[发明专利]一种用于PCB设计的过孔削减焊盘及其方法

说明书

技术领域：

本发明属于PCB设计领域，具体涉及一种采用过孔削减焊盘来实现高密度差分信号的布线、减少布线层数、改善信号质量的一种创新的方法。

背景技术：

随着大规模集成电路的应用普及，高密度PCB设计越来越普遍。如何节约电路板设计空间、减少布线层数、提升信号质量、节约制造成本、缩短产品上市时间、提高产品竞争优势，成为产品设计中必须考虑的因素，在影响PCB设计空间的诸多因素中，过孔（在线路板中，一条线路从板的一面跳到另一面，连接两条连线的孔也叫过孔）占据了宝贵的布线空间，如何减小过孔占据的空间，是一个值得探索的方向。在这种情况下，过孔削焊盘设计被提了出来。

在实际的案例应用中，采用的主芯片为1156Pin BGA封装，大小为35×35mm，34×34行列，管脚间距为1.0mm的设计中，由于该芯片在封装的外8排实现288对3Gbs差分信号线，基于芯片管脚间距为1.0mm的条件下，按传统的布线方法，因过孔的外焊盘在所有层都占据较大的布线空间，难以满足“等间距、平行”的差分布线要求（差分线的布线基本特征是：1）平行；2）等间距；3）对称；4）等长），从而导致芯片管脚端到封装外面将有一段差分线的阻抗不连续，从而影响信号的完整性。如果外8排的管脚全部引出走线，则至少需要9层布线层和5层参考平面层，共需要14层布线层才能完成布线，且这种叠层结构不能保证每层的信号层都有参考平面层，只是一种折衷的设计方案。如果需要满足更高的信号质量，则需要再增加4层参考平面层。芯片的规模越大，管脚的利用率越高，则需要更多的布线层数才能实现。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：为了解决上述问题，本发明采用过孔削减焊盘以减少外焊盘占用的空间，使得差分信号线可以从BGA器件封装内部到器件外面都能以“成对、等间距、平行”方式走线，满足高速差分信号特性的要求。

本发明采用的技术方案是：本发明提供一种用于PCB设计的过孔削减焊盘方法，按照PCB设计中的布线换层的通孔种类，将多层板的内层孔周围的焊盘区宽度削减至0.05mm。

进一步地，该方法能使得在1.0mm间距的BGA封装器件下的管脚从第三排起能够引出一对线，能够很好满足差分对布线的基本特征要求：即平行、等间距、对称及等长。

进一步地，所述过孔的内径不变。

进一步地，所述过孔的外焊盘在当前的走线层中按常规设计。

进一步地，所述常规设计是过孔的外焊盘取钻孔直径的2倍。

进一步地，所述方法可用于0.5mm、0.6mm、0.62mm、0.65mm、0.8mm、1.0mm、1.27mm等间距的集成电路中。

本发明还提供一种PCB板，包括多层，该PCB板是采用上述方法设计的。

在实施例中，该PCB板为8层。

进一步地，该板的所有内层之一或者其中几个或者所有内层采用过孔削减焊盘。

按照本发明可以加大有效布线空间，改善电源平面层和地线平面层的完整性及负载能力，提升高速信号的质量，减少板层数，节约制造成本。

附图说明：

图1为本发明中过孔削减焊盘的示意图；

图2为本发明中一对差分信号经过两个削减焊盘过孔的示意图；

图3为本发明中采用了过孔削焊盘方法后的布线图；

图4为具体实施例中8层板的第3层采用了过孔削减焊盘的示意图；

图5为具体实施例中8层板的第3，6层采用了过孔削减焊盘的示意图；

图6为具体实施例中8层板的所有内层采用了过孔削减焊盘的示意图。

具体实施方式：

在BGA封装管脚间距为1.0mm的条件下，管脚焊盘取值为0.5～0.6mm，BGA器件封装的外两排管脚直接引线出来，宽度取值为0.127～0.152mm，走线到焊盘的安全距离为0.127～0.152mm。

从图1中可以看到传统的设计方法中过孔外焊盘一般取钻孔直径的2倍，则是图1的D2（0.5mm），采用过孔削减焊盘后为D1（0.3mm），每个过孔经过削减焊盘后能节约空间为（D2-D1）/2=0.1mm，保留的过孔焊盘区宽度为D1-d=0.05mm。这样，两个过孔间的空间就增加了D2-D1。节约的空间能多走一根信号线，而这样的两根平行走线恰好符合差分信号布线要求的“平行、等间距”特性，这样信号质量有了可靠的保证，同时还能节约布线所需要的布线层。