PCB過孔不添亂(luàn),樂趣(qù)少一半
發布時間:2025-03-31 11:52:35
高速先生成員--薑傑
高速(sù)先生最近寫了不少介(jiè)紹高速信(xìn)號仿真(zhēn)的文章(文章鏈接匯總,看這篇就(jiù)夠(gòu)了《聊聊100G信號的仿真》)。雷豹逐一研讀後感覺獲益匪(fěi)淺,甚至一度覺得自己強的可怕,不過,在得知即將負責一個112Gbps的仿真項目後,多少還是有點小緊張,就像(xiàng)等待男友的少女(nǚ)……

雖然是改板設計,畢竟信號速率擺在那裏,雷豹絲毫不(bú)敢大意。經過前期的(de)密集溝(gōu)通和準備工作,單板終於進入了仿真階段。
其中,BGA高速信號管(guǎn)腳的優化方式(shì),暫時(shí)保留之前的設計,最終方案有待仿真確認。
根(gēn)據高速信(xìn)號的(de)管(guǎn)腳分布,為減(jiǎn)小TX與RX之間的串擾,二(èr)者需要分層布(bù)線。同時,為減小反向信號之(zhī)間線穿孔帶(dài)來的串擾(不(bú)知道在說啥的朋(péng)友看這裏《TX RX分層,怎麽分才對(duì)?》),對於TOP麵布局的(de)BGA,外圈管(guǎn)腳對應(yīng)的高速信號走線,選(xuǎn)擇靠TOP麵的層麵,扇出過孔的Z軸方(fāng)向有效長度較短(duǎn)(簡(jiǎn)稱短過(guò)孔);內圈管腳對應(yīng)的(de)高速信號走線,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(zhǎng)過孔)。

所以,現在的問題就是該如何對(duì)長、短兩種過孔分別進行優化了。
雷豹(bào)決定先看短(duǎn)孔(kǒng)的情況,因為短孔通常呈容性,優化方(fāng)法也比較簡單,反焊盤哢哢一頓挖就行了。果然,短孔阻抗和預期的一樣,是偏低的。

一通操作猛如虎,短孔阻抗很(hěn)快就達到(dào)了比較理想的水平(píng)。
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(kàn)看原設計的阻抗有多誇張。

出人意料,Z軸有效長度123mil的長過孔,阻抗居然也呈容(róng)性(xìng)特征!

怎麽回事?本來憋足勁想要大展拳腳的雷豹,感覺像(xiàng)是(shì)一拳擂在了棉(mián)花上。
他的第一反應是,Layout攻城獅熟讀高速先生文章(zhāng),長孔使(shǐ)用(yòng)了(le)孔徑較大的過孔。檢查發現長孔和短孔的過孔相(xiàng)同,孔徑8mil。
那就隻有(yǒu)過孔分布的影響了。可是,Pitch一樣的管腳扇出方式不(bú)應該(gāi)也是一樣的嗎?
雖然覺得同(tóng)一個BGA差分過孔扇出方式不大可能不同,雷豹還是開始仔細比對,還真就找出了差異:短過孔的N、P信號過孔對內間距37mil,長(zhǎng)過孔的隻有31mil!

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

找到原因,剩下的(de)就好辦了。容性過孔嘛,熟悉的配方,熟悉的套路,雷豹手到擒來,很快完(wán)成了長(zhǎng)孔的阻抗優化。
通過(guò)這個(gè)案例,雷豹也琢(zhuó)磨出了點門道:沒(méi)有什麽是一成(chéng)不(bú)變的,隻要(yào)能優化性能,BGA扇出過孔的(de)間距(jù)同樣(yàng)可以用(yòng)來做(zuò)文章,正所謂:
“別人笑我太瘋癲,
我笑他人看不穿。”
不見阻抗突變處,
無峰無穀(gǔ)無波瀾。
看來,原版背後有高手,雷豹迫不及待的去(qù)OA流程溯源,師傅(fù)Chris的名字赫然入目……
