為了盡量減小電容的不連續性，需要裁剪掉位於SMT焊盤正下方的參考平麵區域
，並在內層創建銅填充，分別如圖2和圖3所示。

 

這樣可以增加SMT焊(han)盤(pan)與(yu)其(qi)參(can)考(kao)平(ping)麵(mian)或(huo)返(fan)回(hui)路(lu)徑(jing)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li)

，從(cong)而(er)減(jian)小(xiao)電(dian)容(rong)的(de)不(bu)連(lian)續(xu)性(xing)。同(tong)時(shi)應(ying)插(cha)入(ru)微(wei)型(xing)縫(feng)合(he)過(guo)孔(kong)，用(yong)於(yu)在(zai)原(yuan)始(shi)參(can)考(kao)平(ping)麵(mian)和(he)內(nei)層(ceng)新(xin)參(can)考(kao)銅(tong)箔(bo)之(zhi)間(jian)提(ti)供(gong)電(dian)氣(qi)和(he)物(wu)理(li)連(lian)接(jie)，以(yi)建(jian)立(li)正(zheng)確(que)的(de)信(xin)號(hao)返(fan)回(hui)路(lu)徑(jing)

，避(bi)免(mian)EMI輻射問題。

 

 

但是，距離“d ”不應增加得太大，否則將使條狀電感超過條狀電容並引起電感不連續性。式中：

 

條狀電容(單位：pF)；

條狀電感(單位：nH)


；

特征阻抗(單位：Ω)；

ε=介電常數；

焊盤寬度；

焊盤長度；焊盤和下方參考平麵之間的距離
；

焊盤的厚度。

相同概念也可以應用於板到板(B2B)和電纜到板(C2B)連接器的SMT焊盤。

 

下麵將通過TDR和插損分析完成上述概念的驗證。分析是通過在EMPro軟件中建立SMT 焊盤3D 模型

， 然後導入Keysight ADS中進行TDR和插損仿真完成的。

 

1

、分析交流耦合電容的SMT焊盤效應

在EMPro中建立一個具有中等損耗基板的SMT的3D模型
，其中一對微帶差分走線長2英寸
、寬5mil，采用單端模式，與其參考平麵距離3.5mil，這對走線從30mil寬SMT焊盤的一端進入，並從另一端引出。

 

 

 

圖4和圖5分別顯示了仿真得到的TDR和插損圖。

 

參考平麵沒有裁剪的SMT設計造成的阻抗失配是12Ω，插損在20GHz時為-6.5dB。一旦對SMT焊盤下方的參考平麵區域進行了裁剪(其中“d ”設為10mil)，失配阻抗就可以減小到2Ω，20GHz時的插損減小到-3dB。

 

進一步增加“d ”會導致條狀電感超過電容

，從而引起電感不連續性，轉而使插損變差(即-4.5dB)。

 

2、分析B2B連接器的SMT焊盤效應

在EMPro中建立一個B2B連接器的SMT焊盤的3D模型，其中連接器引腳間距是20mil
，引腳寬度是6mil，焊盤連接到一對長5英寸
、寬5mil，采用單端模式的微帶差分走線，走線距其參考平麵3.5mil。

 

SMT焊盤的厚度是40mil，包括連接器引腳和焊錫在內的這個厚度幾乎是微帶PCB走線厚度的40倍。

 

 

 

銅厚度的增加將導致電容的不連續性和更高的信號衰減。這種現象可以分別由圖6和圖7所示的TDR和插損仿真圖中看出來。

通過裁剪掉SMT焊盤正下方適當間距“d ”(即7mil)的銅區域，可以最大限度地減小阻抗失配。

 

3、小結

本文的分析證明
，裁剪掉SMT焊盤正下方的參考平麵區域可以減小阻抗失配，增加傳輸線的帶寬。

 

SMT焊盤與內部參考銅箔之間的距離取決於SMT焊盤的寬度，以及包括連接器引腳和焊錫在內的SMT焊盤有效厚度。在條件允許的情況下
，PCB投產之前應先進行3D建模和仿真，確保構建的傳輸通道具有良好的信號完整性。

 

來源：微波射頻網