作者：一博科技- ]* Q1 }" ~% o' @1 \3 H: V
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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？7 n# |& k5 Q4 k, x/ a
e! v+ o& h8 p8 |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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* L4 ?% w, Y2 ^& H7 E) y& d图1 高速信号连接器pin示意图 9 Q8 n9 M- Y2 t7 @/ A
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( l d |2 @: K6 Q9 ]+ i6 Y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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" Y" l( v* Y9 U+ P1 `2 u: A% k图2 SFP+ 2*8 PLUS连接器结构图
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它在PCB上的封装如下图所示：
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' G% Y! w4 [+ J0 `( y( ]# N3 r" C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：, C% |3 \+ P! H" r
/ {1 z- n" v: e0 ]8 }! F5 F图4 SFP+ 2*8 PLUS连接器在PCB上单个光口封装图
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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。/ z' M" t" y% x6 w4 E, o
9 f% X3 f6 q, r1 c$ v/ T1. 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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# P Q" [! a, `" D; I( g" S* {) x图5 过孔俯视图
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: x' a. U/ C- \& Q4 Z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：$ Q L9 D( S" r' ?: ~" U
$ @! a) k/ V/ J6 D图6 过孔背钻侧面图 9 H8 |. s1 Y9 I$ w9 y
2. 当把连接器压进过孔，过孔的俯视图如下所示：
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图7 连接器压入后的过孔俯视图3 z' o5 _, `. h5 L3 @
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+ A( w; C5 ~: a3 \1 L2.1 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。7 ]/ n* ]' J. q" o) {- i2 [
& @8 G# R- ~& c+ ?; b, y B# }图8 连接器压入后的过孔侧面图 2 ]3 T: C% g$ h
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2.2 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。0 p$ } H) ^) P7 ]
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图9 连接器压入后，过孔底部背钻图
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. K i, C- R! i# N5 \以上各种情况下的插损如下图所示：$ J) u& T9 x0 a. Q+ A
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图10 各种情况插损对比图) k0 G H2 x& \- M2 U3 k' S" T; H
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说明：
$ j( |8 I( k- \. vSDD21_1：Case1仅有过孔，过孔背钻，从bottom到布线层的过孔stub为10mil；3 b6 D* f2 ~, C
SDD21_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；' b" U9 k5 g4 e2 N, f! ?6 G' |
SDD21_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 。; E+ I- @- ~9 V) ?
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/ Q- o; O" u9 e0 P1 ^* `3 ITable1. 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。* f6 e. Z# q& _; M& K9 s3 h
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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；! w4 h5 l2 {- E! a, i& a0 v
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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。
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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。
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