Ich habe fast immer die Kappen UNTER den Chip auf der gegenüberliegenden Seite der Platine gelegt - dies gilt insbesondere für größere Chips und schnellere Chips.
Ein neueres Design von mir verwendet ein FPGA in einem 484-Ball-BGA. Es gibt 76 Entkopplungskappen nur für diesen Chip. Die meisten von ihnen sind 0,1 uF, mit etwa 2,2 uF und 10 uF, alle in einem 0402-Paket. 18 von ihnen befinden sich physisch unter der BGA, während der Rest den Chip umgibt. Sind auf der Rückseite der Platine. Die Kappen unter dem Chip teilen sich Durchkontaktierungen mit den Power-Pins des Chips.
Wenn Sie nicht versuchen, Geld zu sparen, gibt es keinen Grund, alle Komponenten auf einer Seite der Leiterplatte zu belassen.
Experten sind sich einig, dass es wichtiger ist, die Entkopplungskappe an die Stromversorgungs- / Masseebenen der Leiterplatte anzuschließen, als direkt an die Stromversorgungsstifte des Chips. Dies senkt häufig die Gesamtimpedanz der Leistungsspuren und verbessert die Nützlichkeit der Entkopplungskappen. Danach ist es das nächste wichtige Thema, die Kappen näher am Chip zu platzieren.
Da viele meiner Kappen Durchkontaktierungen mit den Power-Pins des Chips teilen, können Sie nicht näher heranrücken! Denken Sie auch darüber nach ... Wenn die Via nicht geteilt würde, würde die Hälfte der Via ungenutzt bleiben. Die Hälfte der Durchkontaktierung von der Power / Gnd-Ebene zur Unterseite der Leiterplatte würde keinen Strom führen. Wenn Sie diesen Durchgang zwischen einer Kappe und dem Chip teilen, fließt kein zusätzlicher Strom über Kupfer. Ich beziehe das Power / Gnd-Flugzeug nicht ein, weil es relativ groß ist und eine super niedrige Impedanz hat.
Bei BGAs benötigen Sie häufig Platz um die BGA herum für die optische Inspektion der Lötstellen. Es gibt spezielle Mikroskope mit einem abgewinkelten Spiegel, die eine visuelle Inspektion der Kugeln unter dem Teil ermöglichen. Der Spiegel muss die Platine berühren, um eine gute Sicht zu erhalten. Dies ist nicht möglich, wenn Kappen im Weg sind. Wenn sich die Kappen auf derselben Seite der Leiterplatte wie der BGA befinden würden, wären die Kappen aufgrund dieses Freiraums noch weiter vom Chip entfernt. Wenn Sie also Kappen auf die Unterseite der Leiterplatte setzen, werden die Kappen auch dann näher am Chip, wenn Sie sie nicht direkt unter den Chip legen.
Das Routing eines Chips, BGA oder TQFP, ist oft einfacher, wenn die Kappen auf der Unterseite der Leiterplatte angebracht sind. Dies spart Routing-Ressourcen auf der Oberseite und erleichtert das Auffächern des Teils.
Früher haben sich die Hersteller beschwert, dass sie Kappen unter den Chips haben. Sie sagten Dinge wie "sie fallen ab, wenn wir das Teil löten", "wir werden Schwierigkeiten haben, dieses Teil zu überarbeiten", "wir können das Teil nicht mit Röntgen untersuchen" usw. Also entschied ich mich einmal ein Experiment machen. Ich habe keine Kappen unter die BGA gesetzt. Sobald die Platine betriebsbereit war, verglich ich das Rauschen auf dieser Platine mit einer anderen ähnlichen Platine, die dieselben Chips mit Kappen darunter hatte. Es war offensichtlich, dass Kappen unter den Chips wirklich geholfen haben! Seitdem habe ich darauf bestanden, dass die Hersteller sich nur darum kümmern. Es stellte sich heraus, dass keine der Bedenken der Hersteller jemals zu echten Problemen wurde!
Wenn Sie Kappen unter BGAs setzen, müssen Sie das Teil vorsichtig so auffächern, dass Platz für die Kappen entsteht. Bei TQFPs und dergleichen setze ich die Kappen normalerweise direkt unter die Stifte des Chips. Dies schafft Platz auf der Leiterplatte für andere Dinge (wie Durchkontaktierungen und Routing) und bringt die Kappen so nah wie möglich. Bei TQFPs platziere ich normalerweise Widerstände und andere Teile neben den Kappen.
Die Verwendung von zwei Durchkontaktierungen pro Pad und die Minimierung der Spurlänge ist die übliche Technik, wenn die Kondensatoren bei Hochgeschwindigkeitskonstruktionen auf der gegenüberliegenden Seite der Platine platziert werden. Für gewöhnliche Designs, wie bei der typischen MCU, spielt es keine Rolle.
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Du hast recht, es ist nicht das Ende der Welt. Wenn Sie die Kappe auf der anderen Seite der Platine platzieren, werden etwa 2 mm (pro Spur) hinzugefügt, wenn Sie die Kappen in der Nähe der Durchkontaktierungen platzieren können. Die Regel lautet "so nah wie möglich". Wie Sie sagten, haben Sie bei BGAs einfach keine Wahl: Die Pins befinden sich unter dem IC, daher ist es die einzige Option, auf die andere Seite der Platine zu gehen.
Sie erwähnen Geschwindigkeit, und das ist ein wichtiger Faktor, aber auch Leistung. Je größer der Schaltstrom ist, desto tiefer sind die Einbrüche.
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Verwenden Sie grundsätzlich diese Regel: "so nah wie möglich". Wenn es auf der einen Seite nicht möglich ist, machen Sie es auf der anderen Seite. Wenn dies nicht in der Nähe der Via möglich ist, platzieren Sie es 1 mm von der Via entfernt. Denken Sie daran, dass via auch eine gewisse Induktivität hat.
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