基于电容提高跨分割信号完整性的PCB板及其布图方法技术

一种基于电容提高跨分割信号完整性的PCB板及其布图方法，该PCB板上布设有至少一条高速传输信号线，且高速传输信号线参考不同的电源平面；该布图方法主要是通过在PCB板的顶层(或底层)增加两组电容组，每组电容组包括电容值从小到大依次递增的N个电容，且每个电容的电容值为前一个电容的电容值的M倍。因此，通过上述设计方案，本发明专利技术可以减小高速信号的回流路径，有效地控制传输线阻抗突变，提高传输信号的完整性，保证链路稳定可靠地进行数据传输。输。输。

【技术实现步骤摘要】
基于电容提高跨分割信号完整性的PCB板及其布图方法


[0001]本专利技术涉及半导体自动测试设备(Automatic Test Equipment，简称ATE)领域，尤其涉及一种基于电容提高跨分割信号完整性的印制电路板(Printed circuit boards，PCB)及其布图方法。

技术介绍

[0002]对于复杂的PCB系统，通常会存在大量高速信号，在高速电路的PCB布图过程中，为了降低成本，通常会存在跨分割的问题。跨分割对于低速传输信号，可能没有什么关系，但是在高速传输数字信号系统中，高速传输信号是以参考平面作为返回路径(回流路径)，如果参考平面的出现出现割裂，会导致信号参考平面不连续。
[0003]即当参考平面不完整的时候，跨分割会增大信号的回流路径，导致高速信号的阻抗不连续，增大信号的串扰、会引发信号之间的反射，进而产生信号完整性的问题。
[0004]请参阅图1，图1所示为现有技术中在高速信号的周围包地处理的方式示意图。在高速PCB设计中，包地处理是为了改善信号不被别的信号干扰，和它本身去干扰别的信号，能起到一定的作用。
[0005]如图1所示，两条地线(GND)把高速信号传输线包起来，达到减小外界信号和走线对这个信号线的干扰，或者不要让这个高速信号传输线干扰到电路中其余信号传输线的目的。
[0006]然而，在高速信号传输线的周围包地处理的方式会存在以下问题：
[0007]①
、通常情况下，高速信号传输线周围包地会占用较多的印制板空间，增加设计及生产成本；<br/>[0008]②
、若高速信号传输线参考的是电源层，通过包地处理，仍然会存在很大的回流路径，改善的效果不明显；
[0009]③
、在高速信号传输线的周围包地处理后，高速信号传输线的阻抗不仅要参考电源或地平面，还会参考高速信号传输线周围的地线，这样会影响高速信号传输线的阻抗控制，阻抗误差偏大；
[0010]④
、通常在包地线上每隔一段距离就会放置一个地孔，以减小回流路径，由于地孔的存在，会影响到其它层信号传输线的走线布设。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于提供一种基于电容提高跨分割信号完整性的方法，其应用于ATE系统中高速电路印制板(Printed Circuit Board，PCB)，可以有效地保证链路稳定可靠地进行数据传输。
[0012]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0013]一种基于电容提高跨分割信号完整性的PCB板，其包括；
[0014]至少一层用于设置芯片和/或器件信号传输线的布图层，所述布图层中的至少一
层具有高速信号传输线，每一所述布图层的上方和/或下方通过绝缘层隔离设置有铜板层，用于接电源或接地；其中，至少一个所述铜板层正对相应的所述高速信号传输线的位置具有分割线段；
[0015]两组电容组，每一组所述电容组包括电容值从小到大依次递增的N个电容，且每个电容的电容值为前一个电容的电容值的M倍；其中，N和M大于等于2；
[0016]其中，两组所述电容组布设于所述PCB板的顶层或底层，对称设置于所述高速信号传输线的两侧，且每一个所述电容横跨所述分割线段，并通过过孔使所述电容的两端同下层所述分割线段两边铜板层的铜板相连。
[0017]进一步地，在所述PCB板的顶层，还包括第一连接铜片和第二连接铜片，所述第一连接铜片和第二连接铜片分别设置于所述分割线段的两侧，且所述第一连接铜片和第二连接铜片分别与两组所述电容组中的一侧管脚相连。
[0018]进一步地，所述第一连接铜片设有X个过孔，所述第二连接铜片上设有Y个过孔，所述X个过孔与所述Y个过孔对称于所述高速信号传输线的两侧位置，且所述X个过孔与所述Y个过孔对称于所述分割线段的两侧位置，且所述第一连接铜片与所述第二连接铜片通过所述过孔分别与各自正下方分割线两侧的铜板互联。
[0019]进一步地，所述X和Y相等。
[0020]进一步地，所述N为2，M大于等于10。
[0021]进一步地，每一个所述电容组中的两个电容值分别为10nf和100nf，且相较于所述电容值为100nf的电容，所述电容值为10nf的电容靠近所述高速信号传输线设置。
[0022]进一步地，两组所述电容组中的电容为陶瓷电容。
[0023]为实现上述目的，本专利技术又一技术方案如下：
[0024]一种基于电容提高跨分割信号完整性的布图方法，用于对上述的基于电容提高跨分割信号完整性的PCB板进行布图，其包括如下步骤：
[0025]步骤S1：PCB板布局布线；其中，所述PCB板上布设有至少一条高速传输信号线，且所述高速传输信号线参考不同的电源平面；
[0026]步骤S2：将两组所述电容组布设于所述PCB板的顶层或底层，对称设置于所述高速信号传输线的两侧，且每一个所述电容横跨所述分割线段，并通过过孔使所述电容的两端同下层所述分割线段两边铜板层的铜板相连；其中，每一组所述电容组包括电容值从小到大依次递增的N个电容，且每个电容的电容值为前一个电容的电容值的M倍；N和M大于等于2。
[0027]步骤S3：将所述第一连接铜片和第二连接铜片分别设置于所述分割线段的两侧，且所述第一连接铜片和第二连接铜片分别与两组所述电容组中的一侧管脚相连；
[0028]步骤S4：将所述第一连接铜片设X个过孔，所述第二连接铜片上设Y个过孔，所述X个过孔与所述Y个过孔对称于所述高速信号传输线的两侧位置，所述X个过孔与所述Y个过孔对称于所述分割线段的两侧位置，且所述第一连接铜片与所述第二连接铜片通过所述过孔分别与各自正下方分割线两侧的铜板互联。
[0029]从上述技术方案可以看出，本专利技术的本设计方法对于提高跨分割引起的高速信号完整性问题有明显的效果，体现在以下几个方面：
[0030]①
.通过在跨分割处放置电容的方式可以有效地减小高速信号的回流路径，提高
信号的完整性；
[0031]②
.例如，采用10nf和100nf陶瓷电容组合使用方式，能够满足绝大多数高速信号跨分割的应用场景；
[0032]③
.在电容两端多放置过孔，能减小感性对回流信号的阻碍；
[0033]④
.极大地优化具有高速传输信号线的PCB板的布图结构，满足高速通信系统稳定可靠的数据传输要求。
附图说明
[0034]图1所示为现有技术在高速信号传输线进行周围包地处理的结构示意图
[0035]图2所示为本专利技术实施例基于电容提高跨分割信号完整性的印制电路板的布图结构示意图
具体实施方式
[0036]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0037]需要说明的是，在PCB中需要有一个设计良好的参考平面以获得返回路径，此是电路板总体设计中的关键阶段。本专利技术基于电容提高跨分割信号完整性的方法，可以减小高速信号的回流路径，有效地控制传输线阻抗突变，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电容提高跨分割信号完整性的PCB板，其特征在于，包括；至少一层用于设置芯片和/或器件信号传输线的布图层，所述布图层中的至少一层具有高速信号传输线，每一所述布图层的上方和/或下方通过绝缘层隔离设置有铜板层，用于接电源或接地；其中，至少一个所述铜板层正对相应的所述高速信号传输线的位置具有分割线段；两组电容组，每一组所述电容组包括电容值从小到大依次递增的N个电容，且每个电容的电容值为前一个电容的电容值的M倍；其中，N和M大于等于2；其中，两组所述电容组布设于所述PCB板的顶层或底层，对称设置于所述高速信号传输线的两侧，且每一个所述电容横跨所述分割线段，并通过过孔使所述电容的两端同下层所述分割线段两边铜板层的铜板相连。2.根据权利要求1所述的基于电容提高跨分割信号完整性的PCB板，其特征在于，在所述PCB板的顶层，还包括第一连接铜片和第二连接铜片，所述第一连接铜片和第二连接铜片分别设置于所述分割线段的两侧，且所述第一连接铜片和第二连接铜片分别与两组所述电容组中的一侧管脚相连。3.根据权利要求2所述的基于电容提高跨分割信号完整性的PCB板，其特征在于，所述第一连接铜片设有X个过孔，所述第二连接铜片上设有Y个过孔，所述X个过孔与所述Y个过孔对称于所述高速信号传输线的两侧位置，且所述X个过孔与所述Y个过孔对称于所述分割线段的两侧位置，且所述第一连接铜片与所述第二连接铜片通过所述过孔分别与各自正下方分割线两侧的铜板互联。4.根据权利要求3所述的基于电容提高跨分割信号完整性的PCB板，其特征在于，所述X和Y相等。5.根据权利要求1所述的基于电容提高跨分割信号完整性的PCB板，其特征在于，所述N为2，M大于等于10...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐涛，
申请(专利权)人：上海御渡半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：