為了節省AC電(diàn)容打孔空間,你有沒動過這個念頭?
發布時間:2025-11-20 16:34:37
高速先(xiān)生成員--薑傑
高速先生前不久一篇關於AC電容的文章《明知故問(wèn)??高速AC耦合電容挨得很近,串擾會不會很大……》,引起了不少粉絲的討論(lùn),最近有熱心讀者發來這樣一張圖(tú),詢問這種節省空間的打孔方式是否可(kě)行?

熟悉電源去耦電容設計的朋友,一定看出(chū)來了這(zhè)種扇出方式的靈感來源:對(duì)於BGA布局相反麵的去耦小電容,經常采用這種過孔(kǒng)朝向管腳焊盤(pán)內部的方式,一來電容布局在BGA管腳正下方,節省了布局空間(畢竟,這(zhè)個(gè)位置,不放去耦電容,別的器件(jiàn)也不敢(gǎn)亂放);二來,電容盡量靠近了(le)用電管腳,電源、地管腳可以就近連接相應的(de)過孔,減小了回流路徑,可謂一舉兩得。
細一琢磨,又覺得哪(nǎ)裏不對勁,當設計對象由電源去耦電容,變成高速信號(hào)的AC電容,這種方法是否同樣適用?
感覺歸感覺,高速先生還是習慣用數據說話,建(jiàn)個模型仿(fǎng)真摸摸底。如果方法可行,當然皆大歡喜,如果不行,也能搞清楚原因。
這種AC電容扇出方式節省空間的關鍵,在於過孔打在電容的管腳焊盤之間,3D建模如下。

為了大家能看的更清楚,隱藏電容後的俯視圖如下(下文簡稱via-in):

對(duì)於速率25Gbps,差分走線特征阻抗100歐的信(xìn)號,該模型仿真結果的(de)阻抗低點僅為81.49歐姆,顯然不太美麗。

保持其它條件不變,調整扇出過孔的位置:將(jiāng)打在電容管腳(jiǎo)焊盤之間的過孔移到電容外部(下文簡(jiǎn)稱via-out)。

阻抗仿真結果如下,最低值大(dà)幅提升至94歐!

細心(xīn)的網友會(huì)問了,為啥過孔(kǒng)打在電(diàn)容焊盤外(wài)部的阻抗曲線會出(chū)現兩個低點?對(duì)照模型就能看出,圖中的兩個阻抗低點,一個對應過孔,一個(gè)對應AC電容,雖然這兩處都有做反焊盤優化,畢竟離(lí)100歐的(de)目標還差那麽一些(xiē)。
對比(bǐ)via-in和via-out兩種方式阻抗(kàng)連續性的另外一(yī)個指標—回波損耗,可以看出同樣的趨勢,via-in的回(huí)損明顯比via-out的差。

為什麽via-in的阻抗(kàng)跌的這(zhè)麽厲害呢?正常情況下(via-out),信號從電容的管腳1進入後,經過電容本體,從管腳2離開,最後進入(rù)換層過孔。
至於via-in的信號流向分析,熟悉高(gāo)速先生文章(zhāng)的朋友一定會記得,之前我們介紹過從場的角度看(kàn)問(wèn)題。高速先生這裏先(xiān)賣個關(guān)子,咱們答題區見(jiàn)……
