021
点击上方名片关注了解更多
大家好,我是王工。
011
大厂对高速接口的设计要求
USB3.0座子的焊盘和AC耦合电容的焊盘下方必须挖空一层来保证阻抗的连续性,挖空的大小,不小于封装焊盘尺寸。
HDMI座子的焊盘和TVS管的焊盘的下方必须挖空一层来保证阻抗的连续性,挖空的大小,不小于封装焊盘尺寸。
PCIE Slot的焊盘和AC耦合电容的焊盘的下方必须挖空一层来保证阻抗的连续性,挖空的大小,不小于封装焊盘尺寸。
SATA座子的焊盘和AC耦合电容的焊盘的下方必须挖空一层来保证阻抗的连续性,挖空的大不小于封装焊盘尺寸。
021
从原理上来理解挖空参考层的要求
上面其实芯片大厂也有提到,高速接口信号(如HDMI 2.1的12Gbps速率)对阻抗连续性极其敏感。焊盘和TVS管(静电保护器件)的焊盘区域由于以下原因会导致阻抗突变:
焊盘厚度增加:相比普通走线,焊盘更厚,导致局部电容增大,阻抗降低。
TVS管寄生电容:TVS管本身有寄生电容(如0.5pF~2pF),会进一步降低高频信号阻抗。
PCIE接口,传输线阻抗差分90ohm,±10%
挖空相邻参考层(如GND或Power平面)的作用:
减少寄生电容:去除参考层后,焊盘与平面间的电容减小,补偿因焊盘变厚或TVS管引入的容性负载。
维持阻抗匹配:使信号路径的阻抗尽量接近设计值。
电场分布影响:高速信号的电场不仅分布在焊盘正下方,还会向外扩散(边缘场效应)。若挖空区域小于焊盘,参考层边缘仍会引入额外电容。
制造公差:PCB加工存在对位误差,挖空稍大可确保覆盖实际焊盘区域。
总结:挖空HDMI焊盘和TVS管下方的参考层,本质是通过控制电场分布来优化阻抗连续性,是高速信号完整性的关键设计手段。
参考内容:
https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1100304822/16ac287