手把手教你使用HFSS仿真高速差分过孔-下

对于高速过孔，影响信号完整性的因素包括接地过孔，过孔的反焊盘，残留焊盘，过孔残桩，因此对高速差分过孔优化的时候，需要从这四个方面去考虑。

1)        接地过孔：对于任何信号都需要相应的信号回路，信号导线和信号回路导线组合在一起才构成了一个完整的信号路径；信号回路导线基本都是在传输线的参考面上，信号导线和信号回路导线之间的阻抗就是传输线的特性阻抗，当信号通过过孔进行换层的时候，相应的参考面就会发生改变，信号回来就会发生断点，信号回路只能通过更远的接地过孔进行换层，这样就造成了阻抗的不连续性，就会造成信号完整性问题，因此在信号线进行换层的时候，信号回路也需要相应的换层，可以通过在信号过孔附近添加接地过孔为信号回路提供路径。

2)        反焊盘：过孔会和PCB各个地层之间产生较大的寄生电容，一方面，寄生电容会使信号的上升沿和下降沿变缓，另一方面，传输线的特性阻抗与寄生电容成反比，过孔处的寄生电容的产生使过孔和地层之间特性阻抗变小，引起阻抗的不连续，造成反射。可以通过添加反焊盘，扩大过孔导体和地层之间的距离，减小寄生电容，增大特性阻抗。

3)        残留焊盘：特性阻抗保持恒定的的一个基本要求是传播的导体物理结构上横截面积保持恒定，残留焊盘会造成路径的不均匀性等问题，会影响阻抗连续性，直接去掉不用的过孔焊盘

4)        过孔残桩：信号换层的时候会遗留过孔残桩，过孔残桩一方面会造成阻抗不连续，另一方面还有可能形成微小的天线，向外辐射能量

对于以上四个方面，残留焊盘直接去掉，接地过孔固定位置，在这个的前提下来仿真另外两个参数，求出最佳的反焊盘大小和背钻尺寸。

1不做任何优化的仿真结果

2反焊盘对过孔参数的影响

反焊盘的添加对特性阻抗和S参数的优化有及其明显的改善。

3背钻工艺对过孔参数的影响

背钻工艺对对特性阻抗和S参数的优化有及其明显的改善，但并没有添加反焊盘的效果好。

4. 背钻工艺和反焊盘对过孔参数的综合影响

使用HFSS的Optimetrics功能对背钻尺寸大小和反焊盘尺寸进行联合仿真，

背钻尺寸(半径)：7mil到15mil，步长2mil

反焊盘尺寸：15mil到30mil，步长3mil

仿真结果

从S参数仿真图中可以看出主仿真结果主要分成3个部分：最下方的15mil反焊盘的仿真结果；中间的18mil反焊盘仿真结果，上部21mil到30mil反焊盘仿真结果。

所以我们反焊盘大小应该在21mil到30mil（不能再大，不然会碰触到接地过孔）之间。

从仿真结果来看，在7mil到15mil之间的时候，背钻尺寸越大，优化效果越好，本仿真只做到15mil，可以加大尺寸继续仿真，从中选出比较合适的背钻尺寸。