專利名稱：消除高速板串擾的差分線組合方式的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種高速數(shù)字電路的差分對布線方式，尤指一種能夠消除高速電路板中串擾的差分導線組合方式。
背景技術：
串擾的起因是由于一個信號在傳輸信道上傳輸時，因電磁耦合而對相鄰近的傳輸線產生影響，在被干擾的信號上表現(xiàn)為注入了一定的耦合電壓和耦合電流。在數(shù)字電路設計領域中，串擾是廣為存在的，而且隨著信號速率的提高和產品外型尺寸越來越小，數(shù)字系統(tǒng)總串擾也急劇增加，過大的串擾會影響到系統(tǒng)性能，甚至引起電路的誤觸發(fā)，導致系統(tǒng)無法正常工作。
針對這種情況，業(yè)界通常所采用的方法之一便是利用差分式布線方式，常用方式之一如圖1所示，圖中有第一差分對120和第二差分對130兩組差分對，該兩組差分對是位于同一布線層并行排開。若以100歐姆的差分導線為例，其線寬為5密耳(mil)，則差分導線之間距維持在10密耳左右。而實際中差分對與對之間的布局規(guī)則需要間隔盡可能大，方能減小差分對與對之間的相互干擾，即使以20密耳計，則在PCB板上按照此種方式布局兩組差分對也至少需要80密耳的空間，這與當PCB板的布局密集的要求顯然不能兼容，雖然，也可以采取減小差分導線寬度的做法，但是，這樣會提升制作工藝上的難度，增加工業(yè)成本。
因此，若想有效的消除高速電路板中的串擾，差分對的布線排列方式起到了至關重要的作用。美國專利公告第6,017,247揭示了一種差分對布線方式，每對差分對至少彎折一次，從而可以與相鄰的差分對錯開位置，避免串擾。但是這種布線方式需要滿足一定的線長關系，方能有效的消除串擾，而這樣無疑會使得布線變得更加錯綜復雜，增加布線的長度及密度，不適用于高密度布線的電路格局。
因此，實有必要提供一種適用于高密度高速電路板且布局更為合理的差分布線方式，以有效消除串擾信號的影響。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的之一在于提供一種無須受到任何布線長度限制的可用于高速電路板的差分對排列方式。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種串擾可被有效削弱甚至在某些情況下可以抵消的差分對排列，從而可以獲得差分對上所受串擾趨近于零的預期結果。
本發(fā)明的目的之三在于提供一種可在不損害內部阻抗兼容性的前提下將串擾消減為零的導體排列方式。
本發(fā)明的特征在于該第一差分對和第二差分對的差分導線的布線長度不受任何限制，且四條差分導線始終平行分布，從高速電路板之縱向剖面看去，四條差分導線系呈幾何多邊形排列。該第一差分對和第二差分對之排列形狀有多種組合變化，可以至少有一對差分對的導線是位于高速電路板的介電常數(shù)εr不同布線層，亦可以同一對差分對的導線位于介電常數(shù)εr相同的高速電路板的布線層，位于高速電路板中介電常數(shù)εr不同布線層的導線因阻抗匹配信號傳輸滯后等問題其導線寬度及厚度會出現(xiàn)差異。其中，第一差分對和第二差分對均可作為干擾源或被干擾對象。通過恰當?shù)奈恢门排?，差分對中干擾源作用于被干擾對象上的串擾可以被消減至最小甚至為零。
本發(fā)明的優(yōu)點在于可以在有效節(jié)省布線空間的同時，將串擾減少至最小甚至為零，順應了高速電路板發(fā)展的需求。

下面參照附圖結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
圖1是現(xiàn)有的差分對排列方式。
圖2是本發(fā)明處于介電常數(shù)εr相同的材質中呈矩形排列的差分對排列示意圖。
圖3是本發(fā)明處于介電常數(shù)εr相同的材質中呈菱形排列的差分對排列示意圖。
圖4是本發(fā)明處于介電常數(shù)εr不同的材質中呈倒置梯形排列的差分對排列示意圖。
圖5是本發(fā)明處于介電常數(shù)εr不同的材質中呈三角形排列的差分對排列示意圖。
圖6是本發(fā)明處于介電常數(shù)εr不同的材質中呈倒三角形排列的差分對排列示意圖。
具體實施方式在高速電路板中，串擾的大小與布線間的間距成反比，與布線間的平行長度成正比，同時影響串擾的因素還包括導線的寬度，導線的厚度，介質的介電常數(shù)，介質的厚度，焊盤的厚度，地線的路徑以及布線外圍的布線等等，因此，在布線之時，要綜合協(xié)調多方面因素，最終獲取減小串擾甚至使之為零的效果。
本案的較佳實施例之一如圖2所示，該圖是處于介電常數(shù)εr相同的材質中呈矩形排列的差分對排列，其中，該圖中共有第一差分對220和第二差分對230兩組差分對，其中該第一差分對220由差分導線221、222組成，該第二差分對230由差分導線231、232組成。該兩組差分對互為干擾，每一差分導線上所受到的串繞表現(xiàn)為其它相鄰各條導線對其串繞的綜合結果。如，將第一差分對220作為干擾源(Aggressor)，第二差分對230作為被干擾對象(Victim)來分析，那么，被干擾對象的差分導線231受到串繞表現(xiàn)為來自干擾源差分導線221和干擾源差分導線222上的綜合結果，并且，由于差分導線221處于正相位，而差分導線222處于負相位，其二者施加于被干擾對象的差分導線231上的信號方向相反，其大小與被干擾對象的差分導線231與干擾源差分導線221、干擾源差分導線222之間的距離以及干擾源差分導線221與干擾源差分導線222之間的相互距離均有關系，還與被干擾對象的差分導線231、干擾源差分導線221、干擾源差分導線222各自的導線寬度及厚度相關，因此，可以通過調整被干擾對象的差分導線231、干擾源差分導線221以及干擾源差分導線222之間的相互位置關系來使得干擾源差分導線221、222施加于被干擾對象的差分導線231上的串繞之值相近甚至相等，又因干擾源差線221與干擾源差分導線222施加于被干擾對象的差分導線231上的串繞信號方向相反，這樣就可使得被干擾對象的差分導線231上受到的綜合串繞相互抵消至很小甚至為零，同樣，也可以在被干擾對象差分導線232上獲得大小相同而方向相反的串擾。又因毗鄰的差分對互相干擾，所以干擾源差線221、222其上也會受到被干擾對象的差分導線231、232的串繞，依上述之原理類推，其綜合結果也同樣將會很小甚至趨近于零。
請參看圖3，該圖是處于介電常數(shù)εr相同的材質中呈菱形排列的差分對，圖中互為干擾的第一差分對320和第二差分對330分別處于對方差分對位置連線的垂直平分線上，由于這種對稱的位置關系，使得每一差分導線受到的串繞均是大小相等方向相反，可以相互平衡抵消為零，因此，每對差分對所受到的串繞最終為零。
如圖4所示，該圖是處于介電常數(shù)εr不同的材質中呈倒置梯形排列的差分對，其中，第一差分對420和第二差分對430中同一組差分導線421、422和431、432分別處于高速電路板的介電常數(shù)εr不同的材質中，因要兼顧到布線中所涉及的阻抗匹配及輻射傳播滯后等問題，同一對差分對導線的線寬及厚度等物理條件會出現(xiàn)差異，必要時，還需要通過PCB板上的過孔(Via)來改變導線的布線層，用以彌補分布于介電常數(shù)εr不同的布線層所造成的輻射傳輸滯后時間不一致的等問題。因位置排列的非對稱性關系，每一差分導線上受到的串繞不能夠完全抵消，但是可獲得每一差分導線上所受的串繞趨近于零的結果。
請一并參閱圖5與圖6，此兩圖亦是處于介電常數(shù)εr不同的材質中差分對排列，與圖4所不同之處在于相互影響的兩對差分對中第二差分對530的差分導線531、532分布于同一層，而第一差分對520的差分導線521、522則分別位于高速電路板的不同布線層，且位于不同布線層的第一差分對520是位于分布同一層的第二差分對530的垂直平分線上。顯然，對于第一差分對520上每一差分導線521、522上所受到來自第二差分對530的串擾因其大小相等方向相反，可相互平衡抵消，而第二差分對530的每一差分導線531、532上所分別受到來自第一差分對520的串擾并不能平衡抵消，但若將整組第二差分對530看做一個整體，其所受到的綜合串擾則可以獲得完全抵消為零的效果。圖6的分析情況亦是如此。通觀以上所述的實施例，在具體的運用中可能會因為實際情況的需要，在相關的差分導線附近添加接底層(圖中未標示)，該接地層的作用是用來調整整個電路的有效阻抗，同時也可以屏蔽部分串擾，從而滿足高速電路板信號完整性的要求。
權利要求
1.一種消除高速板串擾的差分線組合方式，包括一第一差分對和一第二差分對，所述的第一差分對進一步由第一差分導線和第二差分導線組成，所述的第二差分線進一步由第三差分導線和第四差分導線組成，其特征在于所述的第一差分對和第二差分對呈幾何多邊形排列，至少有一組差分對的差分導線是位于高速電路板的不同布線層。
2.如權利要求1所述消除高速板串擾的差分線組合方式，其特征在于所述的第一差分對和第二差分對所分布高速電路板的布線層材質的介電常數(shù)εγ相同，并且同一對差分對導線的線寬及厚度等物理特性均相同。
3.如權利要求2所述消除高速板串擾的差分線組合方式，其特征在于所述的第一差分對和第二差分對是呈四邊形排列。
4.如權利要求2所述消除高速板串擾的差分線組合方式，其特征在于所述的第一差分對和第二差分對是呈菱形排列。
5.如權利要求1所述消除高速板串擾的差分線組合方式，其特征在于所述的第一差分對和第二差分對所分布高速電路板的布線層材質的介電常數(shù)εγ不同，并且分布于不同布線層的同一差分對的差分導線的線寬及厚度等物理特性不完全相同。
6.如權利要求5所述消除高速板串擾的差分線組合方式，其特征在于所述的第一差分對和第二差分對是呈倒置梯形排列。
7如權利要求5所述消除高速板串擾的差分線組合方式，其特征在于所述的第一差分對和第二差分對是呈三角形排列。
8.如權利要求5所述消除高速板串擾的差分線組合方式，其特征在于所述的第一差分對和第二差分對是呈倒置的三角形排列。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種消除高速數(shù)字電路串擾的差分對排列方式，包括第一差分對和第二差分對，每組差分導線均系由兩根差導線組成。該第一差分對和第二差分對呈幾何多邊形排列，可以至少有一對差分對的導線系位于高速數(shù)字電路的介電常數(shù)ε
文檔編號H05K1/00GK1615067SQ20031011209
公開日2005年5月11日 申請日期2003年11月8日 優(yōu)先權日2003年11月8日
發(fā)明者林有旭, 葉尚蒼 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司