一种PCB及其差分走线结构的制作方法

一种pcb及其差分走线结构
技术领域
1.本发明涉及pcb技术领域，特别涉及一种差分走线结构。本发明还涉及一种差分走线结构。


背景技术：

2.随着信号速率的加快，对高速信号的要求越来越高，pcb也随之向高速高密度的方向发展。在单板空间有限的情况下，通常通过增加pcb层数的方式，弥补信号线走线空间不足的问题，同时也需要使用过孔的方式完成信号的换层，如此，过孔处的信号完整性问题就需要格外关注。
3.为优化换层过孔处的信号问题，一般会在高速信号换层过孔的一定距离范围内增加回流孔，回流孔的属性与高速线参考平面的属性相同。对于差分信号走线而言，一般会在一组差分信号线的两侧之外分别设置一个回流孔，以分别与该组差分信号线中成对的两条信号线分别连接。当pcb表面空间有限时，各组差分信号线的排布位置变得非常靠近，相邻两组差分信号线的间距很小，此时容易出现两组差分信号线之间共用同一个回流孔的情况。
4.目前，随着信号速率越来越高，共用回流孔的情况会在两组差分信号线之间引入一定的串扰，造成差分信号传输质量降低，因而部分pcb在设计时要求避免出现共用回流孔的情况，但在空间有限的情况下，难以做到在相邻两组差分信号线之间同时打两个回流孔的结构。
5.在现有技术中，部分pcb在设计时试图通过在共用回流孔的沿差分信号线延伸方向的两端分别增加一个回流孔的方式降低串扰，此举虽然能起到一定的优化作用，且不占用相邻两个过孔之间的横向空间，但仍然需要占用相邻两组差分信号线之间的纵向空间，在布线密集、空间利用率极大的情况下，即使是相邻两组差分信号线之间的纵向空间也可能无法留下足够的空间，难以额外增设两个回流孔，进而导致串扰问题难以解决。
6.因此，如何在空间受限的情况下实现差分信号线的信号回流，同时避免对差分信号线产生串扰影响，是本领域技术人员面临的技术问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种差分走线结构，能够在空间受限的情况下实现差分信号线的信号回流，同时避免对差分信号线产生串扰影响。本发明的另一目的是提供一种pcb。
8.为解决上述技术问题，本发明提供一种差分走线结构，包括设置于基板表面的第一过孔组及第二过孔组、穿过所述第一过孔组的第一差分线组、穿过所述第二过孔组并与所述第一差分线组平行的第二差分线组，以及设置于所述第一差分线组外侧的第一回流孔、设置于所述第二差分线组外侧的第二回流孔、设置于所述第一差分线组与所述第二差分线组之间的公共回流孔，所述公共回流孔包括互相隔断的、用于供所述第一差分线组信号回流的第一半孔和用于供所述第二差分线组信号回流的第二半孔。
9.优选地，所述公共回流孔还包括开设于所述第一半孔与所述第二半孔的正对端面之间的隔断孔。
10.优选地，所述隔断孔为矩形孔。
11.优选地，所述第一半孔与所述第二半孔对称分布于所述隔断孔的两侧。
12.优选地，所述第一半孔与所述第二半孔均呈弓形。
13.优选地，所述第一半孔与所述第二半孔的横截面积相等。
14.优选地，所述第一半孔与所述第二半孔的横截面积分别为所述第一回流孔或所述第二回流孔的横截面积的30％～70％。
15.本发明还提供一种pcb，包括基板和设置于所述基板上的差分走线结构，其中，所述差分走线结构具体为上述任一项所述的差分走线结构。
16.本发明所提供的差分走线结构，主要包括第一过孔组、第二过孔组、第一差分线组、第二差分线组、第一回流孔、第二回流孔和公共回流孔。其中，第一过孔组和第二过孔组均开设在基板表面，分别用于实现第一差分线组和第二差分线组的换层走线。第一差分线组分布在基板表面，并穿过第一过孔组进行换层走线。第二差分线组分布在基板表面，并穿过第二过孔组进行换层走线。第一差分线组与第二差分线组互相平行且相邻。第一回流孔设置在第一差分线组的外侧，主要用于供第一差分线组进行信号回流。第二回流孔设置在第二差分线族的外侧，主要用于供第二差分线组进行信号回流。公共回流孔设置在第一差分线组与第二差分线组之间，主要用于同时供两者进行信号回流。该公共回流孔为分体式结构，包括第一半孔和第二半孔，且第一半孔和第二半孔互相隔断，界面之间保持绝缘。其中第一半孔靠近第一差分线组，用于供第一差分线组进行信号回流，而第二半孔靠近第二差分线组，用于供第二差分线组进行信号回流。如此，通过第一回流孔与第一半孔共同实现了第一差分线组的信号回流，同时通过第二回流孔与第二半孔共同实现了第二差分线组的信号回流，由于第一半孔与第二半孔互相隔断，相当于两条独立的信号流，因此能够避免产生串扰，且两者各自所占面积均小于现有技术中的常规回流孔，因此能够在空间受限的情况下实现差分信号线的信号回流。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
18.图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
19.图2为图1的剖面图。
20.图3为本发明所提供的另一种具体实施方式的整体结构示意图。
21.图4为图3的剖面图。
22.图5为本发明与现有技术的差分信号插损参数对比。
23.图6为本发明与现有技术的差分信号回损参数对比。
24.图7为本发明与现有技术的差分信号远端串扰参数对比。
25.图8为本发明与现有技术的差分信号近端串扰参数对比。
26.其中，图1—图4中：
27.基板—1，第一过孔组—2，第二过孔组—3，第一差分线组—4，第二差分线组—5，第一回流孔—6，第二回流孔—7，公共回流孔—8；
28.第一半孔—81，第二半孔—82，隔断孔—83。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.请参考图1、图2，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图，图2为图1的剖面图。
31.在本发明所提供的一种具体实施方式中，差分走线结构主要包括第一过孔组2、第二过孔组3、第一差分线组4、第二差分线组5、第一回流孔6、第二回流孔7和公共回流孔8。
32.其中，第一过孔组2和第二过孔组3均开设在基板1表面，分别用于实现第一差分线组4和第二差分线组5的换层走线。当然，由于差分信号特性，第一过孔组2和第二过孔组3均包括两个成对的过孔，而第一差分线组4和第二差分线组5均包括两条成对的信号线。
33.第一差分线组4分布在基板1表面，并穿过第一过孔组2进行换层走线。第二差分线5组分布在基板1表面，并穿过第二过孔组3进行换层走线。第一差分线组4与第二差分线组5互相平行且相邻。当然，第一差分线组4与第二差分线组5不仅可以分布在基板1的表面，还可以在基板1的内部进行走线，比如当基板1包括六层板时，第一差分线组4与第二差分线组5可以从基板1的第一层换层走线至第六层、或从第一层换层走线至第三层等，还可以是多层换层走线。
34.第一回流孔6设置在第一差分线组4的外侧，主要用于供第一差分线组4进行信号回流。第二回流孔7设置在第二差分线组5的外侧，主要用于供第二差分线组5进行信号回流。一般的，第一回流孔6和第二回流孔7的面积均与常规的回流孔相当。
35.公共回流孔8设置在第一差分线组4与第二差分线5组之间，均位于两者的内侧，主要用于同时供两者进行信号回流。该公共回流孔8为分体式结构，具体包括第一半孔81和第二半孔82，且第一半孔81和第二半孔82互相隔断，界面之间保持绝缘。其中第一半孔81靠近第一差分线组4，用于供第一差分线组4进行信号回流，而第二半孔82靠近第二差分线组5，用于供第二差分线组5进行信号回流。
36.如此，通过第一回流孔6与第一半孔81共同实现了第一差分线组4的信号回流，同时通过第二回流孔7与第二半孔82共同实现了第二差分线组5的信号回流，由于第一半孔81与第二半孔82互相隔断，相当于两条独立的信号流，因此能够避免产生串扰，且两者各自所占面积均小于现有技术中的常规回流孔，因此能够在空间受限的情况下实现差分信号线的信号回流。
37.如图5～图8所示，图5为本发明与现有技术的差分信号插损参数对比，图6为本发明与现有技术的差分信号回损参数对比，图7为本发明与现有技术的差分信号远端串扰参数对比，图8为本发明与现有技术的差分信号近端串扰参数对比(图中实线代表本发明，图
中虚线代表现有技术)。
38.仿真实验结果说明：本实施例所提供的差分走线结构相比于现有技术中的差分走线结构，在差分信号完整性各个参数上，如插损、回损、远端串扰、近端串扰等，均得到一定程度改善和优化。
39.在关于公共回流孔8的一种优选实施例中，为便于保持第一半孔81与第二半孔82的互相隔离、绝缘状态，本实施例在公共回流孔8中增设了隔断孔83。具体的，该隔断孔83开设在第一半孔81与第二半孔82的正对端面之间，将互相正对的第一半孔81的孔壁与第二半孔82的孔壁互相间隔，并利用填充在隔断孔83内的空气或惰性气体进行绝缘。当然，第一半孔81与第二半孔82的孔壁后期在制造阶段会进行导电镀层处理。
40.一般的，隔断孔83为矩形孔，并且位于公共回流孔8的中间位置。如此设置，利用隔断孔83能够将公共回流孔8划分为两部分，此处优选地，该隔断孔83沿第一差分线4或第二差分线5的延伸方向分布，从而将第一半孔81与第二半孔82分列在横向两侧，从而使得第一半孔81靠近第一差分线4，第二半孔82靠近第二差分线5，便于连接布线。
41.进一步的，为便于加工规划，在本实施例中，第一半孔81与第二半孔82在整个公共回流孔8中呈轴对称分布，而隔断孔83即充当对称轴。
42.此外，为尽量减小对第一差分线组4与第二差分线组5之间的横向空间占用，整个公共回流孔8所占的面积可与常规回流孔的面积相当，即呈圆孔形状，并且隔断孔83占据中间部分的小部分面积，而第一半孔81和第二半孔82均呈弓形，两者对应的弦长均小于常规回流孔的直径，且两者的面积均小于常规回流孔的一半。
43.一般的，第一半孔81与第二半孔82的横截面积相等，比如均为前述小于常规回流孔一半面积的弓形，此时第一半孔81、第二半孔82与隔断孔83的面积之和正好等于常规回流孔的面积。
44.如图3、图4所示，图3为本发明所提供的另一种具体实施方式的整体结构示意图，图4为图3的剖面图。
45.但在第一差分线组4与第二差分线组5之间的横向空间允许的情况下，第一半孔81与第二半孔82的横截面积也可以适当增大，比如第一半孔81与第二半孔82的横截面积可均为常规回流孔面积的60％等，此时，第一半孔81、第二半孔82与隔断孔83的面积之和等于常规回流孔的面积的1.5倍，相当于将两个完整的常规回流孔进行融合处理。一般的，第一半孔81与第二半孔82的横截面积均为常规回流孔的横截面积的30％～70％。
46.另外，若有必要，第一半孔81与第二半孔82的横截面积也可以不相等，比如第一半孔81的横截面积为常规回流孔的横截面积的60％，而第二半孔82的横截面积为常规回流孔的横截面积的40％等也是可行的。
47.本实施例还提供一种pcb，主要包括基板1和设置于基板1上的差分走线结构，其中，该差分走线结构的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。
48.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。