答题 | DesignCon2020高速差分过孔特性研究

高速先生 2020-04-16 00:00

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【DesignCon2020文章解读五】高速差分过孔特性研究

(戳标题,即可查看上期文章回顾)



差分过孔的阻抗会受到哪几个参数的影响,它们是正比还是反比的关系呢?



高速先生在以往的文章中都已经反复强调过孔的难度,我们也一直在说,传输线我们要板厂控制+-10%的话,板厂是可以答应的。但是如果你要板厂给你控制过孔阻抗+-10%的话,我相信目前国内甚至国外的板厂,应该没有一家能答应吧!


原因其实很简单,因为影响过孔阻抗的因素实在是太多,而且都不能简单的通过经验公式来预测,高速先生列一下以下的因素哈:


1,与过孔相关的孔径,焊盘大小,这两个因素都是与过孔阻抗成反比的参数,而且我们设计值和工厂实际加工的值也会有误差;


2,过孔与过孔之间的距离,当然,我们指的是差分过孔,包括了信号过孔与地过孔之间的距离,这个是成正比的因素;


3,过孔对应的反焊盘的距离,这个被很多做高速的同行认为是优化过孔的第一要务哈,这是个成正比的因素;


4,另外就是板材的特性因素了,介电常数对过孔也有着较大的影响,这是个成反比的因素;


5,还有一些很隐蔽的因素,大家可能平时没太留意哈,例如过孔的长度,也就是板厚或者确切来说叫过孔在哪一层出线,也就是所谓的过孔stub,这个长度也会影响阻抗的哦。另外过孔经过的地平面的多少和远近也是会有影响的哦……


当然可能还会有一些更更细微的因素,这里就不一一列举了,因为,上面的因素已经足够让大家折腾了哈。总的来说,不采用一些3D仿真的建模方式去处理过孔的话,精度都是很低的哈。


(以下内容选自部分网友答题)

阻抗影响因素有:过孔焊盘 成反比;过孔大小 成反比;过孔长度 成正比;过孔间距 成正比;过孔残装长度 成反比;隔离盘直径 成正比。

@ 杆

评分:3分

画图和后面仿真过程中,差分过孔的参数设置有:1.过孔长度;2.两个过孔的距离;3.过孔反焊盘直径、周围GND过孔的数量、差分过孔到GND过孔的距离。4.线路板介质的介电常数;5.过孔的焊盘直径;6.孔内铜厚度、焊盘铜厚;7.过孔长度之Stub的长度。这些参数影响过孔在差分信号中的阻抗,其中123项成正比,4567项成反比。

@ 山水江南

评分:3分

【1】过孔处的寄生电容的产生使过孔和地层之间特性阻抗变小,引起阻抗的不连续,造成反射。【2】添加反焊盘,扩大过孔导体和地层之间的距离,减小寄生电容,增大特性阻抗。【3】、与厂家对钻孔的加工误差有关,钻孔孔径大的话,阻抗会低,单就这一个过孔的钻孔流程,加工的误差就能使它大于10%的波动了。【4】焊盘大小、地过孔的距离、数量这些因素也会影响到过孔的阻抗,【5】、设计因素都如此复杂,再把加工的误差考虑进来的话,整个差异的范围就会进一步拉大,例如焊盘的蚀刻,钻孔的公差,stub的公差等等……  

@  龍鳳呈祥

评分:3分

差分过孔之间的距离,成正比;焊盘直径,成反比;反焊盘的大小,成正比;非功能焊盘的直径,成反比。

@ 涌

评分:3分

板材DK值,成反比;差分过孔之间的距离,成正比;反焊盘的大小,成正比;过孔大小,成反比;pad的大小,成反比。

@  两处闲愁

评分:3分

过孔存在寄生电容和寄生电感,寄生电容会影响信号上升时间,寄生电容正比于板子介电常数,板厚,和过孔焊盘直径,反比于隔离孔直径。过孔长度对寄生电感影响较大。

@  晴天

评分:3分

普通过孔的阻抗与钻孔大小,焊盘大小,非功能焊盘,反焊盘大小,过孔长度及STUB有关,而差分过孔的阻抗还与两差分过孔的间距,两差分过孔回流底孔之间的距离有关。

@  cun

评分:3分

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