去耦帽:靠近芯片但有通孔还是更远没有通孔?

电器工程 电路板 pcb设计 去耦电容
2022-01-20 07:28:12

这可能是关于解耦的“又一个”问题,但问题非常精确,我找不到答案。

我有一个 40 针 QFN,我需要在其中扇出信号,然后放置数十个去耦电容。更糟糕的是,IC 位于一个占用 QFN 面积 (5mmx5mm) 8 倍的插座上。(插座占用的面积很大,但不会增加显着的寄生效应;它的额定频率高达 75 GHz)。在同一层上,我不能将组件放置在约 7 毫米的半径内。由于插座的安装孔,背面也受到限制,但至少我可以在背面使用部分空间。但我需要通过下来。但是,我可以将 50% 的电容器放置在我也在背面芯片下方创建的热接地焊盘上。

现在我已经多次阅读,耦合帽和引脚之间不应该有过孔。但更糟糕的是什么?通过或更长的电线?

就电感而言,7mm 走线约为 5-7nH ( http://chemandy.com/calculators/flat-wire-inductor-calculator.htm )。22mil 直径/10mil 的孔远低于 1nH ( http://referencedesigner.com/rfcal/cal_13.php )。

2个回答

不要过分强调最小化电感。这并不总是转化为距离。如果我是你,我会采取措施尽量减少对引脚和电容之间的总路径电感的所有贡献。你没有提到你的芯片运行速度是多少,但你确实说它在 QFN 中。我之所以这么说,是因为有时当包本身是一个限制时,我们会沉迷于添加解耦。

那么你想疯到什么程度呢?让我们最小化每个部分。从电容开始,您可以选择较低电感的封装,例如 306(603 转向侧面)、201s(如果您能获得您的值)、MLCC 电容,或者有用于去耦和 RF-land 的 X2Y 变体。

接下来是安装策略,如果一个过孔好为什么不是两个。更多的平行过孔应该是更低的阻抗。如果使用 0306 或 201 样式的电容,请确保将通孔设置为侧边技巧,再次尝试最小化环路面积。

好的,所以现在我说把它们放在上面。使您的顶层的一部分成为电源侧的泛铜。然后在顶部以下 5 mil 或更少的下一层上制作 GND。在插座引脚处使用多个接地过孔。这将为您提供从上述电容到这些引脚的良好低阻抗路径。我曾经对 FPGA 的 HS 部分进行过分析。一个很好的紧密平面结构和电容,就像我描述的那样,使用多个通孔直接在零件下方优于电容器。

最后,如果您想对此感觉更好,可以进行一些模拟或分析。那里有很多关于 PDN 设计的主题。如果您没有模拟器,请查看 Altera 的免费PDN excel 工具设计指南中有一些非常好的信息。

我在它们还不错之前就使用过这些插座,并且还强调了将盖子放在哪里。

我会说通过解决方案是更好的解决方案。但是,由于您使用的是插座,我希望插座会决定(恶化)整体性能(去耦电容器的电感),最终您做什么可能并不重要。过孔或长走线。

但是,如果通孔解决方案是可以接受的(也关于热问题),那么我会选择它。

如果空间可用,您也可以将垫子放在两个位置,然后再决定或测量哪种解决方案更好。