高速先生成員--黃剛

毫無疑問，信號速率已經(jīng)是灰?；页８吡?，過孔對信號質(zhì)量的影響在以往文章中已經(jīng)分享過太多太多。過孔一身都是坑，其中最大的那個就是它的stub影響。一個有stub的過孔衰減的上限可能是大家想象不到的，1dB，5dB，10dB，20dB甚至更大都有可能。

So，一套專門為提升有stub的過孔性能的加工工藝就應(yīng)運(yùn)而生了，那就是背鉆，簡單的流程就像下面這樣了。

當(dāng)然，我們也知道，本身常規(guī)的板子是不需要背鉆的，突然增加這樣一個工藝流程，加錢是難免的事情。因此精明的硬件朋友們就學(xué)會了根據(jù)高速信號速率的不同來決定是否需要背鉆和哪些層背鉆，哪些層就不用背鉆了。簡單定性來說就是，速率低就能允許過孔的stub長，速率高就需要stub短，當(dāng)然高速先生在很多場合上也大概把速率和stub長度的關(guān)系量化過，還不知道的粉絲可以去問問身邊知道的同事了，哈哈。

由于多一層背鉆，就要多花一層的錢，所以大多數(shù)客戶都會覺得在不算非常高的速率下，例如25Gbps左右，可能超過25mil以上stub的過孔才會去背鉆。例如下面的連接器過孔案例，在這一層出線層的情況下，過孔stub是25mil。

這個時候我們來考慮背鉆和不背鉆的影響，背鉆后留下的stub是10mil，模型的示意圖如下所示：

然后從結(jié)果上看差異是非常明顯的，TDR阻抗差異超過10個歐姆，回波損耗也差了接近10個dB。說明背鉆工藝對過孔性能的改善幫助很大很大。。。

從上面的結(jié)果能看到，25mil不背鉆結(jié)果當(dāng)然不是很好，背鉆之后哪怕剩下10mil其實(shí)結(jié)果都能接近完美了，看起來的確和我們想象的一樣，如果本身就只有10mil的stub，那還背鉆個啥，又省錢又不會為難板廠，一舉兩得！

那問題來了，如果真的只有10mil的stub的話，到底值不值得背鉆呢？那我們把上面那個模型的走線層換到更靠下的層去走，過孔的stub就10mil出頭的樣子，如下所示：

在不背鉆的情況下，仿真得到的TDR阻抗結(jié)果是85歐姆左右，感覺還行啊，能接受！

這個時候我們來硬要板廠幫我們做背鉆，本來是10mil出頭，讓板廠鉆掉幾個mil，保證最后是8mil的stub，就像下面這個動圖展示的背鉆過程一樣！

最后做出來的這個效果就是背鉆后剩下8mil stub的模型了。

無非也只是少了3mil左右的stub，能比不背鉆好多少，能差出0.5歐姆都頂天了吧。這下恐怕要讓大家失望了，背鉆后過孔的阻抗從不背鉆的85歐姆左右提升到快接近90歐姆了，足足差不多有5歐姆的提升?。?！

這。。。就有點(diǎn)驚掉下巴了啊，就差幾個mil的stub，能差出快5歐姆的情況？中間是不是有什么誤會??？

誤會可能沒有，認(rèn)知不同是有的。我猜你們認(rèn)為的只差3個mil的stub長度說的是下面這種情況，那就是把底層焊盤去掉，僅減小過孔stub長度的這個模型吧？

的確如你們之前想象的一樣，如果只減小過孔stub長度的話，8mil的stub和10mil多的stub對過孔阻抗的影響的確微乎其微，可能0.2歐姆都沒有！

從三者回波損耗的結(jié)果對比也能看到幾個結(jié)論：不背鉆的影響在25Gbps之前性能差別的確不大，但是在25Gbps之后其實(shí)惡化是很厲害的。哪怕只鉆掉焊盤，不減小過孔stub的改善也是非常明顯的，還有就是從結(jié)果來看，單純只差幾個mil的stub影響是非常小的哈。

這種小于10mil的過孔stub的背鉆我們在PCB加工行業(yè)內(nèi)就稱為淺背鉆，如下圖所示，淺背鉆主要就是為了去掉底層焊盤的影響，其次才是希望讓stub再短幾個mil。

最后總結(jié)下哈：這個地方的影響無論是從SI性能還是加工方面看，都很容易被忽略，尤其當(dāng)我們的通道走到了像112Gbps以上的超高速率下，影響是不小的。同時對于板廠加工也是會增加一丟丟難度，畢竟要鉆的過孔深度很短，一不留神就鉆過了或者壓根沒鉆到，所以也需要對PCB板廠的加工能力有一定的要求哈。我們板廠去做這個事情當(dāng)然沒有問題，關(guān)鍵是在于各位硬件或者PCB設(shè)計(jì)，包括SI的小伙伴們有沒有意識到這個地方對高頻的影響，從而找我們的板廠去做這個淺背鉆而已！

問題：大家對自己產(chǎn)品的過孔要不要去做背鉆工藝，都是怎么考慮的啊？

關(guān)于一博：

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審核編輯 黃宇