本发明涉及软硬结合板领域，尤其涉及一种高速软硬结合板设计方法。

背景技术

软硬结合板因为可弯折、重量轻等优点，已经广泛应用于在消费电子、通信、工业控制以及国防军工等产品中，成为电路板发展的一个重要分支。软硬结合板是柔板与硬板压合后，在硬板的柔性区域进行开窗口操作得到。近年来，大批量生产的数字产品需要把时序控制在皮秒级别。这些时序级别不仅需要维持在硅片级，还需维持在物理尺寸更大的系统板上，如计算机主板。这些系统的工作频率很高，导线的行为不再像简单的理想导线，而会呈现高频效应，像传输线一样把电信号传到相邻器件，或从相邻器件接收电信号，如果不能合理处理这些传输线，它们可能在无意中破坏系统时序，因此对如今的电路板设计提出了更高的要求。

与普通硬板相比，软硬结合板的柔性区域弯折后会导致电磁场集中，产生电磁干扰；走线随着弯曲产生拐角，基板材料由于形状变化也会使材料特性发生一定变化，从而导致传输线的延时与阻抗不匹配问题；包含多张柔性单片的软硬结合板各单片之间的间隙一般较小，在弯折的时候更会呈现波浪形，甚至出现相邻单片紧贴的情况，因此势必会影响柔性区域信号线的阻抗；另外，软硬交界处的阻抗一致性也因为点胶过渡区域的存在较差。以上几个问题严重制约了软硬结合板信号传输速率的进一步提升，是数字系统设计的一个短板问题。

针对高速软硬结合板的设计，传统处理方式是分别根据硬性区域和柔性区域的叠层计算满足阻抗要求的线宽、线间距，因为软硬区叠层结构不一样，软区和硬区的线宽、线间距就不一样，在软硬过渡区域就必须变线宽、变间距的。这样虽然保证了硬区和软区的阻抗匹配，但软硬过渡区的线宽、间距变化会导致信号的反射，而且还没有考虑到柔性区域弯折时多张单片互相之间的阻抗影响。有多张软板单片的软硬结合板，当软板向同一个方向弯折时，由于板厚和层间间隙因素，造成最外层软板受到拉伸，最内层软板受到挤压，这种拉伸和挤压可能会造成柔板内层柔板紧紧贴合外层柔板，导致信号线的参考平面发生了变化，紧紧贴合的情况更是从微带线模式转换到带状线模式，必然会导致柔性区域的阻抗严重不匹配。另外，过渡区域的线宽、间距变化一般处理方式为突变，这样在变换处必然存在信号的反射，破坏信号完整性。

发明内容

本发明的目的在于通过一种高速软硬结合板设计方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高速软硬结合板设计方法，其包括如下步骤：

S101、确定PCB层数、板厚、软硬区基材、软区长度以及阻抗期望控制值；

S102、确定软硬结合板的叠层结构；

S103、计算硬区阻抗、线宽、线间距，确定硬区差分布线参数；

S104、根据硬区差分布线参数确定网格铜线宽、线间距；

S105、根据所述叠层结构及软硬区布线约束完成高速软硬结合板设计。

特别地，所述步骤S102包括：采用覆板法设计软硬结合板的叠层结构。

特别地，所述步骤S103包括：根据所述PCB层数、板厚、软硬区基材、软区长度、阻抗期望控制值以及软硬结合板的叠层结构，利用阻抗计算软件Polar计算硬区阻抗、线宽、线间距。