手把手教你使用HFSS仿真高速差分過孔-下

對于高速過孔，影響信號完整性的因素包括接地過孔，過孔的反焊盤，殘留焊盤，過孔殘樁，因此對高速差分過孔優(yōu)化的時候，需要從這四個方面去考慮。

1)????????接地過孔：對于任何信號都需要相應(yīng)的信號回路，信號導(dǎo)線和信號回路導(dǎo)線組合在一起才構(gòu)成了一個完整的信號路徑；信號回路導(dǎo)線基本都是在傳輸線的參考面上，信號導(dǎo)線和信號回路導(dǎo)線之間的阻抗就是傳輸線的特性阻抗，當(dāng)信號通過過孔進行換層的時候，相應(yīng)的參考面就會發(fā)生改變，信號回來就會發(fā)生斷點，信號回路只能通過更遠(yuǎn)的接地過孔進行換層，這樣就造成了阻抗的不連續(xù)性，就會造成信號完整性問題，因此在信號線進行換層的時候，信號回路也需要相應(yīng)的換層，可以通過在信號過孔附近添加接地過孔為信號回路提供路徑。

2)????????反焊盤：過孔會和PCB各個地層之間產(chǎn)生較大的寄生電容，一方面，寄生電容會使信號的上升沿和下降沿變緩，另一方面，傳輸線的特性阻抗與寄生電容成反比，過孔處的寄生電容的產(chǎn)生使過孔和地層之間特性阻抗變小，引起阻抗的不連續(xù)，造成反射?？梢酝ㄟ^添加反焊盤，擴大過孔導(dǎo)體和地層之間的距離，減小寄生電容，增大特性阻抗。

3)????????殘留焊盤：特性阻抗保持恒定的的一個基本要求是傳播的導(dǎo)體物理結(jié)構(gòu)上橫截面積保持恒定，殘留焊盤會造成路徑的不均勻性等問題，會影響阻抗連續(xù)性，直接去掉不用的過孔焊盤

4)????????過孔殘樁：信號換層的時候會遺留過孔殘樁，過孔殘樁一方面會造成阻抗不連續(xù)，另一方面還有可能形成微小的天線，向外輻射能量

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對于以上四個方面，殘留焊盤直接去掉，接地過孔固定位置，在這個的前提下來仿真另外兩個參數(shù)，求出最佳的反焊盤大小和背鉆尺寸。

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1不做任何優(yōu)化的仿真結(jié)果

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2反焊盤對過孔參數(shù)的影響

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反焊盤的添加對特性阻抗和S參數(shù)的優(yōu)化有及其明顯的改善。

3背鉆工藝對過孔參數(shù)的影響

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背鉆工藝對對特性阻抗和S參數(shù)的優(yōu)化有及其明顯的改善，但并沒有添加反焊盤的效果好。

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4. 背鉆工藝和反焊盤對過孔參數(shù)的綜合影響

使用HFSS的Optimetrics功能對背鉆尺寸大小和反焊盤尺寸進行聯(lián)合仿真，

背鉆尺寸(半徑)：7mil到15mil，步長2mil

反焊盤尺寸：15mil到30mil，步長3mil

仿真結(jié)果

從S參數(shù)仿真圖中可以看出主仿真結(jié)果主要分成3個部分：最下方的15mil反焊盤的仿真結(jié)果；中間的18mil反焊盤仿真結(jié)果，上部21mil到30mil反焊盤仿真結(jié)果。

所以我們反焊盤大小應(yīng)該在21mil到30mil（不能再大，不然會碰觸到接地過孔）之間。

從仿真結(jié)果來看，在7mil到15mil之間的時候，背鉆尺寸越大，優(yōu)化效果越好，本仿真只做到15mil，可以加大尺寸繼續(xù)仿真，從中選出比較合適的背鉆尺寸。