高速PCB設(shè)計(jì)過(guò)孔不添亂，樂(lè)趣少一半
發(fā)布時(shí)間：2025-04-01 14:38
高速PCB設(shè)計(jì)過(guò)孔間距對(duì)PCB阻抗影響的案例 高速先生成員--姜杰
高速先生最近寫(xiě)了不少介紹高速信號(hào)仿真的文章（文章鏈接匯總，看這篇就夠了《聊聊100G信號(hào)的仿真》）。雷豹逐一研讀后感覺(jué)獲益匪淺，甚至一度覺(jué)得自己強(qiáng)的可怕，不過(guò)，在得知即將負(fù)責(zé)一個(gè)112Gbps的仿真項(xiàng)目后，多少還是有點(diǎn)小緊張，就像等待男友的少女……
雖然是改板設(shè)計(jì)，畢竟信號(hào)速率擺在那里，雷豹絲毫不敢大意。經(jīng)過(guò)前期的密集溝通和準(zhǔn)備工作，單板終于進(jìn)入了仿真階段。
其中，BGA高速信號(hào)管腳的優(yōu)化方式，暫時(shí)保留之前的設(shè)計(jì)，最終方案有待仿真確認(rèn)。
根據(jù)高速信號(hào)的管腳分布，為減小TX與RX之間的串?dāng)_，二者需要分層布線。同時(shí)，為減小反向信號(hào)之間線穿孔帶來(lái)的串?dāng)_（不知道在說(shuō)啥的朋友看這里《TX RX分層，怎么分才對(duì)？》），對(duì)于TOP面布局的BGA，外圈管腳對(duì)應(yīng)的高速信號(hào)走線，選擇靠TOP面的層面，扇出過(guò)孔的Z軸方向有效長(zhǎng)度較短（簡(jiǎn)稱(chēng)短過(guò)孔）；內(nèi)圈管腳對(duì)應(yīng)的高速信號(hào)走線，選擇靠BOTTOM面的層面，扇出過(guò)孔的Z軸方向有效長(zhǎng)度較長(zhǎng)（簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)過(guò)孔）。
所以，現(xiàn)在的問(wèn)題就是該如何對(duì)長(zhǎng)、短兩種過(guò)孔分別進(jìn)行優(yōu)化了。
雷豹決定先看短孔的情況，因?yàn)槎炭淄ǔ３嗜菪?，?yōu)化方法也比較簡(jiǎn)單，反焊盤(pán)咔咔一頓挖就行了。果然，短孔阻抗和預(yù)期的一樣，是偏低的。
一通操作猛如虎，短孔阻抗很快就達(dá)到了比較理想的水平。
接下來(lái)是長(zhǎng)孔，上一次優(yōu)化感性長(zhǎng)孔的痛苦回憶讓雷豹心有余悸，深呼吸，先摸摸底，仿真看看原設(shè)計(jì)的阻抗有多夸張。
出人意料，Z軸有效長(zhǎng)度123mil的長(zhǎng)過(guò)孔，阻抗居然也呈容性特征！
怎么回事？本來(lái)憋足勁想要大展拳腳的雷豹，感覺(jué)像是一拳擂在了棉花上。
他的第一反應(yīng)是，Layout攻城獅熟讀高速先生文章，長(zhǎng)孔使用了孔徑較大的過(guò)孔。檢查發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)孔和短孔的過(guò)孔相同，孔徑8mil。
那就只有過(guò)孔分布的影響了?？墒牵琍itch一樣的管腳扇出方式不應(yīng)該也是一樣的嗎？
雖然覺(jué)得同一個(gè)BGA差分過(guò)孔扇出方式不大可能不同，雷豹還是開(kāi)始仔細(xì)比對(duì)，還真就找出了差異：短過(guò)孔的N、P信號(hào)過(guò)孔對(duì)內(nèi)間距37mil，長(zhǎng)過(guò)孔的只有31mil！
看到原版設(shè)計(jì)兩種過(guò)孔間距的規(guī)律性分布，雷豹仿佛明白了什么。為此，他專(zhuān)門(mén)做了個(gè)對(duì)比，其它條件不變的情況下，把長(zhǎng)過(guò)孔的間距也增加至37mil，果不其然，感性過(guò)孔如約而至，阻抗再次飄高。
找到原因，剩下的就好辦了。容性過(guò)孔嘛，熟悉的配方，熟悉的套路，雷豹手到擒來(lái)，很快完成了長(zhǎng)孔的阻抗優(yōu)化。
通過(guò)這個(gè)案例，雷豹也琢磨出了點(diǎn)門(mén)道：沒(méi)有什么是一成不變的，只要能優(yōu)化性能，BGA扇出過(guò)孔的間距同樣可以用來(lái)做文章，正所謂：
“別人笑我太瘋癲，
我笑他人看不穿?！?/span>
不見(jiàn)阻抗突變處，
無(wú)峰無(wú)谷無(wú)波瀾。
看來(lái)，原版背后有高手，雷豹迫不及待的去OA流程溯源，師傅Chris的名字赫然入目……
一博科技成立于2003年3月，深圳創(chuàng)業(yè)板上市公司，股票代碼: 301366，專(zhuān)注于高速PCB設(shè)計(jì)、SI/PI仿真分析等技術(shù)服務(wù)，并為研發(fā)樣機(jī)及批量生產(chǎn)提供高品質(zhì)、短交期的PCB制板與PCBA生產(chǎn)服務(wù)。致力于打造一流的硬件創(chuàng)新平臺(tái)，加快電子產(chǎn)品的硬件創(chuàng)新進(jìn)程，提升產(chǎn)品質(zhì)量。
