Насколько важно установить разъединительные колпачки на одной стороне печатной платы?

Насколько важно иметь разделительные конденсаторы на одной стороне печатной платы с микросхемой? Мне отчаянно не хватает места в дизайне, и это действительно помогло бы поставить заглушки на нижней стороне.

Я думаю, что это не может быть так плохо, потому что BGA, кажется, используют эту технику в проектах, которые намного быстрее, чем у меня (67 МГц MCU).

Но тогда такие вопросы, как развязка колпачков, расположение печатных плат , полны страшных историй о переходных отверстиях, добавляющих индуктивность.

Я почти всегда ставлю заглушки под микросхему на противоположной стороне печатной платы - это особенно верно для более крупных и высокоскоростных микросхем.

Мой недавний проект использует FPGA в 484 шара BGA. Для этого чипа есть 76 развязывающих колпачков. Большинство из них составляет 0,1 мкФ, с некоторыми 2,2 мкФ и 10 мкФ, все в упаковке 0402. 18 из них физически находятся под BGA, а остальные окружают чип. Находятся на задней стороне печатной платы. Крышки под чипом имеют общие переходные отверстия с выводами питания чипа.

Если вы не пытаетесь сэкономить деньги, нет никаких причин держать все компоненты на одной стороне печатной платы.

Эксперты сходятся во мнении, что более важно, чтобы разъединительный колпачок был подключен к платам питания / заземления платы, а не непосредственно к выводам питания чипа. Это часто снижает общий импеданс силовых трасс и повышает полезность развязывающих колпачков. После этого, размещение колпачков ближе к чипу является следующей важной вещью.

Так как многие из моих колпачков делят переходные отверстия с выводами питания чипа, вы не можете быть ближе к этому! Кроме того, подумайте об этом ... Если бы переход не был распространен, то половина прохода не использовалась бы. Половина прохода от плоскости питания / заземления к нижней стороне платы не будет пропускать ток. Разделение этого сквозного соединения между крышкой и чипом не приводит к тому, что какой-либо дополнительный ток проходит через медь. Я не включаю power / gnd plane в это, потому что он относительно большой и имеет очень низкий импеданс.

С BGA вам часто требуется пространство вокруг BGA для оптического контроля паяных соединений. Существуют специальные микроскопы с угловым зеркалом, которые позволяют проводить визуальный осмотр шариков под деталью. Зеркало должно касаться печатной платы, чтобы получить хороший обзор, и вы не сможете этого сделать, если на пути есть заглушки. Если бы колпачки находились на той же стороне печатной платы, что и BGA, то колпачки были бы расположены еще дальше от микросхемы из-за этой зоны зазора. Таким образом, размещение крышек на нижней стороне печатной платы, даже если вы не помещаете ее непосредственно под чип, все же приближает крышки к чипу.

Маршрутизация чипа, BGA или TQFP, часто проще, если заглушки расположены на нижней стороне печатной платы. Это освобождает ресурсы маршрутизации на верхней стороне и облегчает разветвление детали.

Раньше ребята-производители жаловались на наличие колпачков под чипами. Они сказали бы что-то вроде: «они упадут, когда мы припаяем деталь», «нам будет трудно переделать эту деталь», «мы не сможем осмотреть деталь с помощью рентгеновских лучей» и т. Д. Поэтому однажды я решил сделать эксперимент. Я не ставил никаких крышек под BGA. Как только плата была запущена, я сравнил шум на этой плате с другой подобной платой, на которой были те же микросхемы с крышками под ними. Было очевидно, что крышки под чипы действительно помогли! С тех пор я настаивал на том, чтобы парни из производственного отдела просто с этим справились. Выяснилось, что ни одна из забот парней-производителей не превратилась в настоящие проблемы!

При надевании колпачков под BGA необходимо аккуратно распушить деталь так, чтобы освободить место для колпачков. Для TQFP и тому подобного я обычно помещаю колпачки прямо под контакты чипа. Это освобождает место на печатной плате для других вещей (таких как переходы и маршрутизация) и позволяет максимально приблизить ограничения. С TQFP я обычно помещаю резисторы и другие части рядом с заглушками.

Использование двух переходных отверстий на пэд и минимизация длины дорожки - это обычная техника при установке конденсаторов на противоположную сторону платы с высокоскоростными конструкциями. Для обычных конструкций, как и для типичного MCU, это не имеет большого значения.

Ты прав, это не конец света. Размещение колпачка на другой стороне платы добавит около 2 мм (на каждый след), если вы сможете разместить колпачки рядом с переходными отверстиями. Правило гласит «как можно ближе». Как вы сказали, в BGA у вас просто нет выбора: контакты находятся под IC, так что переход на другую сторону платы - единственный вариант.

Вы упоминаете скорость, и это важный фактор, но также и сила. Чем больше ток переключения, тем глубже провалы.

В основном, используйте это правило: «как можно ближе». Если это невозможно с одной стороны, сделайте это с другой. Если это невозможно в непосредственной близости от прохода, разместите его на расстоянии 1 мм от прохода. Помните, что через via также есть некоторая индуктивность.