摘要 主要讨论了高速电路板的典型结构和设计的布线要点，为设计者提供了一套实用的参考资料，使设计满足实际生产工艺要求。

1 引言

　　无线网络、卫星通讯的日益发展，信息产品走向高速与高频化， 电子设备的设计趋势也向高频化发展，卫星系统、移动电话接收基站等通信产品都必须用到高频pcb来支撑整个设备系统。怎样利用pcb的布线来保证整个高频系统实施是设计关键。目前约50％ 的设计的时钟频率超过50mhz，将近20％ 的设计主频超过120mhz。当系统工作在50mhz时，将产生传输线效应和信号完整性问题，当系统工作时钟达到120mhz时，除非使用高速电路设计技术，否则基于传统方法设计的pcb将无法满足系统稳定工作的要求，达不到系统的可靠性。

1.1 印制电路板的高频基板材料

1.1.1 高频基板材料的基本特性

　　高频基板材料的介电常数(dk)，必须小而且很稳定，通常是越小越好，信号的传送速率与材料介电常数的平方根成反比，高介电常数容易造成信号传输延迟；介质损耗(df)必须小，这主要影响到信号传送的品质，介质损耗越小使信号损耗也越小；基板与铜箔的热膨胀系数尽量一致，因为不一致会在冷热变化中造成铜箔分离；基板的吸水性要低、吸水性高就会在受潮时影响介电常数与介质损耗；其它耐热性、抗化学性、冲击强度、剥离强度等也必须良好。

1.1.2 三种高频基板物性

　　现阶段所使用的环氧树脂、ppo树脂和氟系树脂这三大类高频基板材料，以环氧树脂成本最便宜，而氟系树脂最昂贵：而以介电常数、介质损耗、吸水率和频率特性考虑，氟系树脂最佳，环氧树脂较差。当产品应用的频率高过10ghz时，只有氟系树脂印制板才能适用。

　　表1 三种高频基板物性比较表

　　表1表示三种高频基板物性比较表，氟系树脂高频基板性能远高于其它基板，但其不足之处除成本高外是刚性差及热膨胀系数较大。对于聚四氟乙烯(ptfe)而言，为改善性能用大量无机物(如二氧化硅sio2)或玻纤布作增强填充材料，来提高基材刚性及降低其热膨胀性。另外因聚四氟乙烯树脂本身的分子惰性，造成不容易与铜箔结合性差，因此更需与铜箔结合面的特殊表面处理。处理方法上有聚四氟乙烯表面进行化学蚀刻或等离子体蚀刻，增加表面粗糙度和活性或者在铜箔与聚四氟乙烯树脂之间增加一层粘合膜层提高结合力，但可能对介质性能有影响。

2 高速印制电路板的设计要点

2.1 避免高速电路的传输效应

2.1.1 高速电路的传输效应

　　通常认为如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45mhz-50mhz，而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量(比如说1/3),就称为高速电路。实际上，信号边沿的谐波频率比信号本身的频率高，是信号快速变化的上升沿与下降沿(或称信号的跳变)引发了信号传输的非预期结果。因此，通常规定如果线传播延时大于1/2数字信号驱动端的上升时间， 则认为此类信号是高速信号并产生传输线效应。因此必须避免传输线效应，防止原逻辑电路信号被叠加或相抵消而改变。

2.1.2 严格控制关键网线的走线长度

　　如果设计中有高速跳变的前后沿时间,就必须考虑到在pcb板上存在传输线效应的问题。现在普遍使用的很高时钟频率的快速集成电路芯片更是存在这样的问题。解决这个问题有一些基本原则：如果采用cmos或ttl电路进行设计，工作频率小于10mhz.布线长度应不大于7英寸。工作频率在50mhz布线长度应不大于1.5英寸。如果工作频率达到或超过75mhz布线长度应在1英寸。对于gaas芯片最大的布线长度应为0.3英寸。如果超过这个标准，就存在传输线的问题。

2.1.3 合理规划走线的拓扑结构

　　解决传输线效应的另一个方法是选择正确的布线路径和终端拓扑结构。走线的拓扑结构是指一根网线的布线顺序及布线结构。当使用高速逻辑器件时，除非走线分支长度保持很短.否则边沿快速变化的信号将被信号主干走线上的分支走线所扭曲。通常情形下，pcb走线采用两种基本拓扑结构，即菊花链(daisychain)布线和星形(star)分布。 对于菊花链布线，布线从驱动端开始，依次到达各接收端。如果使用串联电阻来改变信号特性，串联电阻的位置应该紧靠驱动端。在控制走线的高次谐波干扰方面，菊花链走线效果最好 但这种走线方式布通率最低，不容易100％布通。在实际设计中，我们是使菊花链布线中分支长度尽可能短，安全的长度值应该是：stub delay <= trt*0.1。例如，高速ttl电路中的分支端长度应小于1.5英寸 这种拓扑结构占用的布线空间较小并可用单一电阻匹配终结。但是这种走线结构使得在不同的信号接收端信号的接收是不同步的。

　　对于星形拓扑结构，布线从驱动端开始.平行到达各接受端，可以有效的避免时钟信号的不同步问题。2.1.4 抑止电磁干扰解决信号完整性问题将改善pcb板的电磁兼容性(emc