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[PCB] 答题 | 原来你是这样的PDN

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发表于 2019-9-27 15:12 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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上期话题
7 q' `  z2 F6 n原来你是这样的PDN' b' H' H( C0 D, k: ~. b$ s( ^( b) `
【文:陈亮】
' D4 e% I# G5 M: o- ~
& \3 N- x1 r& ~5 C4 W5 M5 i1 O3 X# C(戳标题,即可查看上期文章回顾)/ c: I3 X% A9 C( P' L* a% q( U
问答良好的设计能避免引入过量的安装电感,那设计中有哪些方法可以减小电容的安装电感呢?( V( |: o- W/ u; {% f/ I
各位小伙伴纷纷共享自己的设计心得,小陈也不甘落后啊!- T" D- k4 d. A9 ^- v2 P0 Z
6 V  B9 M7 [& q9 A; @. m" I& }
0 _& _1 s2 y1 ^
减少安装电感方法本质是减小电容到IC的回路电感,或者增加此回路容性平衡掉感性。0 g/ v! ~( @% W/ D1 |

7 |3 r/ Z% n$ T( S3 g% K, `
) @/ H, L' Z' w! D$ b减小电容安装电感的设计方法:  G: U  j( ?0 h+ ], c

5 ?4 ^1 ^: {- g- p7 j$ f. c4 k8 r) o/ |( ]+ ]
1:电容靠近IC配置(总电感与回路长度成正比,所以通过缩短回路长度减小电容的寄生电感);; s6 c; Q8 y9 V1 q$ [

0 b' P" o* h0 g. V3 u( Y& m4 m& e! K' L0 K' m
2:电容就近打孔:(同上);
% g/ A" U) X4 t  P7 @: q# _
0 Y. q3 B$ j& j5 n3 i) w  ?- _- k6 T+ u& x
3:电源层靠近器件面缩短有效孔长度(同上);
- i" J0 W8 J% p5 y" h0 {
9 q9 ]5 [3 y, v5 s5 o( S: d% i1 O+ w; z4 g# `& B& C! J
4:用粗线进行连接(细细的一根线就相当于串了一个电感,粗线能引入更多的容性,平衡走线的感性,降低单位长度电感。)
" B' L4 x* d6 }; ?+ R3 b' v* M2 l$ B/ U/ Z: \# {
& d4 L9 u5 q' S/ p' w8 m5 k5 M
5:电源地用多个孔过孔并联连接到平面(减小孔的单位长度电感,相同长度的孔累积的寄生电感降低);" B+ r7 C* F5 ?' `
: Q' f, I0 i& ]% [% [2 m
7 z: I8 M& ?7 P7 D/ I, e
6:将电容的电源地孔靠近配置(距离越近,互感越强,当电流方向相反,互感越大,有效电感越小);
; A; c- z0 m& j
6 i4 V* @5 ]. O5 w# W- g  ]! H5 ]. e9 d. F2 i
7:电源平面和GND平面介质厚度尽量薄,铜皮重合面积尽量大(典型的平板电容,引入容性,即可降低感性)
" E8 \$ X, @- b& t' }# G# h3 S1 d2 D( b4 g
* U6 s$ {7 v# A- [/ J: x& S) ^9 ^
电容的选型:4 f1 N6 a8 o" ]5 Q, U8 Q. S3 c
容值:相比使用很多相同容值电容的滤波方案,不同容值搭配的方案不论从性能还是成本以及设计难度均更优。
6 g- S- N( a0 p- _封装:* `  p; Q9 c! ^6 k. x
1:通常我们使用的贴片式电容的安装电感比插件电感低几个量级。
0 O2 t% V; u7 G  E8 H9 h# H/ d' i' M5 F2 S
$ P% j5 l. t% P, d5 ]9 k: }
2:同为标贴代入弄,不同封装形式也会有很大影响,例如在之前的项目中碰到过的0204电容,相比常用的0402电容,器件本身的寄生电感小很多。' C" o4 ~- F8 b" j9 ^( ]
9 c2 s3 d5 _6 k: a

! d' ^* F( P6 c* u. ^' Z(以下内容选自部分网友答题)/ n& E; I1 g. c# w/ |
电容地过孔离地和电源越近越好,电容位置越靠近芯片越好。  E$ {- q  q- ~$ F) t" _
@ 两处闲愁
1 o# Y) D6 v' s0 a! V1 k评分:2分
# H. {( }1 X* O3 }; ?1.电容要靠近芯片放置,
5 `8 K3 `) D+ M& j8 [2.走线要短而粗
% [+ l$ {. S" O- |7 Q6 M3.可以通过并联多个电容
) z7 T# p" G, E, U% B1 J* d4.用小寄生电容的电容   
  ~/ C& p# l$ }& C) i@  moody8 W2 [# L- T2 w& l& @
评分:2分) K0 n- J3 @  s/ R: v) T
减小安装电感可以从层叠、布局、布线三个方面下手。叠层:电源、地靠近表层,减小电源地之间的介质厚度;布局方面,去耦电容靠近芯片放置,靠近电源地层放置;布线方面:电容过孔靠近焊盘放置,多打两个过孔更好,电容连线尽量短而粗。   
3 K1 I4 J) R" Z8 H) i1 g& ]& s@ 绝对零度' F" r4 S; J* R+ G5 p
评分:3分
) f1 P: P& u. e6 m9 J1,滤波电容紧靠负载芯片引脚2,连接到内层的走线尽量短,尽量粗,过孔尽量多3,尽量采用贴片,不采用插件电容   
, H2 s' L3 b, W3 E8 U$ F6 V1 n  ]@ Ben
! t6 |- g. g! ?1 {% ~6 N评分:2分
3 E5 V7 x0 e( g【1】、选择多个电容值,而不是选择一个相同值的大电容来达到目标阻抗。选择放置高频电容的位置,以减少整个回路电感。整个电感是由电容的ESL、安装电感、传播电感和BGA的过孔电感组成的。【2】、摆放优先级:在放置电容时优先放置高频电容,其次是中频和低频电容。中频和低频的电容对于如何放置没有那么的敏感。可以把他们放在离FPGA等芯片稍微远一点的地方。【3】、过孔要放在离电容最近的地方。减小电源/地的孔间距。【4】、建议尽量用多对电源/地孔并联在一起。诸如电流极性相反的两个孔放置的尽量近,电流极性相同的孔放置的尽量远。【5】推荐用短而宽的走线来连接孔和电容引脚。由于孔间距和孔长度大大的减小,那么过孔的回路电感会得到显著改善。【6】推荐把电容摆放在PCB的表面(顶层和底层)尽量靠近他们相应的电源/地平面。这样能减小孔之间的距离。在电源/地之间用薄的电解质。改善孔的间距和长度,优化电源和地之间的距离以及过孔到电容引脚之间的走线距离。    2 O1 q, M9 r  H7 i' F
@ 龍鳳呈祥
! V4 m. O% C: u. c6 e& t  j7 q5 d评分:3分
& ^& `( Q9 G6 M. B) }0 g$ ?/ _& |; V1、电容就近芯片放置。2、用贴片电容代替插件电容。3、电容两端的走线尽量短而粗。4、电容的地焊盘就近打地孔接地。    + m8 h6 s& I, f& |7 j
@ 涌/ U$ L. Y. B4 ~# R  y. N. j" ^
评分:2分
' ^1 Q1 W) D# F/ S( M9 {电源孔和地孔尽量靠近电容,尽量多放,选择esl较小的电容,尽量用贴片电容,不用插件电容    # B/ H$ D/ p+ x4 T7 s
@ 欧阳) k3 H: y$ q$ G# A; {
评分:2分2 |+ A9 w. j1 {) V
好的设计的走线的电感比差的设计的走线电感要小的多。1.  减少翻线长度,从而在PCB板上减少了从电容安装的底层表面到最近的平面层的厚度。由于设计人员已经优化了电源和地之间的电解质层厚度,传播电感就会大大的减小。2.  减小孔间距和孔长度的大小,那么过孔的回路电感也得到了显著改善。   
' L2 r# L+ G3 S7 j5 w! N@ Richard0 g3 c' z) ~2 z4 }. A5 c
评分:2分
3 Q1 B6 W  Q- r7 t% L过孔要放在离电容最近的地方。减小电源/地的孔间距。空间许可用多对电源/地孔并联在一起。用短而宽的走线来连接孔和电容引脚。把电容摆放在PCB的顶层和底层,尽量靠近他们相应的电源/地平面。    ; e3 g1 D- `  L
@ Ken( _) ?( @* e9 n8 J' u% x# W8 ?
评分:2分* i/ d% \/ c6 i; q2 H
电容要靠近芯片放置,电容脚的走线要短而粗。多打几个via,并且正负极的via靠近会好点。   
5 |/ ?4 N- ^$ i* t6 B& N@ 中臣
0 ^/ m# e& A8 \) R1 d评分:2分7 ~! T' G7 E9 ?% `+ m8 p4 z1 f/ S
1.电容靠近滤波管脚摆放,电源和地引线要短粗! s) Z4 s1 P! x) z- I
2.选择合适的电容值
7 I" h9 r. K, u7 X$ h# f+ p+ f) C3.合适的PCB 器件封装
8 _7 w: P9 l4 N1 f: D4.钢网厚度,也就是管脚焊锡量   
. S) b; H  }/ Q# \/ R@ GFY1 ]) ], |5 T% s9 ]
评分:3分, ?- f- p0 E5 Y: \; o$ {8 ]
1.放置位置。容值最小的电容放在最靠近芯片的位置。容值稍大些的可以距离稍远,即所有对该芯片去耦的电容都尽量靠近芯片。2.过孔连接。电容两个焊盘通过过孔与电源、地平面连接,故空间允许时,紧邻焊盘打孔,正负过孔相互靠近,有条件每个焊盘放置两个过孔,高密度板把过孔放在焊盘内。3.电容与过孔的连线。长度取值尽量逼近0,宽度取值范围在(过孔焊盘直径,电容焊盘直径]。    + j) t9 l9 f1 v6 q2 k
@ 山水江南
- w" V& J0 Y$ C% }2 C1 J4 Z1 ]评分:3分
9 u: I* n7 w. r0 S3 j) C1  从电容引出的线要宽和短
* e) c, P( v' q) G/ k) D/ \, x2 电容尽量靠近电源和地的平面腔. |  H* F5 E% t/ T+ g: k
3 电源和地的平面腔要薄   
& \! j  x$ h: r! S/ c( Z" T@ Lily
6 G& K% M" U0 D8 D$ y评分:3分/ r: [' l" z4 A3 j
1)过孔要放在离电容最近的地方。减小电源/地的孔间距。可能的话,用多对电源/地孔并联在一起。  
- ?! [" u1 d0 Y1 U* k2)用短而宽的走线来连接孔和电容引脚。
6 M% O6 p& o$ [& h6 V! P! O" M" x: \3)把电容摆放在PCB的表面尽量靠近他们相应的电源/地平面。这样能减小孔之间的距离。在电源/地之间用薄的电解质。1 r9 R- `' ?5 n0 \. K3 s0 E0 @) A
改善孔的间距和长度,优化电源和地之间的距离以及过孔到电容引脚之间的走线距离。    * ^; u2 J' o7 i7 U* t6 y
@ jackiechan
' t1 r0 _" k0 H评分:3分$ `9 R4 \+ `) Y5 S
电容焊盘两边的过孔在保证工艺允许条件下尽量靠近焊盘,用多对电源/地过孔并联在一起。电容两边走线短且宽。电容放置在更靠近对应的电源层这一面。选择多种电容值来达到目标值等等    9 t8 l) O- r* N
@ Jamie" K* y  a! o  n/ k" E
评分:2分( Q' i8 l/ }$ k
缩短表层到参考平面的距离,
+ t% j$ H3 ?  F' t4 K; o表层走线短而宽,
% l& y2 @/ o' s7 O& v使用孔径大的过孔,* F2 x# ]$ m, z: I* y- }3 ~
过孔间距尽量小,
8 l7 |- W# z* w  q' f; t电容距离芯片尽量近,
" b' b; K( z' \) V电源地平面间的介质厚度尽量薄。   
* \6 ~$ @* G1 O2 |* G" B  V@ 杆
$ l, ~6 g$ G! w' y# m. z5 [# |评分:3分
' Y1 w6 l' V- k* A更多精彩留言,请点击左下角原文阅读~7 c) N% M& q3 ]: C( h3 D4 Z* ]: s
查看我的积分,回复关键词“2019积分”;* F0 [; T7 C1 e; S; Q5 F# a% f
看看我能兑换什么礼物,回复关键词“积分商城”;9 ~3 c: S3 w$ o: k
2018年积分累计已截止,兑换截止时间为:2019年3月31日
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