-蔣修國/文-
過孔的應用場景非常多,過孔的結構也是相當復雜,,在寫《ADS信號完整性仿真與實戰(zhàn)》一書時,,用了一整章介紹了過孔,。如下是過孔的一張簡化結構圖:
其中就包括了過孔的殘樁Stub,。
通常,,在普通設計高多層板的時候,,工程師都是想著把高速信號線或者射頻線設計在內(nèi)層(帶狀線)或者外層(微帶線)好就行,,而不考慮到底是布線在內(nèi)層的第幾層,,認為帶狀線性能都是一樣的,。
其實并不是如此的,就近期我們處理的一個案例來講,,原本其設計如下圖所示:
經(jīng)過仿真之后,,得到的插入損耗和回波損耗的結果如下圖所示:
從上面的結果可以看到,不管是插入損耗還是回波損耗都非常差,。再查看其阻抗,,如下圖所示:
從上圖可以看到,其阻抗只有61ohm,。以上的設計中,,殘樁最大值達到了72mil。按照生產(chǎn)工藝,,在仿真軟件ADS中把過孔的殘樁去掉之后,,如下圖所示:
獲得的仿真結果與原始的對比如下圖所示:
顯然,去掉殘樁之后,,插入損耗和回波損耗都得到了很好的改善,。在14GHz左右,插入損耗相差約40dB,,回波損耗也相差了約13dB,。這對于高速信號的設計影響非常的大。再對比下其阻抗,,如下圖所示:
兩個設計的過孔阻抗相差了約20ohm,。
下面從大家比較熟知的眼圖,也可以看到一些結果上的差異:
上圖是按照16Gbps的信號速率獲得的眼圖結果,,顯然,,存在很大殘樁時,其眼圖完全閉合,,而去掉殘樁之后,,其眼圖張開了。
所以,,過孔殘樁會直接影響到信號傳輸?shù)男阅埽こ處熢谠O計時要重視過孔殘樁的存在,。在信號速率比較高,,且殘樁比較長時,在PCB生產(chǎn)時,,要考慮在過孔處使用Backdrill工藝,,或者使用盲埋孔。當然,,并不是每一類設計都要使用Backdrill工藝或者盲埋孔,,因為它們都會帶來成本上的增加,。