PCBの同じ側にデカップリングキャップを配置することはどのくらい重要ですか?


9

PCBのICと同じ側にデカップリングコンデンサを配置することはどのくらい重要ですか?私は必死にデザインのスペースが足りないので、キャップを下側に置くと本当に役に立ちます。

BGAは私よりもはるかに高速な設計(67MHz MCU)でこの手法を使用しているように見えるので、それはそれほど悪くはないと思います。

グラフィックカードのBGAの下のデカップリングコンデンサ

しかし、デカップリングキャップ、PCBレイアウトなどの質問は、インダクタンスを追加するビアに関する恐ろしい話でいっぱいです。

回答:


8

私はほとんど常に、PCBの反対側のチップの下にキャップを付けています。これは、特に、より大きなチップとより高速のチップに当てはまります。

私の最近の設計では、484ボールBGAにFPGAを使用しています。そのチップ専用の76個のデカップリングキャップがあります。それらのほとんどは0.1 uFで、2.2 uFと10 uFがあり、すべて0402パッケージに収められています。それらの18は物理的にBGAの下にあり、残りはチップを囲んでいます。PCBの裏側にあります。チップの下のキャップは、チップの電源ピンとビアを共有しています。

お金を節約しようとしない限り、すべてのコンポーネントをPCBの片側に置く理由はありません。

専門家は、デカップリングキャップをチップの電源ピンに直接接続するよりも、PCBの電源/グランドプレーンに接続する方が重要であることに同意しています。これにより、電源トレースの全体的なインピーダンスが頻繁に低下し、デカップリングキャップの有用性が向上します。その後、次にキャップをチップに近づけることが重要です。

私のキャップの多くはチップの電源ピンとビアを共有しているので、これ以上近づけることはできません!また、これについて考えてください...ビアが共有されなかった場合、ビアの半分が未使用になります。電源/グランドプレーンからPCBの底面までのビアの半分には電流が流れません。キャップとチップ間でビアを共有しても、銅を介して余分な電流が流れることはありません。power / gndプレーンは比較的大きく、インピーダンスが非常に低いため、ここには含めません。

BGAを使用すると、はんだ接合部の光学検査のためにBGAの周囲にスペースが必要になることがよくあります。パーツの下のボールの目視検査を可能にする傾斜ミラー付きの特別な顕微鏡があります。鏡は、PCBに接触して良好な視界を確保する必要があります。キャップがPCBのBGAと同じ側にある場合、このクリアランスエリアのために、キャップはチップからさらに離れて配置されます。したがって、PCBの底面にキャップを配置すると、チップの真下に配置しなくても、キャップがチップに近づきます。

多くの場合、PCBの底面にキャップを付けると、BGAまたはTQFPのチップの配線が簡単になります。これにより、上面の配線リソースが解放され、部品のファンアウトが容易になります。

私はかつて製造担当者にチップの下にキャップがあると不満を言っていました。「部品をはんだ付けすると落ちる」、「部品を再加工するのが難しい」、「X線で部品を検査できない」などのように言われます。実験をする。BGAの下にはキャップを付けていません。ボードが稼働したら、このPCBのノイズを、同じチップにキャップを付けた別の同様のPCBと比較しました。チップの下のキャップが本当に役立つことは明らかでした!それ以来、私は製造担当者がそれを扱うだけであると主張してきました。製造担当者からの懸念は、実際の問題にはなりませんでした。

BGAの下にキャップを配置するときは、キャップのスペースを空けるようにパーツを注意深く広げる必要があります。TQFPなどでは、通常、チップのピンのすぐ下にキャップを付けます。これにより、PCB上のスペースを他のもの(ビアやルーティングなど)用に解放し、キャップを可能な限り近くに配置します。TQFPの場合、通常は抵抗器やその他の部品をキャップの隣に配置します。


ありがとう、これは良い答えです。実際、基板の両面は部品で覆われており、リフロー中に部品が落ちることはありません。ボトムサイドキャップは、少なくともトップサイドキャップに劣らないと聞いて、とても嬉しく思います。
Rocketmagnet

5

パッドごとに2つのビアを使用し、トラック長を最小化することは、高速設計でコンデンサをボードの反対側に配置する場合の通常の手法です。通常のデザインの場合、通常のMCUと同様に、それは実際には重要ではありません。


5

そうです、それは世界の終わりではありません。キャップをビアの近くに配置できる場合、ボードの反対側にキャップを配置すると、トレースごとに約2mmが追加されます。ルールには「できるだけ近い」と書かれています。あなたが言ったように、BGAではあなたは単に選択肢がありません:ピンはICの下にあるので、ボードの反対側に行くことが唯一の選択肢です。

あなたはスピードについて言及し、それは重要な要素ですが、パワーも同様です。スイッチング電流が大きいほど、ディップが深くなります。


1

基本的には、次のルールを使用します:「できるだけ近く」。片方でそれが不可能な場合は、もう片方で行います。ビアのすぐ近くでそれが不可能な場合は、ビアから1mm離して配置します。ビアにもある程度のインダクタンスがあることに注意してください。

弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.