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mianEMI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