作者：一博科技
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. P+ _/ ^5 r4 k# [5 K
. Y/ Z5 G6 P# w7 J7 W1 s' ~" u$ _但是当连接器pin残留长度≥过孔stub ，过孔stub是否还需要背钻，过孔背钻还有多大的意义？- @. E, ^9 ~$ [7 h
5 _' v8 B! ^3 G# L% R' B) g# A高速信号的连接器pin的样子都是下图1所示，pin可以分解成3个部分，其中只有pin_2这部分是与过孔孔壁接触的，也就是我们常说的鱼眼。Pin_1负责将信号从连接器引入过孔中；Pin_2负责将信号传递给过孔；pin_3对于信号来说就没有正面的作用了，就是一段stub，为了跟过孔stub相区别，我们在这称之为pin stub，这个pin stub长度对于信号的影响有多大？
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6 E8 O: r) P; `/ w图1 高速信号连接器pin示意图 9 ], o6 X) d! K; J8 I" U
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/ y$ v, [( g, y" V下面我们以SFP+ 2*8 PLUS连接器为例进行探讨。这款连接器的针长2.07+/-0.25mm (1.82mm~2.32mm)，如下图所示：
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) ]+ z a. m: y+ _0 r! K5 M图2 SFP+ 2*8 PLUS连接器结构图 5 c& Y! Z$ x9 |1 k
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它在PCB上的封装如下图所示：
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图3 SFP+ 2*8 PLUS连接器在PCB上整体封装图
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由于一个连接器包含8个光口，为了更清晰地展示它的管脚分布，我们把其中一个光口放大，如下图所示：
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图4 SFP+ 2*8 PLUS连接器在PCB上单个光口封装图 % i( P ^0 O q3 b0 U& S, l- g
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假设PCB厚度=2.2mm，连接器信号pin长2.2mm，连接器从top层往下压。' p- H5 k; s a. r3 s. k' c
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1. 当没有把连接器压进过孔，过孔是空心的，红色圆环为孔壁，过孔的俯视图如下所示：
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, c" V, g; f, m1 i$ c2 B) ~图5 过孔俯视图
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从bottom到布线层的过孔stub为30.6mil，对过孔做背钻，残留10mil的stub，如下图所示：
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6 ?$ q, c( h4 e C# N2 w图6 过孔背钻侧面图
6 Z+ ?& A+ k( a( h( g2. 当把连接器压进过孔，过孔的俯视图如下所示：0 r( o1 {' p+ a4 ?; i
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图7 连接器压入后的过孔俯视图$ F8 ?! T: F+ i2 A: J
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2.1 当过孔不背钻时，压上连接器后，从bottom到布线层的过孔stub为30.6mil，从布线层到pin的底部有30.6mil，即pin stub=30.6mil。
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图8 连接器压入后的过孔侧面图 % m/ W2 o4 B# L, |$ p+ X7 l
7 h5 U& w. k! L P3 x! B: f* r2.2 当过孔从底部背钻时，压上连接器后，从bottom到布线层的过孔stub为10mil，pin stub依然=30.6mil。6 r6 }4 U& I: o% D, i' G [
5 P( W- {: q% \8 h B1 n图9 连接器压入后，过孔底部背钻图
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以上各种情况下的插损如下图所示：) Z5 J" d4 w" e$ T' |
$ N' X7 e4 [8 E- \5 w图10 各种情况插损对比图
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说明：
/ W$ E6 ?! \ _SDD21_1：Case1仅有过孔，过孔背钻，从bottom到布线层的过孔stub为10mil；
& n% f* I7 t/ ~% GSDD21_2：Case2过孔插上连接器的pin后，pin stub=30.6mil；过孔不背钻，从bottom到布线层的过孔stub为30.6mil；
) j% `! W. ?! a' w1 ZSDD21_3：Case3过孔插上连接器的pin后，pin stub=30.6mil；过孔底层背钻，从bottom到布线层的过孔stub为10mil 。% f3 R7 K1 q% R! o+ V
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6 a' j4 @, V; B- a- s" g1 f5 D$ ^Table1. 连接器过孔不同处理方式对比
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当连接器针长非常长，甚至跟板厚一样了，即pin stub≥过孔stub，依然必须对过孔stub进行背钻，不要犹豫，just do it!因为1. 压上连接器后，过孔背不背钻两者在12.5GHz处的差异差了0.418dB（Case3-Case2=0.418dB）；2.谐振点的位置由过孔stub决定，如果过孔不背钻，谐振频率提前了12GHz。+ ?& H; o- M! J9 a
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虽然过孔stub的影响要大于pin stub 的影响，谐振点的位置由过孔stub决定，但pin stub对插损是有拉低作用的，见Case1、Case3的比较：在同样的过孔stub情况下，pin stub在12.5GHz处对插损拉低了0.165dB（Case3-Case1=0.165dB），但谐振点的位置相差无几；2 X/ K6 @' q, @# }
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仿真与真实的差异之处：Case3是我们做产品时，连接器压入过后的真实情况，而与之对应的仿真情况，很多人用的是Case1（即用“过孔”代替“过孔+连接器pin”的效应）这样仿真与真实情况在12.5GHz处的差异有0.165dB，如果链路中会出现2个连接器，那么仿真与真实值就差了0.35dB，当系统裕量紧张时，这点值得关注。" w7 }; O' |4 v
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经过本文的分析，相信大家对连接器pin +过孔的综合效应有了清楚的认识，特别是pin stub的影响，在连接器选型时建议还是尽量选择短针的连接器、选择靠下的布线层进行布线，以减小pin stub 的影响。( l. |1 E# @# g& f4 X3 p; O9 w% V
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