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高速PCB設計|PCB布局時去耦電容擺放經驗分享

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PCB(Printed Circuit Board),中文名稱為印制線路板,簡稱印制板,是電子工業的重要部件之一。

  PCB以絕緣板為基材,切成不同尺寸,其上至少附有一個導電圖形,并布有孔(如元件孔、緊固孔、金屬化孔等),用來代替以往裝置電子元器件的底盤,并實現電子元器件之間的相互連接。由于這種板是采用電子印刷術制作的,故被稱為“印刷”電路板。
  對于電容的安裝,首先要提到的就是安裝距離。容值最小的電容,有最高的諧振頻率,去耦半徑最小,因此放在最靠近芯片的位置。容值稍大些的可以距離稍遠,最外層放置容值最大的。但是,所有對該芯片去耦的電容都盡量靠近芯片。

  下面圖就是一個擺放位置的例子。本例中的電容等級大致遵循10倍等級關系。


  還有一點要注意,在放置時,最好均勻分布在芯片的四周,對每一個容值等級都要這樣。通常芯片在設計的時候就考慮到了電源和地引腳的排列位置,一般都是均勻分布在芯片的四個邊上的。因此,電壓擾動在芯片的四周都存在,去耦也必須對整個芯片所在區域均勻去耦。如果把上圖中的680pF電容都放在芯片的上部,由于存在去耦半徑問題,那么就不能對芯片下部的電壓擾動很好的去耦。

  電容的安裝

  在安裝電容時,要從焊盤拉出一小段引出線,然后通過過孔和電源平面連接,接地端也是同樣。這樣流經電容的電流回路為:電源平面-》過孔-》引出線-》焊盤-》電容-》焊盤-》引出線-》過孔-》地平面,圖2直觀的顯示了電流的回流路徑。


  第一種方法從焊盤引出很長的引出線然后連接過孔,這會引入很大的寄生電感,一定要避免這樣做,這是最糟糕的安裝方式。
  第二種方法在焊盤的兩個端點緊鄰焊盤打孔,比第一種方法路面積小得多,寄生電感也較小,可以接受。

  第三種在焊盤側面打孔,進一步減小了回路面積,寄生電感比第二種更小,是比較好的方法。

  第四種在焊盤兩側都打孔,和第三種方法相比,相當于電容每一端都是通過過孔的并聯接入電源平面和地平面,比第三種寄生電感更小,只要空間允許,盡量用這種方法。
  最后一種方法在焊盤上直接打孔,寄生電感最小,但是焊接是可能會出現問題,是否使用要看加工能力和方式。推薦使用第三種和第四種方法。

  需要強調一點:有些工程師為了節省空間,有時讓多個電容使用公共過孔,任何情況下都不要這樣做。最好想辦法優化電容組合的設計,減少電容數量。


  由于印制線越寬,電感越小,從焊盤到過孔的引出線盡量加寬,如果可能,盡量和焊盤寬度相同。這樣即使是0402封裝的電容,你也可以使用20mil寬的引出線。引出線和過孔安裝如上圖所示,注意圖中的各種尺寸。

以上為PCB布局時去耦電容擺放經驗分享,更多行業信息可查閱快點PCB平臺及其快點兒學院訂閱號:eqpcb_cp

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沙發
ID:252317 發表于 2018-6-25 14:33 | 只看該作者
不是貼片電容嗎?為甚嗎要打孔??
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