PCB板焊盘结构设计方法、装置、计算机设备及可读介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种PCB板焊盘结构设计方法、装置、计算机设备及可读介质，该方法包括：将焊盘设计为平面螺旋状结构；将平面螺旋状结构的焊盘和传输线等效为电感并串联到焊盘与参考层形成的回路中；设定焊盘与传输线阻抗匹配，则传输线的等效阻抗等于焊盘的等效阻抗；设定焊盘与邻近参考层之间的间距为h，介质的DK值为ε

【技术实现步骤摘要】
PCB板焊盘结构设计方法、装置、计算机设备及可读介质


[0001]本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种PCB板焊盘结构设计方法、装置、计算机设备及可读介质。

技术介绍

[0002]PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)焊盘是表贴元器件的基本构成单元，一方面，元器件在PCB板上的固定需要通过焊盘实现，另一方面，焊盘也为元器件和PCB板之间提供电气连接通路。目前常见的PCB焊盘结构包括方形焊盘、圆形焊盘、岛形焊盘、多边形焊盘、椭圆形焊盘、开口形焊盘、梅花焊盘、十字花焊盘以及泪滴焊盘等，不同焊盘形状大小各异，在不同应用场合发挥着不同的作用，从信号完整性(Signal Integrity，SI)角度来说，焊盘形状尺寸直接影响SI性能，因为尺寸和形状决定了焊盘阻抗大小，如果其阻抗跟与之其相连的传输线阻抗严重不匹配，就会产生反射现象，造成振铃等SI问题。
[0003]受结构限制，上述常用焊盘阻抗普遍呈容性，阻值比传输线要低，为了增加焊盘阻抗，提高焊盘与传输线的阻抗匹配性，高速差分信号的焊盘都需要对参考层进行挖洞处理。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提出一种PCB板焊盘结构设计方法。该方法基于感性结构对阻抗容性特征进行补偿的原理，提出一种平面螺旋结构，不受叠层结构限制，无需对参考层进行挖洞处理，实现了参考层完整，与焊盘共用参考层的信号层从而可以任意布线，优化了电路板布线空间。
[0005]基于上述目的，本专利技术实施例的一方面提供了一种基PCB板焊盘结构设计方法。该方法包括：将焊盘设计为平面螺旋状结构；将平面螺旋状结构的焊盘和传输线等效为电感并串联到焊盘与参考层形成的回路中；设定焊盘与传输线阻抗匹配，则传输线的等效阻抗等于焊盘的等效阻抗；设定焊盘与邻近参考层之间的间距为h，介质的DK值为εr，传输线阻抗Z0和绕线宽度w，得出总绕线长度l；以及选取平面螺旋状结构的缠绕方式以完成焊盘设计。
[0006]在一些实施方式中，将平面螺旋状结构的焊盘和传输线等效为电感并串联到焊盘与参考层形成的回路中包括：平面螺旋状结构的焊盘等效后的电感和传输线等效后的电感串联到回路中，并引入电容并联到回路中，从而得出传输线的等效阻抗和焊盘的等效阻抗。
[0007]在一些实施方式中，设定焊盘与传输线阻抗匹配，则传输线的等效阻抗等于焊盘的等效阻抗包括：传输线的单位长度电感为L0且单位长度引入电容为C0，焊盘的等效电感为L
P
，焊盘引入电容为C
P
，焊盘与邻近参考层之间的间距为h，介质的DK值为ε
r
，传输线阻抗Z0和绕线宽度w，总绕线长度为l，则：根据
[0008][0009][0010][0011]得出
[0012]在一些实施方式中，确定PCB板的叠层，提取叠层中焊盘与邻近参考层之间的间距h以及它们之间介质的DK值ε
r
；
[0013]根据差分信号类型，确定传输线阻抗Z0；
[0014]根据传输线的走线宽度选取绕线宽度w；
[0015]将上述参数代入公式：以确定总绕线长度l。
[0016]在一些实施方式中，差分信号传输线阻抗选取85ohm或者100ohm。
[0017]在一些实施方式中，在传输线的阻抗的基础上增加或减少数值直至得出适用的绕线宽度w。
[0018]在一些实施方式中，选取平面螺旋状结构的缠绕方式以完成焊盘设计包括：将焊盘按照选取的形状螺旋缠绕形成为适应的形状。
[0019]本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种基于PCB板焊盘结构设计方法的设计装置包括：焊盘设计和等效单元，配置用于将焊盘设计为平面螺旋状结构，并将焊盘和传输线等效为电感串联到焊盘与参考层形成的回路中且传输线的等效阻抗等于焊盘的等效阻抗；和参数测量和计算单元，配置用于测量焊盘与邻近参考层之间的间距为h，介质的DK值为ε
r
，传输线阻抗Z0和绕线宽度w，以得出总绕线长度l，选取平面螺旋状结构的缠绕方式，完成焊盘设计。
[0020]在一些实施方式中，焊盘设计和等效单元，设计平面螺旋状结构焊盘，平面螺旋状结构的焊盘等效后的电感和传输线等效后的电感串联到回路中，并引入电容并联到回路中，从而得出传输线的等效阻抗和焊盘的等效阻抗，传输线的单位长度电感为L0且单位长度引入电容为C0，焊盘的等效电感为L
P
，焊盘引入电容为C
P
，焊盘与邻近参考层之间的间距为h，介质的DK值为ε
r
，传输线阻抗Z0和绕线宽度w，总绕线长度为l，则：根据
[0021][0022][0023][0024]得出
[0025]在一些实施例中，参数测量和计算单元，确定PCB板的叠层，提取叠层中焊盘与邻
近参考层之间的间距h以及它们之间介质的DK值ε
r
；
[0026]根据差分信号类型，确定传输线阻抗Z0；
[0027]根据传输线的走线宽度选取绕线宽度w；
[0028]将上述参数代入公式：以确定总绕线长度l。
[0029]本专利技术实施例的再一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行时实现方法的步骤包括：将焊盘设计为平面螺旋状结构；将平面螺旋状结构的焊盘和传输线等效为电感并串联到焊盘与参考层形成的回路中；设定焊盘与传输线阻抗匹配，则传输线的等效阻抗等于焊盘的等效阻抗；设定焊盘与邻近参考层之间的间距为h，介质的DK值为ε
r
，传输线阻抗Z0和绕线宽度w，得出总绕线长度l；以及根据焊盘的形状得出平面螺旋状结构的缠绕方式以完成焊盘设计。
[0030]在本专利技术的一些实施例中，将平面螺旋状结构的焊盘和传输线等效为电感并串联到焊盘与参考层形成的回路中包括：平面螺旋状结构的焊盘等效后的电感和传输线等效后的电感串联到回路中，并引入电容并联到回路中，从而得出传输线的等效阻抗和焊盘的等效阻抗。
[0031]在本专利技术的一些实施例中，传输线的单位长度电感为L0且单位长度引入电容为C0，焊盘的等效电感为L
P
，焊盘引入电容为C
P
，焊盘与邻近参考层之间的间距为h，介质的DK值为ε
r
，传输线阻抗Z0和绕线宽度w，总绕线长度为l，则：根据
[0032][0033][0034][0035]得出
[0036]在本专利技术的一些实施例中，确定PCB板的叠层，提取叠层中焊盘与邻近参考层之间的间距h以及它们之间介质的DK值ε
r
；
[0037]根据差分信号类型，确定传输线阻抗Z0；
[0038]根据传输线的走线宽度选取绕线宽度w；
[0039]将上述参数代入公式：以确定总绕线长度l。
[0040]在本专利技术的一些实施例中，差分信号传输线阻抗选取85ohm或者100ohm。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PCB板焊盘结构设计方法，其特征在于，包括：将焊盘设计为平面螺旋状结构；将平面螺旋状结构的焊盘和传输线等效为电感并串联到焊盘与参考层形成的回路中；设定焊盘与传输线阻抗匹配，则传输线的等效阻抗等于焊盘的等效阻抗；设定焊盘与邻近参考层之间的间距为h，介质的DK值为ε
r
，传输线阻抗Z0和绕线宽度w，得出总绕线长度l；以及选取平面螺旋状结构的缠绕方式以完成焊盘设计。2.根据权利要求1所述的PCB板焊盘结构设计方法，其特征在于，将平面螺旋状结构的焊盘和传输线等效为电感并串联到焊盘与参考层形成的回路中包括：平面螺旋状结构的焊盘等效后的电感和传输线等效后的电感串联到回路中，并引入电容并联到回路中，从而得出传输线的等效阻抗和焊盘的等效阻抗。3.根据权利要求2所述的PCB板焊盘结构设计方法，其特征在于，传输线的单位长度电感为L0且单位长度引入电容为C0，焊盘的等效电感为L
P
，焊盘引入电容为C
P
，焊盘与邻近参考层之间的间距为h，介质的DK值为ε
r
，传输线阻抗Z0和绕线宽度w，总绕线长度为l，则：根据和绕线宽度w，总绕线长度为l，则：根据和绕线宽度w，总绕线长度为l，则：根据得出4.根据权利要求3所述的PCB板焊盘结构设计方法，其特征在于，确定PCB板的叠层，提取叠层中焊盘与邻近参考层之间的间距h以及它们之间介质的DK值ε
r
；根据差分信号类型，确定传输线阻抗Z0...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦玉倩，田民政，
申请(专利权)人：苏州浪潮智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：