高速PCB一種可以(yǐ)減小串擾的過孔(kǒng)
發布時(shí)間:2026-06-02 17:47:55
高速先生成(chéng)員--薑傑
TX、RX分層(céng)布(bù)線,怎麽分才能有效(xiào)降低串擾?這裏有個邪修(xiū)小妙招,可(kě)遇不可求……
入門級Layout攻城獅知(zhī)道高速信號的TX/RX需要分層布(bù)線。弱弱(ruò)問一句(jù):為(wéi)啥TX與RX要分層(céng)布線?
眾所周知,是為了減少串擾。嚴謹來(lái)講,TX/RX分層布線的目的是為了減小反向信號之間(jiān)的串擾,避免TX強信號幹擾RX弱(ruò)信號。想象一下,經過通道衰減,幅(fú)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(jiào)慘?

想成為一名進階攻城(chéng)獅,光知道TX/RX需(xū)要分層布線還不(bú)夠,你還(hái)要知道,BGA不同深度(下文簡單區分為內圈(quān)、外圈)管腳的布線層麵選擇也是有講究的。

目的就是為了減小BGA區(qū)域反向信(xìn)號之間走線(xiàn)穿孔帶來(lái)的串擾,如下圖示,走線和過孔分別屬於反向的兩對高速信號,圓(yuán)圈位置的串擾是我們的優化對象。

如果前(qián)期沒有(yǒu)規劃好,布線層麵如(rú)下圖(注(zhù)意,是側視圖),BGA內圈管腳的走線穿過了外圈管腳的過孔(圓圈位置),這時的串擾肯(kěn)定還有優化空間。

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

怎麽優(yōu)化?其實,關於這個問題,高速先生之前有寫過文章介紹,需要複習的朋(péng)友看這裏(lǐ)《TX RX分層,怎麽(me)分才對?》
簡單來說,就是(shì)合理規劃(huá)走(zǒu)線(xiàn)層麵並配合使用背鑽工藝,整體分兩步,第一步,BGA外圈的高速信(xìn)號管腳(jiǎo)走線,選擇靠(kào)近BGA布局麵的走(zǒu)線層,內圈的高速信號管(guǎn)腳走線,選擇遠離BGA布局麵的走線層麵;第二步,對外圈的過孔進行背鑽(內圈過孔是否(fǒu)需要背鑽,看(kàn)信號(hào)自(zì)身需(xū)求,不是減小串擾的必選項)。
對於上麵例子提到TOP麵布局(jú)的BGA,外圈管腳對應的高速信號走(zǒu)線,應該選擇(zé)靠TOP麵的(de)層麵,內圈管腳對(duì)應的高速信號走線,則選擇(zé)遠離TOP麵的布線層。

同(tóng)樣的(de)模型(xíng),內圈走線調整至L7層(céng),外圈走線(xiàn)選擇L5層,串擾減小至-44.4dB。

知道這些,你已經是一名合(hé)格的進階攻城獅了,離資(zī)深攻城(chéng)獅(shī)就隻(zhī)差一個細節了。

繼續研究:外圈走線保持L5層不變,內圈走線由(yóu)L7調整至L9層,串擾進一步(bù)降低(dī)至-49.7dB。

發現沒有,即便對BGA的走線層麵已經有意識的(de)按照管腳深度進行了規劃,但(dàn)是,當不同走線層的Z軸間距不夠大時,間距變化還是會對串擾有較大影響的,這主要是由於過孔(kǒng)(殘樁)的影響(xiǎng)(至於電(diàn)磁場是如何隔空打(dǎ)牛(niú)的,大家不(bú)妨看看之前的文(wén)章《遇事不(bú)決,電磁絕學》)。所以,資深攻城獅在規劃層麵時,還會(huì)考慮過孔殘樁,有意識的增加Z軸間距,盡量避免內圈走線與(yǔ)外圈過孔(殘樁)過近。

鋪墊了這麽多,好像還沒說到底啥過孔可以減小(xiǎo)串擾?別急,重點來了。先看效果,這種過孔(kǒng)可以在不拉開走線(xiàn)層Z軸(zhóu)間距的情況下,大幅減小串擾!直接上圖:

串擾居然可以做到-99dB,什麽方法這麽(me)好使?

這裏就不繞彎(wān)子了,直接攤牌,秘訣就在於使用了盲孔。對於通孔加背鑽的方(fāng)式,走線穿孔位置的GND平麵是挖空(kōng)的(下圖粉色圓圈區域);而與通孔相比,盲孔沒有殘樁(zhuāng),更關鍵的是,本案例外圈過孔用到的盲(máng)孔,與相鄰層走線之間的GND平麵(miàn)可以保持完整,這就相當於兩個走線層(céng)之間有了完整的隔離平麵,效果必須杠杠滴。

不過,盲(máng)孔對設計、加工和成本(běn)有諸多(duō)要求,實際是不太可能單單為了減(jiǎn)小串擾就使用的。本文的目的(de)是讓大家知道這種方法,萬一用得上呢?
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