相同PCB單板,相(xiàng)同信(xìn)號的AC電容,為啥反焊盤不同?
發布時間:2025-12-23 08:52:15
高速先生成員(yuán)--薑傑
高速先生今年寫了(le)不少AC耦合(hé)電容相關的文章,本來已經(jīng)有點“審美(měi)疲勞”了(le),但是看到這個案例,還是忍不(bú)住再(zài)寫一篇—— 一(yī)方麵,這個(gè)案例完美展(zhǎn)示了反焊盤設計兩個基本因素(sù)的(de)影響;另一方麵,似乎有不少Layout工程師都有類似的困惑……
話說那天(tiān)早上剛上班,就有人急匆匆的找到高速先生,定睛一看,是近期仿真過的某單板的設計負責人小劉。可是,板子不是剛(gāng)投出去嗎?看著小劉著急忙慌的樣子,高速(sù)先生有種不太好的(de)預感。
小劉說他設計總結的時(shí)候,發現單板上的同一種高速信號的AC耦合電(diàn)容反焊盤不一(yī)樣,心裏有些沒底,需要高速先生(shēng)幫忙確(què)認。
困惑小劉的兩種反焊盤分別長這樣:
右邊是我們(men)常見的AC耦合電容反焊(hàn)盤,簡簡單單的矩形。
左邊的反焊盤略複雜,但(dàn)是稍有設計(jì)經驗的Layout工程師(shī)也(yě)能看出來,這裏是兼容設計,也就是常說的“疊焊盤(pán)”。兼容設計需要同時保證多個鏈路的阻抗連續性,所以反焊盤根據器(qì)件的布局進行挖空。
器件布局(jú)都不一樣,反焊盤(pán)不一樣不(bú)是很正常嗎?

如果隻是這個問題,高速先(xiān)生當然不會寫這篇文章啦。小劉的問題顯然更有深度(dù):除了大小,為啥這倆反焊盤(pán)的挖空層數也不一樣呢?板上常規設計AC耦合(hé)電容的(de)矩(jǔ)形反焊盤,會比兼容設計的異形反(fǎn)焊盤的挖空層麵多了一層?是不(bú)是(shì)哪裏搞錯(cuò)了?
高速先生鬆了(le)口氣,投出去的板子沒有(yǒu)問題,小劉的問題是個好問題。
之前(qián)的文章介紹過,我們可以把信號路徑上的AC耦(ǒu)合電(diàn)容看作微帶線,一段(duàn)又寬又(yòu)厚的走線,根據(jù)傳輸(shū)線的阻抗理論,線寬越大,銅厚越厚(hòu),阻抗(kàng)就越小。
由(yóu)於AC耦合電容處的阻抗通常比信號(hào)走線特(tè)征阻抗(kàng)低(dī),因此需要挖反焊(hàn)盤(pán)來提高阻抗,反焊盤的大小,以及挖空層麵的數量(liàng),是影響阻(zǔ)抗的兩個主(zhǔ)要因素。
在回答小劉的(de)問題之前,我們(men)可以看看當前設計走線阻抗控100歐(ōu)姆時,幾種布局方式AC耦合電容的阻抗情況。
常規布局的AC耦合電容(參考第四層GND平麵)阻抗96.9歐姆:

兼容設計中的一字布局AC耦合電容阻抗97.6歐姆:

兼容(róng)設計中的常規布局AC耦合電容阻抗98歐姆:
各種情況下的阻抗都能比較好的優化到97歐姆左右。
為了(le)更(gèng)清楚(chǔ)的說(shuō)明問(wèn)題,高速先生做了個仿真對比:常規設計的AC耦合電容矩形反焊盤比之前少挖空一層,參考(kǎo)L3層GND平麵(與兼容設計的電容反焊(hàn)盤挖空層數保持一致),阻抗瞬間(jiān)由96.9歐姆跌落至93.1歐姆(mǔ)!

看到常規布局AC耦合電容反焊盤不同挖空(kōng)層麵的阻抗對比,小劉恍然大悟……
問題來了:
本案例中AC耦(ǒu)合電(diàn)容常規設計與兼容設計的反焊盤挖空層數不一樣的原因是什麽?
