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高速先生成員--黃剛
隨著傳輸速率越來越高,在PCB設(shè)計(jì)上難做的地方早就不是走線的設(shè)計(jì)了,而是變成了過孔的設(shè)計(jì)。為什么怎么說呢,Chris給大家舉個(gè)栗子大家就知道了:你知道PCB板廠能夠給大家保證走線的阻抗在±10%,但是有哪家板廠可以給大家保證過孔的阻抗±10%的嗎?目測(cè)到目前為止應(yīng)該是沒有的哈。另外在長(zhǎng)通道的鏈路傳輸中,大家肯定都知道傳輸線的損耗占絕大部分的比例,但是你又是否敢相信,有可能一個(gè)過孔的損耗比20inch傳輸線損耗都多嗎?很多情況下大家用了賊好賊貴的板材,走線也不是很長(zhǎng),但是加工出來的高速串行通道的誤碼率居然還賊高,甚至完全無法link上。往往問題就出在過孔的優(yōu)化上了,例如過孔沒有做背鉆,又或者今天要說的,反焊盤挖空沒get到!
應(yīng)眾多粉絲的墻裂要求,Chris今天就給大家講講過孔反焊盤挖空這檔子事。為什么要挖空過孔的反焊盤呢?其實(shí)跟走線要參考上下層的地平面原理是差不多的。走線的線寬越寬,需要參考的地平面就需要遠(yuǎn)一點(diǎn),同樣的,過孔的孔徑越大,需要挖空的反焊盤也相應(yīng)需要大一點(diǎn)。原理我都懂,但是具體要挖多大才是大呢?
Chris拿一個(gè)具體的例子給大家分享下哈,這是一個(gè)高速連接器的過孔設(shè)計(jì),如下所示:
上面已經(jīng)對(duì)連接器過孔有了一個(gè)初步的挖空方案了。但是這個(gè)方案是不是最好的性能呢?我們把一對(duì)連接器過孔的3D模型提取出來,就是下面那樣子:
然后Chris做一個(gè)很有意思的反焊盤大小掃描方案,那就是保持這對(duì)過孔反焊盤的面積不變,也就是長(zhǎng)L乘以寬W不變,去改變W和L的比例關(guān)系,來看看到底在哪一組W和L的情況下,這對(duì)過孔的性能最好!
懂?不懂?Chris舉個(gè)例子哈,例如W=25mil,面積不變的情況下反焊盤是長(zhǎng)下面那樣的:
W=45mil時(shí),面積不變情況下反焊盤是長(zhǎng)這樣的:
我們把寬度W設(shè)置成變量,保持面積不變的情況下,W逐漸變大,長(zhǎng)度L肯定就逐漸變小了。W從25mil到45mil的變化過程,可以看到過孔反焊盤的形狀是這樣變的:
面積不變,那不就相當(dāng)于挖空的大小一樣嘛,那過孔的性能能有多大差別?過孔的阻抗頂多差個(gè)1-2歐姆而已吧?
1-2歐姆???(1-2)*10歐姆才是他們的差別!看看下面這個(gè)仿真結(jié)果,這個(gè)本來需要設(shè)計(jì)成100歐姆的連接器過孔,仿真掃描出來的結(jié)果最低的阻抗只有85歐姆,最高的去到了96歐姆!!
阻抗變化大了,回波損耗的差異自然也賊大。好的和不好的回波損耗的差距居然超過了20dB!!
是不是有這么一種感覺,每次看完Chris的文章之后,貌似學(xué)到了很多,但是又好像什么也沒學(xué)到一樣,哈哈!不能全怪Chris啊,過孔優(yōu)化本身就是一個(gè)可以定性但很難定量的東西,Chris也的確很難回答到大家的一個(gè)特定項(xiàng)目的過孔結(jié)構(gòu)應(yīng)該怎么去挖空反焊盤來得到最佳的性能,如果要得到的話,也只能通過仿真來確定優(yōu)化方案,不然拍個(gè)小腦袋來給的話,是沒法一下就戳中性能最佳的那個(gè)方案。Chris也只能幫大家到這里了,還是那句老話,有需要的話仿真幫大家看看咯……
問題:那就問問大家了,你們?cè)谧龈咚龠^孔設(shè)計(jì)的時(shí)候,又是怎么來確定反焊盤的挖空方案的呢?
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