баннер

Подробности блога

Created with Pixso. Дом Created with Pixso. Блог Created with Pixso.

Полное руководство по силовым слоям печатных плат: оптимизация производительности и целостности

Полное руководство по силовым слоям печатных плат: оптимизация производительности и целостности

2024-09-03
Силовые плоскости в ПХБ: всестороннее руководство

В мире высокопроизводительной электроники стабильная подача энергии является сердечным ритмом системы.и силовые плоскости являются основным механизмом для обеспечения равномерного распределения энергииПомимо простой доставки, силовые самолеты предлагают значительные преимущества, включая снижение шума, защиту от EMI и рассеивание тепла.

Использование хорошо спроектированной силовой плоскости может улучшить общую производительность печатных плат и обеспечить долгосрочную целостность платы.и лучшие практики их применения в современных многослойных конструкциях.

Что такое силовой план в ПХБ?

Площадь питания - это специальный проводящий слой, обычно твердый лист меди, в многослойном ПКБ, который подключен к источнику питания.,Площадь мощности обеспечивает непрерывный "резерв" напряжения на большой площади доски.

Ключевые характеристики:
  • Вес меди: обычно рассчитан на 1 унцию (35 мкм) или 2 унции меди, в зависимости от текущих требований.
  • Размещение слоев: в стандартном 4-слойном стекере, планы питания и заземления обычно занимают внутренние слои (слой 2 и слой 3), чтобы обеспечить сбалансированную структуру и уменьшить искривление.
  • Подключенность: компоненты подключаются к силовой плоскости через каналы, часто используя тепловые рельефы для обеспечения сварной способности во время процесса SMT (Surface Mount Technology).
Использование для планов питания ПКБ

В то время как основная роль силовой плоскости заключается в распределении напряжения, ее влияние на сеть распределения энергии (PDN) и целостность сигнала (SI) панели многогранно.

  1. Уменьшение шума и разъединение

    Когда силовая плоскость расположена рядом с земной плоскостью, она действует как большой конденсатор с параллельной пластиной.который помогает подавлять волны напряжения и высокочастотный шум, который отдельные следы не могут справиться.

  2. Путь низкой импеданции

    Высокоскоростные цифровые схемы требуют быстрых всплесков тока.Это минимизирует падение ИР (падение напряжения) и гарантирует, что даже самые энергоемкие компоненты получают стабильное напряжение.

  3. Термоуправление

    Медь является отличным теплопроводником.распределение тепловой энергии, генерируемой высокомощными компонентами (например, процессорами или MOSFET) по всей поверхности платыЭто предотвращает локализацию горячих точек и повышает надежность сварных соединений, соответствующих требованиям IPC-A-610.

  4. Защита от ВИЭ и пути возвращения

    Площадь твердой энергии может служить ориентиром для сигнальных следов.значительное сокращение электромагнитных помех (ЭМИ) и улучшение соответствия совета нормативным стандартам.

Наилучшие практики проектирования планов питания на ПКБ

Чтобы максимально использовать преимущества силовых самолетов, конструкторы должны придерживаться конкретных DFM (Design for Manufacturing) и электрических рекомендаций.

Оптимизируйте свои запасы

Для высокоскоростных конструкций всегда размещайте силовую плоскость рядом с наземной плоскостью. Это создает плотное соединение, которое уменьшает индуктивность петли PDN.где плоскость двигателя немного меньше, чем плоскость земли, чтобы уменьшить выбросы, излучаемые краями.

Управление разделенными самолетами

В современных конструкциях для одной платы может потребоваться несколько напряжений (например, 1,8 В, 3,3 В и 5 В).

  • Сегментация: Вы можете "разделить" один слой меди на несколько островов напряжения.
  • Осторожность: никогда не направляйте высокоскоростной сигнал через раскол в базовой справочной плоскости. Это создает прерывность в пути возвращения, что приводит к серьезным отражениям сигнала и проблемам EMI.
Соблюдение стандартов МПК
  • IPC-2152: Используйте этот современный стандарт для определения несущей способности тока и повышения температуры.внешние слои и наличие соседних плоскостей.
  • С помощью швов: используйте несколько путей для высокоточных путей, чтобы уменьшить индуктивность и сопротивление паразитов.
Стратегическое размещение конденсатора для разъединения

Разместите декоппирующие конденсаторы как можно ближе к пинам питания ИС. Путь, соединяющий конденсатор с плоскостью питания, должен быть размещен, чтобы минимизировать площадь петли,обеспечение того, чтобы конденсатор эффективно "фильтровал" высокочастотный шум, прежде чем он войдет в компонент.

Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Мне использовать силовую плоскость или силовые следы?

Для двухслойных плат, следы питания являются стандартными. Однако для любой конструкции с более чем 4 слоев или высокочастотных компонентов,для обеспечения целостности сигнала и низкой импеданции настоятельно рекомендуется иметь плоскость мощности.

Вопрос 2: Что такое "Разделенный силовой самолет"?

Разделенная плоскость мощности представляет собой один слой меди, разделенный на разные секции, каждая из которых несет различное напряжение.Это распространено в сложных конструкций для экономии места, при этом обеспечивая преимущества плоскости для нескольких рельсов напряжения.

Вопрос 3: Как силовой самолет помогает с EMI?

Предоставляя непрерывную справочную плоскость для сигнальных следов, силовая плоскость помогает минимизировать область петли возвратного тока сигнала.Меньшие области петли приводят к значительно более низким излучениям.

Вопрос 4: Может ли силовая плоскость использоваться в качестве сигнального слоя?

Хотя это технически возможно (часто называется слоем "сигнал-на-мощь"), это не идеально.низкошумная среда для чувствительных сигналов.

В DUXPCB мы специализируемся на передовых многослойных конструкциях и высокой надежности сборки.[Свяжитесь с нашей инженерной команды сегодня] обсудить ваши требования PDN и убедиться, что ваша доска построена по самым высоким стандартам IPC.