Разъединяющий колпачок: ближе к чипу, но с помощью via или дальше без via?

10

Это может быть «еще один» вопрос о разделении, но вопрос довольно точный, и я не могу найти ответ.

У меня есть 40-контактный QFN, где мне нужно разветвить сигналы, а затем поместить десятки развязывающих колпачков. Что еще хуже, микросхема находится на разъеме, который в 8 раз превышает площадь QFN (5 мм x 5 мм). (Розетка занимает большую площадь, но не добавляет значительных паразитных помех; она рассчитана на частоту до 75 ГГц). На одном и том же слое я не могу разместить компоненты в радиусе ~ 7 мм. Задняя сторона также ограничена из-за монтажных отверстий розетки, но по крайней мере я могу использовать частичную недвижимость на задней стороне. Но для этого мне нужно спуститься вниз. Тем не менее, я мог бы поместить 50% конденсаторов на термопасту, которую я также создал под чипом на задней стороне.

Теперь я прочитал несколько раз, не должно быть прохода между колпачком муфты и штифтом. Но что хуже? Через или более длинный провод?

С точки зрения индуктивности, 7-миллиметровая трасса будет около 5-7 нГн ( http://chemandy.com/calculators/flat-wire-inductor-calculator.htm ). Отверстие диаметром 22 мил / 10 мил намного ниже 1 нГ ( http://referencedesigner.com/rfcal/cal_13.php ).

DIVB
источник
Если вам нужно скомпрометировать и использовать переходы между развязкой и выводом, вы также можете использовать несколько переходов. Вы говорите о РЧ-разъеме, но вы не упомянули частоты (аналоговые) или типичные времена нарастания (цифровые), с которыми вы работаете.
Gommer
4
Это 6-слойная доска или больше? Если так, сделайте свои силовые слои тесно связанными. Они будут иметь более сильный эффект развязки, чем физические конденсаторы. Затем вы можете поместить ваши колпаки подальше, и вам не о чем беспокоиться.
efox29
Похоже , что они делают вариант без монтажных отверстий, так что даст вам обратно некоторые недвижимости
Anon
@ efox29: это интересный момент! Это все еще в работе, и я могу сделать "произвольно" много слоев. Проблема: у меня есть как минимум 6 напряжений на плате, и рассматриваемый чип QFN использует два из них. Площадь, вероятно, не слишком большая. Не могли бы вы рассказать, как бы вы это реализовали? Какой порядок слоев, несколько поставок на один слой, нет и т. Д.
DivB
@ efox29: я только что посмотрел на инструмент Altera PDN. Кажется, что самолеты должны охватывать всю доску (например, 10000x10000 мил), чтобы иметь эффект. Это просто невозможно для меня с таким количеством припасов.
divB

Ответы:

6

Не слишком подчеркивайте, что все сводится к минимизации этой индуктивности. Это не всегда приводит к расстоянию. Если бы я был вами, я бы предпринял шаги, чтобы минимизировать все вклады в общую индуктивность пути между контактом и колпачком. Вы не упоминаете, на какой скорости работает ваш чип, но вы говорите, что он в QFN. Я говорю это только потому, что иногда мы зацикливаемся на добавлении развязки, когда сам пакет является ограничением.

Так как сумасшедший ты хочешь получить? Давайте минимизировать каждый раздел. Начиная с колпачков, вы можете выбрать пакет с более низкой индуктивностью, например, 306 (603 повернут вбок), 201, если вы можете получить свои значения, колпачки MLCC или есть вариант X2Y для развязки и RF-земли.

Следующая стратегия монтажа, если один проход хорош, а не два. Более параллельные переходные отверстия должны иметь более низкий импеданс. Если вы выполняете заглавные буквы в стиле 0306 или 201, убедитесь, что вы проделали обходной трюк, снова пытаясь минимизировать площадь петли.

Хорошо, теперь я говорю, поместите их сверху. Сделайте часть вашего верхнего слоя медным потоком для стороны власти. Затем на следующем слое на 5 мил или меньше под верхом сделайте этот GND. Используйте несколько переходов gnd на контактах гнезда. Это даст вам хороший путь с низким импедансом из указанных заглушек в эти контакты. Я сделал анализ один раз на секции HS FPGA. Хорошая плотная плоская структура и крышки, как я описал, превосходили конденсаторы непосредственно под деталями, используя несколько переходных отверстий.

Наконец, если вы хотите почувствовать себя лучше, вы можете провести симуляцию или анализ. Там много тем написано о дизайне PDN там. Если у вас нет симулятора, воспользуйтесь бесплатным инструментом Altera для PDN Excel . В руководстве по дизайну есть действительно хорошая информация.

Я использовал эти гнезда до того, как они стали довольно хорошими, и также подчеркнул, где можно надевать кепки.

Какой-то аппаратный парень
источник
Отличный ответ, и инструмент Aterra PDN потрясающий! У меня есть около 7 напряжений смещения (которые также требуют decap) и 2 источника питания в небольшой QFN (с розеткой), так что вы можете себе представить, насколько это тесно. Таким образом, я подавляю припасы без промедления (4 прохода) и размещаю крышку очень близко внизу. (Менее важные) смещения I заканчиваются как можно более толстыми проводами и помещают декап на верхнюю часть, дальше.
DIVB
3

Я бы сказал, что через решение лучше. Однако, поскольку вы используете сокет, я ожидаю, что сокет диктует (ухудшает) общую производительность (индуктивность к развязывающему конденсатору), что в конечном итоге, вероятно, не имеет значения, что вы делаете. Виа или длинный след.

Но если приемлемо сквозное решение (в том числе в отношении тепловых проблем), я бы выбрал это.

Если есть свободное место, вы также можете просто разместить прокладки в обоих местах, а затем решить или измерить, какое решение лучше.

Bimpelrekkie
источник
Возможно, я не должен был упоминать сокет, но нет, сокет не ограничивает производительность (это эластомерный сокет Ironwood стоимостью 700 $, который работает на частоте 76 ГГц. Он практически не добавляет паразитных характеристик).
DivB
Оба места не будут работать, потому что вся область абсолютно переполнена, несмотря ни на что. Я мог бы сделать одну плату с и без розетки. Но это то, чего я хотел бы избежать.
DivB
1
Гнездо из эластомера с частотой до 76 ГГц. Хорошо, я изобразил настоящую розетку. Но вы этим не пользуетесь. Я знаю про эластомерные сокеты типа, использую их в прошлом. Тогда индуктивность розетки не будет такой большой. Я бы пошел на сквозное решение тогда.
Bimpelrekkie
По словам Айронвуда, индуктивность таких розеток ниже 0,1 нГн. Очень интересная технология. Я бы оптимизировал для низкой индуктивности в любом случае.
Manu3l0us
@ Manu3l0us «Гнездо» больше похоже на конструкцию, позволяющую удерживать / проталкивать / зажимать микросхему на печатной плате. Поскольку это не гарантирует, что каждый контакт будет иметь правильное соединение, между печатной платой и микросхемой помещается эластомер с проводящими каналами (золотые провода). Эти эластомеры, хотя и маленькие (размер упакованного чипа), очень дороги и изнашиваются через некоторое время, особенно если вы меняете чип много раз.
Bimpelrekkie