高速PCB一種可以減小串擾的過孔
發布時(shí)間:2026-06-02 17:47:55
高速先生成員--薑(jiāng)傑
TX、RX分層布線,怎(zěn)麽分才能有效降低串擾(rǎo)?這裏有個邪修小妙招,可遇不(bú)可(kě)求……
入門級Layout攻城獅知道高速信號的TX/RX需要分層布線。弱(ruò)弱問一句:為啥TX與RX要分層布線?
眾所周知,是為了減少串擾。嚴謹來講(jiǎng),TX/RX分層布線的目的是為了減(jiǎn)小反向信號之(zhī)間的串(chuàn)擾,避(bì)免TX強(qiáng)信(xìn)號幹擾(rǎo)RX弱信號。想象一(yī)下,經過通道衰減,幅值隻剩120mV的RX信號,遇上剛剛發出,幅值1200mV的TX信號,你猜誰會比較慘?

想成為一(yī)名進階攻(gōng)城獅,光知道TX/RX需要(yào)分層布線還不夠,你還要知道,BGA不同深度(dù)(下文簡單區(qū)分(fèn)為內圈、外圈)管腳(jiǎo)的布線層麵選擇也是有講究(jiū)的。

目的就是為了減小BGA區域反向信號之間走線穿孔帶來的串(chuàn)擾,如下圖示,走線和過(guò)孔分別屬於反向的兩(liǎng)對高速信號,圓圈位置的串擾是我們(men)的優化對(duì)象(xiàng)。

如果前期(qī)沒有規劃好,布線層麵(miàn)如下圖(注意,是側視(shì)圖),BGA內圈管腳的走線穿(chuān)過(guò)了外圈管(guǎn)腳的過孔(圓圈位置),這時的串擾肯(kěn)定還有優化空間。

隨便(biàn)找個例子,BGA布局在TOP麵,內圈(quān)走線在L5層,外圈走線在L7層,此時串擾-40.5dB。

怎麽優化?其實,關於這個問題(tí),高速先生之前有(yǒu)寫過文章介紹(shào),需要複習的朋友看(kàn)這裏《TX RX分(fèn)層,怎(zěn)麽分才對?》
簡單來說,就(jiù)是合理規劃走線層麵並配合使(shǐ)用背鑽工藝,整體(tǐ)分兩步,第一步,BGA外圈的(de)高速信號管腳走線,選擇靠近BGA布局麵的走線層,內(nèi)圈的高速信號管腳走線,選擇遠離BGA布局麵的走線層麵;第二步(bù),對外圈的(de)過(guò)孔進行背鑽(內圈過孔是否需要(yào)背鑽,看信號自身需求,不是減小串擾的必選項)。
對於上(shàng)麵例子提到TOP麵布局的BGA,外圈管腳對(duì)應(yīng)的高速信號(hào)走線,應該選擇靠TOP麵的(de)層麵,內圈(quān)管腳對應(yīng)的高(gāo)速信號走線,則選擇遠(yuǎn)離TOP麵的布線層。

同樣的模型,內(nèi)圈走線調整至L7層,外圈走線選擇(zé)L5層,串擾減小至-44.4dB。

知(zhī)道這些,你已經是一名合格的進階攻城獅了,離資深攻城獅就(jiù)隻差一個細節了。

繼(jì)續研(yán)究:外圈(quān)走(zǒu)線保持L5層不變,內圈走線由L7調整至L9層,串擾進一(yī)步降低至(zhì)-49.7dB。

發(fā)現沒(méi)有,即便對BGA的(de)走線層麵已(yǐ)經有意(yì)識的按照管腳深(shēn)度進行了規劃,但是,當不同走(zǒu)線層的Z軸間距不夠(gòu)大時,間(jiān)距變化還是會對串擾有較大影響的,這(zhè)主(zhǔ)要是由於過孔(殘樁)的影響(至於(yú)電磁場(chǎng)是如何(hé)隔空打牛的,大家不妨看看之前的文章《遇事不決,電磁絕(jué)學》)。所(suǒ)以,資深(shēn)攻城獅在規劃層麵時,還會考慮過孔殘樁,有意識(shí)的增加Z軸間距,盡量避免(miǎn)內圈走線與外圈過孔(殘樁)過近(jìn)。

鋪墊了這(zhè)麽多,好像還沒說到底啥過孔可以減小串擾?別急,重點來了。先看效果,這種過孔可以在不(bú)拉開走線層Z軸間距的情況下,大幅減小串(chuàn)擾(rǎo)!直接上圖:

串擾居然可以做到(dào)-99dB,什麽方法這(zhè)麽好使?

這裏(lǐ)就不繞彎子了,直接攤牌,秘訣就在(zài)於使用了盲孔。對於通孔加背鑽的方式(shì),走線穿孔位置(zhì)的GND平麵是挖空的(下圖粉色圓圈區域);而與通孔相比,盲孔沒有殘樁,更關鍵的是,本案例外圈過孔用到的盲(máng)孔,與相鄰(lín)層走線之間的GND平麵可(kě)以保持完整,這就相當於兩個(gè)走線層之間有了完整的隔離平麵,效果必須(xū)杠杠滴。

不過,盲孔對設計(jì)、加工和成本有諸多(duō)要求,實際是不太可能單單為了減小串擾就使(shǐ)用的。本文的目的是讓大家知道這種(zhǒng)方法,萬一用得上呢?
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