作者：一博科技
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9 T! Y, J* M" u& b6 t' ?7 V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 I y: F; l. W& C* @+ o- o r) ~
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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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- ^6 \9 O4 w5 D4 P图1 高速信号连接器pin示意图 : [' x9 Y% E+ R$ }
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% G. m5 u2 J( Q1 I9 v, [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：& e& O; u/ j- H" a8 ]6 M
( @% k& S5 S y/ }$ E; }% V图2 SFP+ 2*8 PLUS连接器结构图 2 k. f+ z2 x- g0 K4 l6 n. l
% H' N* D3 P: E% ?$ V它在PCB上的封装如下图所示：# s2 u: }& j h* \6 ]& {
+ U/ j% j7 H* O. R; n图3 SFP+ 2*8 PLUS连接器在PCB上整体封装图 / @3 f5 _ t: H
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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：
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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。
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# Z8 F# [/ a. b; \# L- j1. 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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图5 过孔俯视图
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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：3 C3 D% N* o( Z% ^6 z3 Q& A
8 A1 p% d0 f; X( B" i图6 过孔背钻侧面图
; E2 a5 r. l! ?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: Z! M6 ?: L" V6 a* y$ c
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2.1 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。, M7 _3 }8 L* w* c6 @0 I
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图8 连接器压入后的过孔侧面图 5 X7 A+ L6 w5 H# Z
" f0 J% H2 n/ I/ U' ]; s2.2 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。2 M2 @, m H+ O" \
0 p' X6 z3 {' k. j1 i图9 连接器压入后，过孔底部背钻图 + M" v# Y2 _( O
. f1 g% T; Y4 W, k( w+ X y以上各种情况下的插损如下图所示：
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+ b7 n" c) c8 ?- M8 I7 W图10 各种情况插损对比图
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- T$ ^( w+ h& v- {: U% Q2 X说明：) [9 S+ G) T) b7 m6 S
SDD21_1：Case1仅有过孔，过孔背钻，从bottom到布线层的过孔stub为10mil；
" r' M, y' M! \6 L0 ~: r. \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； W. h* P2 G) m9 U/ r. P+ S* f
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 。
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! G4 e o! _9 E. ZTable1. 连接器过孔不同处理方式对比
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7 I5 X& S7 @! r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。
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4 \8 T4 Y( W7 K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；. R8 ~+ x0 |$ n# D4 D+ \/ D
4 k Q. f9 I) d2 _+ Q; I) b& a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。2 T$ m/ N6 k- ]4 u( O3 A! z
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