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技術專題
防焊墊如何影響多層PCB中的信號完整性
通孔 和焊盤上的防焊 墊是現代PCB設計中的一個爭論點，圍繞在多層PCB中使用這些元素的爭論 被視為二元選擇。像散熱片，接地層裂口和正交布線一樣，圍繞著焊盤和過孔上的抗焊盤的爭論被定為永遠/永遠不會發生的選擇。借助當今的現代PCB，了解抗墊對信號完整性的影響非常重要 。
防墊和信號完整性
當涉及信號完整性時，請仔細閱讀組件制造商的應用說明，并始終驗證您從容易理解的概念中看到的內容。如果您查看某些組件的應用筆記，他們將建議將防墊板放置在著陸墊上，而無需解釋。此外，不同的注釋會準確地告訴您您應該使用的過孔抗焊盤直徑，但這很容易使它脫離上下文。讓我們仔細看看這兩種情況，以及via / pad + antipad的結構如何導致 信號完整性問題。
如何為過孔及其反焊盤建模
每當您使用鍍通孔在實體平面上過渡時，CAD工具都會根據您的間隙規則自動應用Via防墊。如果要通過平面層進行布線，則可以選擇完全去除通孔周圍的大部分平面，或者將通孔包圍在剩余的導體中以創建防焊盤。無論發生什么情況，通孔壁和任何平面之間都必須有一些空隙，以防止短路。
在這一點上，如果您要通過實心平面布線，那么問題就不在于是否應該使用過孔防焊墊，還是要切掉過孔的焊盤，而是要使防焊盤延伸超過過孔焊盤和任何內部不起作用的焊盤多大 。像高速設計中的許多潛在問題一樣，所有過孔都有寄生：
電感。 隔離中的通孔基本上是一個電感器，通孔的電感取決于通孔的縱橫比。
電容。 周圍存在平面會在過孔焊盤和接地之間產生一些寄生電容。
通孔末端和中間平面的每個焊盤會并聯產生兩個電容。當與電感器結合使用時，我們有一個標準的pi模型，描述了通孔及其反焊盤，如下所示。請注意，下面顯示的電容方程式只是一個近似值，因為它不考慮邊緣場。通孔電感方程也是一個近似值。
接下來發生的事情（就電氣行為而言）取決于許多因素。首先，就像任何pi電路一樣，CLC pi模型基本上是具有上述3 dB截止頻率的低通濾波器。假設您想擴展Via + Antipad布置的帶寬。在這種情況下，您需要減小長寬比（更短的通孔或更寬的鏡筒直徑），或減小焊盤平面焊盤的電容（較大的抗焊盤）。
在這里，您有一組難以平衡的選項。現代設計的功能越來越小，功能越來越緊湊，因此，寬高比可能會變得很大，3 dB的頻率會降低并限制帶寬。進入mmWave體制后，您還將 面臨其他信號完整性挑戰，其中包括通孔的布線。在這些頻率下，額外的寄生效應將占主導地位，并導致互連的整體插入損耗。
著陸板上的防墊如何影響信號
將防墊板放置在著陸墊上涉及在組件上的墊板下方切掉一些接地平面。天線饋送線上的示例如下所示（焊盤+反焊盤以黃色圈出）。下圖顯示了藍色接地平面區域中的防墊，并將其放置為多邊形切口。
天線饋線上的防墊。
這樣做有一個很好的理由，但是您不應該這樣做，還有其他原因，它們在不同的頻率和某些情況下會相互抵消。在上述情況下，放置防墊可消除一些寄生電容；信號攜帶的磁場然后僅通過邊緣場耦合回到接地層。這是使用較小的平臺的一種選擇。
上面的示例有些人為的設計，如果不通過仿真進行驗證，我不會在客戶板上進行此操作 ，但是它說明了有關返回路徑計劃的一個要點。即使焊盤下方有一個接地切口，但仍然有一條清晰的返回路徑通過附近的過孔和接地，因此在此過程中不會產生主要的阻抗不連續性。如果沒有這樣的幫助，則 由于大的返回路徑，將導致明顯的阻抗不連續性。