印制电路板传输线制作工艺对信号完整性的影响与仿真

摘要

电子产品高速化、小型化和智能化的快速发展，使系统主频随着芯片特征尺寸的减小在不断提高，信号完整性成为高速系统功能实现的关键所在，信号完整性成为高速领域的研究热点。系统信号完整性的物理互连包括芯片、芯片封装、印制电路板和系统级连接等四个层次，印制电路板是电子电路元件接合互连的基础，并整合所有的互连元件来形成特定的功能模组或产品。印制电路板传输线的电气特性直接影响了高速系统的信号完整性。
　　本论文针对上述问题，以印制电路板传输线制作工艺为主要研究对象，在深入分析高速互连和有损传输线理论的基础上，通过电路仿真技术，研究和讨论印制电路板传输线制作工艺对高速系统信号完整性的影响。主要内容有：
　　1.对印制电路板传输线和信号完整性的物理基础进行了深入讨论，针对印制电路板提出了设计传输线与实际传输线的对比分析法，将印制电路板与信号完整性通过传输线理论结合起来，为信号完整性问题的分析解决提供了理论基础。
　　2.对印制电路板传输线的有损性进行了理论分析，将系统终端信号完整性的测试方法应用到印制电路板传输线特性的研究上，眼图和 S参数作为印制电路板无源传输线在时域和频域里信号完整性的表征参数，为信号完整性问题的研究提供了度量标准。
　　3.对信号完整性的仿真技术进行了综合分析，将Polar Si9000仿真技术应用到印制电路板的制作工艺中，通过对印制电路板传输线的导线宽度、导线间距、填充介质、层间导通孔、导线表面粗糙度、焊盘与反焊盘等几何结构的仿真，提出了印制电路板传输线精度随频率变化的控制标准，确保了实际与设计传输线特性的一致性。
　　4.对印制电路板传输线的制作工艺进行了仿真研究，从信号完整性的角度，分析了影像转移、多层板压合、导通孔制作和表面处理等关键工艺对传输线几何结构的影响，提出了印制电路板传输线制作工艺的优选性，改善和预防了印制电路板实际传输线对信号完整性的影响。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1选题依据与研究意义

1.2国内外研究现状

1.3 本论文的结构安排

第二章 印制电路板与信号完整性的讨论

2.1高速互连的物理基础

2.2 传输线与特性阻抗

2.3 差分对与差分阻抗

2.4 传输线与反射

2.5 传输线的串扰

第三章 有损传输线的理论分析

3.1 传输线中的损耗

3.2 损耗源

3.3 有损传输线的信号衰减

3.4 有损线的频域度量（S-参数）

3.5 有损线的时域度量（眼图）

第四章 信号完整性的仿真技术

4.1 仿真概述

4.2 印制电路板信号完整性仿真

第五章 传输线几何结构对信号完整性影响的仿真研究

5.1 导线宽度与导线间距

5.2 传输线的填充介质

5.3 导线表面粗糙度与趋肤效应

5.4 层间导通孔与焊盘

第六章 传输线制作工艺对信号完整性影响的研究

6.1 传输线建模与印制电路板设计

6.2 传输线制作工艺研究

6.3 信号完整性检测结果的分析与讨论

第七章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果