相同PCB單(dān)板,相同信號的AC電容,為啥反焊盤不同?
發布時間(jiān):2025-12-23 08:52:15
高速先生成員--薑(jiāng)傑
高(gāo)速先生今年寫了不少AC耦(ǒu)合電容相關的文章,本來已經(jīng)有點(diǎn)“審美疲(pí)勞”了,但是看到這個(gè)案例,還是忍不(bú)住再寫一篇—— 一方麵,這個案(àn)例完美展示了反焊盤(pán)設計(jì)兩個基本因素(sù)的影響;另一方麵,似乎有不少Layout工程師都有類似(sì)的困惑……
話說那天早上剛(gāng)上班(bān),就有人急匆匆的找到高(gāo)速先生,定睛一看,是近期仿(fǎng)真過的某單板的設計負責人小劉。可(kě)是,板子不是剛投出去嗎?看著小劉著急忙慌的樣子,高速先生有種不太好的(de)預感。
小劉說他設計總(zǒng)結的時候,發現單板上的同一種高速信號的(de)AC耦合電容反焊盤不一樣,心裏有些沒底,需要高速先生幫忙(máng)確認。
困(kùn)惑小劉的兩種反焊盤分別長這樣:
右邊是我們常見的AC耦合電容反焊盤,簡簡單單的矩形(xíng)。
左邊的反焊盤略複雜,但是稍有設(shè)計經驗的Layout工(gōng)程師也能看出來,這裏是兼容設計,也(yě)就是常說的“疊焊盤”。兼容(róng)設計需要同時保證(zhèng)多(duō)個鏈(liàn)路的阻抗連續性,所(suǒ)以反焊盤根據器件的布局進行挖空。
器件布局都不一樣,反(fǎn)焊盤不一樣不是很正常嗎?

如果(guǒ)隻是這個問題,高速先(xiān)生當然不會寫這篇文章啦。小劉的問題顯(xiǎn)然更有深(shēn)度:除了大小,為啥這倆反焊盤的挖(wā)空(kōng)層(céng)數也不一樣(yàng)呢?板上常規設計AC耦合電容的矩形反焊盤,會比兼容設計的異形反焊(hàn)盤的挖空層麵多了(le)一層?是(shì)不是哪裏搞錯了?
高速先生鬆了口氣,投出去的板(bǎn)子沒有問題,小劉的問題是個好問題。
之前的文章介紹過,我們可以把信號路徑上的AC耦合電容看(kàn)作微帶線,一段又寬又厚的走線,根(gēn)據傳輸線的阻(zǔ)抗理(lǐ)論,線寬越(yuè)大,銅厚越厚,阻抗就越小。
由(yóu)於(yú)AC耦(ǒu)合電容處的阻(zǔ)抗通常比信號走線特征阻抗低,因此需要挖反(fǎn)焊盤來提高阻抗,反焊盤的大小(xiǎo),以及挖空層麵的數量,是影響阻抗的兩個主要因(yīn)素。
在回(huí)答小劉的問題之前,我們可以看看當前(qián)設計走線阻抗控100歐姆時,幾種布局方式AC耦合電容的阻抗情況。
常(cháng)規布局的AC耦合電容(參考第四層GND平麵)阻抗96.9歐姆:

兼容設計中的一字布局AC耦合電容阻抗97.6歐(ōu)姆(mǔ):

兼(jiān)容設計中的常規布局AC耦合電容(róng)阻抗98歐姆:
各種情況下的阻抗都能比較(jiào)好的優化到97歐姆(mǔ)左右。
為了更清楚的說明問題,高速先生做了個仿真(zhēn)對比:常規設計的AC耦合電容矩形反焊盤比之前少挖空一層,參考L3層GND平(píng)麵(與兼(jiān)容設計的電容(róng)反焊盤挖空層數保持(chí)一致),阻抗瞬間由96.9歐姆跌落至93.1歐姆!

看到常規布局AC耦合電容反焊盤不同挖空層(céng)麵的阻抗對比,小劉恍(huǎng)然大悟(wù)……
問題來了:
本案例中AC耦合電容常規設計與(yǔ)兼容設計的反(fǎn)焊盤挖(wā)空層數不一樣的原因是什麽?
