MPCB Design Tipps: Verarbeitung der Power Plane

Stromtragfähigkeit

Bei der Verarbeitung von Power Plane ist das erste, was zu berücksichtigen ist, die Stromtragfähigkeit.

Es gibt 2 Aspekte:

1. Ist die Breite des Power-Kabels oder Kupferfolien ausreichend?

Um die Breite der Power-Leitung zu bestimmen, müssen Sie zuerst die Kupferdicke der Schicht verstehen, in der das Powersignal verarbeitet wird. Die Kupferdicke der äußeren Schicht der PCB (Ober-/Unterseite) beträgt unter normalen Prozessen 1OZ (35 µm). Die Kupferdicke der inneren Schicht hängt von den tatsächlichen Bedingungen ab, meist 1OZ oder 0.5OZ. Bei einer Kupferdicke von 1OZ kann eine 20mil breite Leitung normalerweise etwa 1A Strom führen; bei einer Kupferdicke von 0,5OZ kann eine 40mil breite Leitung normalerweise etwa 1A Strom führen.

2. Erfüllen die Größe und Anzahl der Löcher die Stromtragfähigkeit beim Schichtwechsel?

Zunächst muss die Flusskapazität eines einzelnen Vias verstanden werden. Unter normalen Bedingungen beträgt der Temperaturanstieg 10 Grad. Ein einzelnes 10mil-Via kann 1A Strom führen, daher müssen bei einem 2A Power-Versorgung mindestens zwei 10mil-Vias gebohrt werden, wenn der Schichtwechsel durchgeführt wird. Im Allgemeinen berücksichtigt man beim Design, ein paar zusätzliche Löcher in den Power-Kanal zu bohren, um einen kleinen Sicherheitsbereich zu gewährleisten.

Power-Pfad

Zweitens sollte der Power-Pfad berücksichtigt werden. Speziell sollten die folgenden zwei Aspekte bedacht werden:

1. Der Power-Pfad sollte so kurz wie möglich sein.

Wenn der Power-Pfad zu lang ist, wird der Spannungsabfall der Stromversorgung zu groß. Ein zu großer Spannungsabfall kann dazu führen, dass das Projekt fehlschlägt.

2. Die Aufteilung der Power-Plane sollte so regelmäßig wie möglich gehalten werden.

Schmale Balken und Hantel-förmige Aufteilungen sind nicht zulässig.

Bei der Aufteilung der Power-Versorgung sollte der Abstand zwischen der Power-Versorgung und der Power-Plane so nahe wie möglich bei 20mil gehalten werden. Im BGA-Bereich kann der Abstand auf 10mil verringert werden. Wenn die Power-Versorgungsebene zu nahe an der Plane liegt, besteht ein Risiko für einen Kurzschluss.

Wenn Sie Power auf benachbarten Ebenen verarbeiten, versuchen Sie, Kupfer oder parallele Leitungen zu vermeiden. Das Hauptziel ist es, die Störungen zwischen verschiedenen Stromquellen zu verringern, insbesondere zwischen Stromquellen mit sehr unterschiedlichen Spannungen. Das Problem der überlappenden Power-Ebenen muss vermieden werden. Wenn dies schwer zu vermeiden ist, kann ein mittlerer Zwischenabstand zur Erde in Betracht gezogen werden.

Kreuzsegmentierung vermeiden

Bei der Aufteilung der Power-Versorgung sollten Sie auch die Kreuzsegmentierung benachbarter Signalleitungen vermeiden. Signale, die eine Kreuzsegmentierung aufweisen (wie das rote Signal in der Abbildung unten), erfahren aufgrund der Diskontinuität der Referenzebene plötzliche Impedanzänderungen, was zu EMI und Übersprechen führt. Bei Hochgeschwindigkeitsdesigns wird eine Kreuzsegmentierung die Signalqualität erheblich beeinträchtigen.