進(jìn)一步提升連接器過孔處的性能？

我們已經(jīng)知道連接器pin stub過長(zhǎng)對(duì)信號(hào)有惡化效應(yīng)。但是當(dāng)沒有其他的連接器可選、可替代，將過孔反焊盤擴(kuò)大、非功能焊盤去掉、換成low Dk/low Df的板材等優(yōu)化措施均已用上，而我們的系統(tǒng)裕量依然不夠，仍需處處摳裕量，任何地方的提升都對(duì)系統(tǒng)性能有著不可忽視的作用時(shí)，是否有方法進(jìn)一步提升連接器過孔處的性能？

高速信號(hào)的連接器pin的樣子都是下圖1所示，pin可以分解成3個(gè)部分，其中只有pin_2這部分是與過孔孔壁接觸的，也就是我們常說的魚眼。Pin_1負(fù)責(zé)將信號(hào)從連接器引入過孔中；Pin_2負(fù)責(zé)將信號(hào)傳遞給過孔；pin_3對(duì)于信號(hào)來說就沒有正面的作用了，就是一段stub，為了跟過孔stub相區(qū)別，我們?cè)谶@稱之為pin stub。上一篇文章講了這個(gè)pin stub對(duì)于信號(hào)的影響有多大。今天我們要進(jìn)一步分析把圖1所示的連接器插入過孔后，連接器pin與過孔相結(jié)合后的效應(yīng)

圖1高速信號(hào)連接器pin示意圖

假設(shè)PCB厚度=2.2mm，連接器信號(hào)pin長(zhǎng)2.2mm，連接器從top層往下壓。

當(dāng)過孔不做背鉆時(shí)，將連接器壓進(jìn)過孔，連接器的pin+過孔的示意圖如下所示：

圖2 過孔不背鉆，高速信號(hào)連接器pin插入過孔后的示意圖

當(dāng)過孔底部做背鉆后，再將連接器壓進(jìn)過孔，連接器的pin+過孔的示意圖如下所示：

圖3 過孔底部背鉆后，高速信號(hào)連接器pin插入過孔后的示意圖

當(dāng)過孔頂部做背鉆后，再將連接器壓進(jìn)過孔，連接器的pin+過孔的示意圖如下所示：

圖4 過孔頂部背鉆后，高速信號(hào)連接器pin插入過孔后的示意圖

當(dāng)過孔雙面做背鉆后，再將連接器壓進(jìn)過孔，連接器的pin+過孔的示意圖如下所示：

圖5 過孔雙面背鉆后，高速信號(hào)連接器pin插入過孔后的示意圖

針對(duì)圖3~圖5的三種背鉆方式進(jìn)行建模仿真，看看有多大差異。

1. 過孔從底部背鉆，壓上連接器后，pin stub=30.6mil，從top到魚眼的過孔stub（上stub）為24.4mil，從bottom到布線層的過孔stub（下stub）為10mil。

圖6 過孔底部背鉆，pin stub、過孔stub

2. 過孔從頂部背鉆（離魚眼位置留有10mil的安全距離），壓上連接器后，pin stub=30.6mil，從top到魚眼的過孔stub（上stub）為10mil，從bottom到布線層的過孔stub（下stub）為30.6mil。

圖7 過孔頂部背鉆，pin stub、過孔stub

3. 過孔雙面過孔背鉆后，壓上連接器后，pin stub=30.6mil，從top到魚眼的過孔stub（上stub）為10mil，從bottom到布線層的過孔stub（下stub）為10mil。

圖8 過孔雙面背鉆，pin stub、過孔stub

以上3種情況下的插損如下圖所示：

圖9 各種情況插損對(duì)比圖

說明：

SDD21_1：Case1過孔插上連接器的pin后，pin stub=30.6mil；過孔底層背鉆，從bottom到布線層的過孔stub（下stub）為10mil，從top到魚眼的過孔stub（上stub）為24.4mil 。

SDD21_2：Case2過孔插上連接器的pin后，pin stub=30.6mil；過孔頂層背鉆，從bottom到布線層的過孔stub（下stub）為30.6mil，從top到魚眼的過孔stub（上stub）為10mil。

SDD21_3：Case3過孔插上連接器的pin后，pin stub=30.6mil；過孔雙面背鉆，從bottom到布線層的過孔stub（下stub）為10mil，從top到魚眼的過孔stub（上stub）為10mil。

Table1. 連接器過孔不同處理方式對(duì)比

雙面背鉆比僅底部背鉆，插損提升了0.182dB（Case3-Case1），像背板系統(tǒng)，正常情況下系統(tǒng)鏈路上會(huì)有兩個(gè)連接器，這兩個(gè)連接器會(huì)引入4對(duì)過孔，如果采用雙面背鉆，這條鏈路可以提升0.728dB！驚不驚喜？開不開心？

由于連接器pin_1（見圖1所示）的長(zhǎng)度不長(zhǎng)，造成與之對(duì)應(yīng)的過孔上部stub一般也就二十幾mil，比起過孔下部stub動(dòng)輒四五十mil的長(zhǎng)度，短了一大截，所以很少有人會(huì)去關(guān)注過孔上部stub。但是如果連接器pin stub過長(zhǎng)，沒有更好的連接器可選、可替代，而我們的系統(tǒng)裕量又不夠，需要處處摳裕量時(shí)，過孔雙面背鉆不失為一種選擇。

編輯：hfy