近年来,随着高频电路设计需求的不断增加,一些原本在低速数字设计中毫无影响的互连传输结构,也开始引发了信号完整性问题。鉴于无源互连结构在高频下展示出的强电气特性,本文立足于传输线理论和电磁学理论,调研了传输线的等效电路提取方法,创新性地提出了分层模型通孔通道的等效电容参数快速提取方法,并进一步综合仿真分析和理论分析提取出通孔模型的寄生电感,从而拟为信号链路的仿真做准备。本文立足于工程应用上出现的信号完整性问题,在端到端无源信号链路上对关键影响模块:端接、走线和叠层结构进行研究。总结概括了实用的优化设计方法和规则。基于此,本文主要研究工作可以概括为:一、等效电路提取。针对传输线电路参数随频率变化的特点,找到了如何利用有限频率段的S参数模型测量来预测出更高频率段传输线电路参数响应,为PCB板设计提前留足高频率可拓展性。针对通孔研究,提出了分层模型通孔通道的等效电容参数快速提取方法。该计算模型中充分融合了不同结构的具体物理意义。在满足具体电气要求下,为实际通孔焊盘直径,反焊盘直径和通孔直径的调节起到了指导意义。并且为多层过孔电气参数提取提供了指导意义。利用ANSYS Q3D Extractor的等效电路提取和Hyperlynx的通孔时延仿真,逆向推导出通孔模型中的附加电感。其大大降低了通孔模型寄生电感提取方法的难度,节省了求解时间。二、针对常见信号完整性问题的解决思路,又可分为以下几方面进行研究:1)对不同端接策略建模仿真分析,以期解决信号传输过程中的反射振铃现象。基于经典反射理论,通过建模找到了振铃和三个因素(传输线延迟与上升时间比、端接电阻、传输线阻抗)有关。而后用LTspice仿真软件分析了不同端接策略解决实际过冲问题的效果,为抑制反射过冲问题提供了技术方案参考。对微带线和带状线耦合串扰问题,给出了具体噪声电压表达式。发现带状线的电源/地平面能减弱其耦合受害线远端侧的感性串扰。最后结合实际研究了PCB常见的五种走线方式,以便从实际角度出发合理指导PCB设计。2)对不同过孔连接方式研究,主要研究了不同层间互连时其过孔前后端回波损耗以及过孔插入损耗,发现过孔残端是影响过孔信号的最大因素。3)特性阻抗变化灵敏度研究,基于微带线和带状线特性阻抗设计的经验公式,找到了影响微带线和带状线阻抗的关键设计参数,研究对比了其阻抗变化对各项参数的灵敏度。得出了很有意义的阻抗设计指导意见。4)叠层结构设计模块研究,基于Hyperlynx仿真软件,讨论了线地层耦合设计的两种不同串扰,即层内串扰和层间串扰;又对比研究了成对电源/地层间不同程度耦合的网络阻抗情况。论文总结了敷铜工艺的应用范围,指明了其完成后效果的显著性。基于研究结果,初步的总结可用于电源层、地层、信号层的层序规划,保证叠层的科学性设计。