PCB過孔不添亂,樂趣少一半
發布時間(jiān):2025-03-31 11:52:35
高速先生成員--薑傑
高速先生最近寫了不少介紹高速信號仿(fǎng)真的文章(文章(zhāng)鏈接匯總,看這篇就(jiù)夠了《聊(liáo)聊(liáo)100G信號的仿真》)。雷豹逐一研讀(dú)後感覺獲益匪淺,甚至(zhì)一度覺得自己強的可怕,不過,在得知即將(jiāng)負(fù)責一個112Gbps的仿真項(xiàng)目後,多少還是有(yǒu)點小緊(jǐn)張,就像等待男友的少女……

雖然是(shì)改板設計,畢竟信號速率擺在那裏,雷豹絲毫不敢大意。經過前期的密集溝通和準(zhǔn)備工(gōng)作,單板終(zhōng)於進入了仿真階段。
其中(zhōng),BGA高速信(xìn)號管腳的優化方式,暫時保留之前的設計,最終方案有待仿(fǎng)真確(què)認。
根(gēn)據高速信號的管腳分布,為減小TX與RX之間的串擾(rǎo),二者需要分層布線。同時,為減小反向信號之間線穿孔帶來的串擾(rǎo)(不知道在說啥的(de)朋友(yǒu)看(kàn)這裏《TX RX分層,怎麽分才對?》),對於TOP麵布局(jú)的BGA,外圈管腳對應的(de)高(gāo)速信號走線,選擇靠TOP麵的層(céng)麵,扇出過孔的Z軸方向有(yǒu)效長度較短(簡稱短(duǎn)過孔);內圈管腳(jiǎo)對(duì)應(yīng)的高速信(xìn)號走線(xiàn),選擇靠BOTTOM麵的層麵,扇出過孔的Z軸方向有效長度較長(簡稱長過孔(kǒng))。

所以,現(xiàn)在(zài)的問題就是該如何對長、短兩種過孔分別進行優化了。
雷豹決定先看短孔(kǒng)的(de)情況,因為短孔通常呈容性(xìng),優化方法也比較簡單,反焊盤哢哢一(yī)頓挖就行了。果然,短孔阻抗和預期的一樣,是(shì)偏低(dī)的(de)。

一通操作猛如(rú)虎(hǔ),短(duǎn)孔(kǒng)阻抗很快就達(dá)到了比較理想的水平。
接下來是長孔,上一次優化感性長孔的痛苦回憶讓雷豹心有餘悸,深呼吸,先摸摸底,仿真看看原(yuán)設計的阻(zǔ)抗有多誇張(zhāng)。

出人意料,Z軸有效(xiào)長度123mil的長過孔,阻抗居(jū)然也呈容性特征!

怎麽回事?本來(lái)憋足勁想要大展拳腳的(de)雷豹,感覺像是一拳擂在了棉(mián)花上。
他的第一反應是(shì),Layout攻城獅(shī)熟讀高速(sù)先生文章,長孔使(shǐ)用了孔徑(jìng)較大的過孔。檢查發現長孔和短孔的(de)過孔(kǒng)相(xiàng)同,孔徑8mil。
那就隻有(yǒu)過孔分(fèn)布的影響了。可(kě)是,Pitch一樣的管腳扇出方式不應該也是(shì)一樣的(de)嗎?
雖然(rán)覺得同(tóng)一個BGA差分過(guò)孔扇出方式不大可(kě)能不同,雷豹還是開(kāi)始仔(zǎi)細比對,還真就找出了差異:短過孔的N、P信號過孔對(duì)內間距37mil,長過孔的隻有31mil!

看到原版設計兩種(zhǒng)過孔間距的規律性分布,雷豹仿佛明白了什麽。為此,他專門做了個對比(bǐ),其(qí)它條件不變的情況下,把長過孔的(de)間距也增加至37mil,果不其然,感性過孔如(rú)約而至,阻抗再次飄高。

找到原因,剩下的就好辦了(le)。容性過孔嘛,熟悉的配方,熟悉的套路,雷豹手到擒(qín)來,很快完成了(le)長孔的阻抗優化。
通過這個案例,雷豹也琢磨出了點門道:沒有什麽是一成不變的,隻要能優化性能,BGA扇出過孔的間距同樣(yàng)可以用(yòng)來(lái)做文章,正所謂:
“別人(rén)笑我太(tài)瘋癲,
我笑他人看不穿。”
不見阻抗突(tū)變處,
無峰無穀無波瀾。
看來,原版背後有高手,雷豹迫不及(jí)待的去OA流程溯源,師傅Chris的名字赫然入(rù)目……
