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PCB設計過程中電源平面處理應該考慮的基本要素

2019-08-05 21:19:11 來源:muRata
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電源平面的處理,在 PCB設計中占有很重要的地位。在一個完整的設計項目中,通常電源的處理情況能決定此次項30%-50%的成功率。
 
本次給大家介紹在PCB設計過程中電源平面處理應該考慮的基本要素。
 
1、做電源處理時,首先應該考慮的是其載流能力,其中包含 2 個方面。
 
a) 電源線寬或銅皮的寬度是否足夠。要考慮電源線寬,首先要了解電源信號處理所在層的 銅厚是多少,常規工藝下 PCB 外層(TOP/BOTTOM 層)銅厚是 1OZ(35um),內層銅厚會根據實際情況做到 1OZ 或者 0.5OZ。對于 1OZ 銅厚,在常規情況下,20mil 能承載 1A 左右電流大小;0.5OZ 銅厚,在常規情況下,40mil 能承載 1A 左右電流大小。
 
b) 換層時孔的大小及數目是否滿足電源電流通流能力。首先要了解單個過孔的通流能力, 在常規情況下,溫升為 10 度,可參考下表。
 
過孔孔徑與電源通流能力對照表
 
從上表可以看出,單個 10mil 的過孔可承載 1A 的電流大小,所以在做設計時,若電源為 2A 電流,使用 10mil 大小過孔打孔換層時,至少要打 2 個過孔以上。一般在做設計時,會考慮在電源通道上多打幾個孔,保持一點裕量。
 
2、其次應考慮電源路徑,具體應考慮以下 2 個方面。
 
a) 電源路徑應該盡量短,如果走的過長,電源的壓降會比較嚴重,壓降過大會導致項目失敗。
 
b) 電源平面分割要盡量保持規則,不允許有細長條及啞鈴形分割。
 
 
c) 電源分割時,電源與電源平面分割距離盡量保持在 20mil 左右,如果在 BGA 部分區域, 可局部保持 10mil 距離的分割距離,如果電源平面與平面距離過近,可能會有短路的風險。
 
d) 如若在相鄰平面處理電源,要盡量避免銅皮或者走線平行處理。主要是為了減少不同電源之間的干擾,特別是一些電壓相差很大的電源之間,電源平面的重疊問題一定要設法避免,難以避免時可考慮中間隔地層。
 
 
3、做電源分割時應盡量避免相鄰信號線跨分割情況,信號在跨分割(如下圖示紅色信號線有跨分割現象)處因參考平面不連續會有阻抗突變情況產生,會產生 EMI、串擾問題,在做高速設計時,跨分割會對信號質量影響很大。
 
 
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