作者：一博科技% f3 a1 C6 N) g: {5 }2 x; j
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. v) a) {- Y. L; j! p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？
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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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图1 高速信号连接器pin示意图
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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：
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1 H2 }- P6 A o1 k图2 SFP+ 2*8 PLUS连接器结构图 2 G) |" w B' B( d6 C# w L
8 I* h9 R) Q$ A8 k* O它在PCB上的封装如下图所示：
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7 N q- N8 ~; H: c Q3 s$ t+ S图3 SFP+ 2*8 PLUS连接器在PCB上整体封装图 5 g) m2 q+ N0 M, ?
. B5 `: Q" x3 m$ u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 1 N1 v) \ p) [9 D h+ [! [, g" f
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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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1. 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：/ O! ?7 e+ D# t) t! j4 W# s
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图5 过孔俯视图
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1 y, R/ Z& j* _( z- o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：
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4 Z3 @2 a% ]9 F: k& U r图6 过孔背钻侧面图
3 j8 a, l9 i: o* a2. 当把连接器压进过孔，过孔的俯视图如下所示：1 u8 R' M% A5 n! {& |+ N4 A
+ j8 t3 B! X2 |4 E A" Y( u' s图7 连接器压入后的过孔俯视图
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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。; D" A6 W& E0 {5 Y+ g
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图8 连接器压入后的过孔侧面图 . ?; }- T% V- M4 N8 e
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2.2 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 J/ x9 _. M% H, I' n# X+ u) K
8 X/ P* G) T- O7 N) t图9 连接器压入后，过孔底部背钻图
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( E1 f7 l" Z0 ?9 g* m" G, j; D以上各种情况下的插损如下图所示：1 S* d$ \2 w( x J
7 k* T$ n6 o3 f5 m- ~7 M$ s7 K图10 各种情况插损对比图
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说明：
# C$ g C, ?! W4 Y! |6 YSDD21_1：Case1仅有过孔，过孔背钻，从bottom到布线层的过孔stub为10mil；! C5 h3 Q+ _+ _+ D5 ? _
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；6 Q# H! I* f6 h% H3 v1 I6 e
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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Table1. 连接器过孔不同处理方式对比 , c: M& a5 i% {5 Z
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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。5 c1 J6 e# y& v
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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；
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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。
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