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PCB 模塊化布局---電容設計

2015-04-16

電容在高速PCB 設計中扮演著重要的作用,通常也是PCB 板上用得最多的器件。電容

在不同的應用場合下,扮演著不同的作用,在PCB 板中,通常分為濾波電容去耦電容

儲能電容等。

濾波電容

簡單理解就是用在濾波電路中,保證輸入、輸出的電源穩定,我們通常把電源模塊輸入、

輸出回路的電容成為濾波電容。在電源模塊中,濾波電容擺放的原則是“先大后小”:如下

圖,濾波電容按箭頭方向:先大后小擺放;

圖片11.png

電源設計時,要注意線寬、銅皮要足夠寬、VIA 個數要足夠,保證過流能力。寬度和VIA

個數結合電流大小來評估。

去耦電容

高速IC 的電源管腳,需要足夠多的去耦電容,最好能保證每個管腳有一個。實際的設

計中,如果沒有空間擺放,可以酌情刪減。

IC 電源管腳的去耦電容的容值通常都會比較小,如0.1uF、0.01uF 等。對應的封裝也都

比較小,如0402 封裝、0603 封裝等;在去耦電容擺放時,扇孔、扇線應該注意:

1. 盡可能靠近電源管腳放置,否則可能起不到去耦的作用;理論上講,電容有一定

的去耦半徑范圍,畢竟我們用的電容、器件不是理想的,所以還是嚴格執行就近

原則;

2. 去耦電容到電源管腳引線盡量短(第1 條也是這個目的),而且引線要加粗,通

常線寬為8~15mil;加粗目的在于減小引線電感,保證電源性能;

3. 去耦電容的電源、地管腳,從焊盤引出線后,就近打孔,連接接到電源、地平面

上。這個引線同樣要加粗,過孔盡量用打孔,比如能用孔徑10mil 的孔,就不用

8mil 孔;

4. 保證去耦環路盡量小;

常見的擺放實例如下圖:

圖片12.png

去耦電容和IC 在同一面 去耦電容和IC 不在同一層面

圖片13.png

去耦電容和IC 不在同一層面

上圖示例為SOP 封裝的IC 去耦電容的擺放方式,QFP 等封裝的也類似;

常見的BGA 封裝,其去耦電容通常放在BGA 下面,即背面。由于BGA 封裝管腳密度大,

一般放的不是很多,力爭多擺放一些;

圖片14.png

如上圖示例,有時為了擺放去耦電容,可能需要移動BGA 的fanout,或者兩個電源、地管腳共用一個VIA;

儲能電容

它的作用就是保證IC 在用電時,能在最短的時間提供電能。儲能電容的容值一般都比

較大,對應的封裝也比較大。在PCB 中,可以離器件遠一些,但是也不能遠得太離譜,畢

竟他是儲能的,可是指望著它能在第一時間送電。

圖片15.png

儲能電容,電源和地多加兩個VIA

常見的電容扇孔方式:

圖片16.png

敷銅打孔 引線打孔 引線打孔

電容扇孔、線原則:引線盡量短,引線要加粗,這樣有較小的寄生電感;

對于儲能電容,或者過流比較大的器件,打孔時,盡量多打幾個孔;

當然,電氣性能最好的扇孔是打盤中孔,為了回避工藝和成本因素,只好退而求其“次”。

所以在“次等方案”中,要做到盡可能的好。


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