高速PCB設(shè)計為了節省AC電(diàn)容(róng)打孔空間,你有(yǒu)沒動過這(zhè)個念頭?
發布時間:2025-11-20 16:34:37
高速先生成員--薑傑
高(gāo)速先生前不久一篇關於AC電容的文(wén)章《明(míng)知故問??高速AC耦合電容挨得很近,串擾(rǎo)會不會很大……》,引(yǐn)起了不少粉絲(sī)的討(tǎo)論,最近有熱心讀者發來這樣一張圖,詢問這種節省空(kōng)間的打孔方(fāng)式是(shì)否可行(háng)?

熟悉電源去耦電容設計的朋友,一定看出來了這種扇出方式的靈感(gǎn)來源:對於BGA布局(jú)相反麵的去耦小電容,經常采用這種過孔朝向管腳(jiǎo)焊盤內部的(de)方(fāng)式,一來電容布局在BGA管腳正(zhèng)下方,節省(shěng)了布局空間(畢竟,這(zhè)個位置,不放去(qù)耦電容,別(bié)的器件也不敢(gǎn)亂放);二來,電容盡量靠近了用電管腳,電源、地管腳可以就近連接相應的過孔,減小了回流路徑,可謂一舉兩(liǎng)得。
細一琢磨,又覺(jiào)得哪裏不對勁,當(dāng)設計對象(xiàng)由電源去耦電(diàn)容,變成高速信(xìn)號的AC電容(róng),這種方法是否同樣適用?
感覺歸感覺,高(gāo)速先生還是習慣(guàn)用數據說話,建個模型仿真摸摸底。如果方法可行,當然(rán)皆大歡喜,如果不行,也能搞清楚原因。
這種AC電容扇出方(fāng)式節省空間的(de)關鍵,在於過孔打在電容的管腳焊盤之間,3D建模如下(xià)。

為了大(dà)家能看的更清楚,隱藏電容後(hòu)的俯視圖如下(下文簡稱via-in):

對(duì)於速率25Gbps,差分(fèn)走線特征阻(zǔ)抗100歐的信號,該模型仿真結果的阻抗低點僅為81.49歐姆,顯然不太美麗。

保持其它條件不變,調整扇出過孔的位置:將打在電容管腳焊盤之間的過孔移到電容外部(下文簡稱via-out)。

阻抗仿真結(jié)果如下,最低值大幅提(tí)升至(zhì)94歐!

細心的網友會問了,為啥過孔打在電容焊盤外部的(de)阻抗曲線會出現兩個低點?對照模型就能看出,圖中的兩個阻抗低點,一個對應(yīng)過孔,一個對應AC電容,雖然這兩處都(dōu)有做反焊(hàn)盤優化,畢竟離100歐(ōu)的目標還差那麽一些。
對比via-in和via-out兩種方式阻抗連續性的(de)另外(wài)一個指標—回(huí)波損耗,可以看出同樣的趨(qū)勢,via-in的回損(sǔn)明顯比via-out的差。

為什(shí)麽via-in的阻抗跌的這麽厲害呢?正常情況下(via-out),信號從電容的(de)管腳1進入(rù)後,經過電容本體,從管腳2離開,最後進入(rù)換(huàn)層過孔。
至於via-in的信(xìn)號流向分析,熟悉高速先生文章的朋友一定會記得,之前我們介紹過從場的角(jiǎo)度看問題。高速先生這裏先賣個關子,咱們答題區見……
