从一个具体实例来讲解一下电源平面的分割设计

电源平面的分割设计,在PCB设计中占有很重要的地位。在高速电路PCB的设计中,通常电源平面的分割处理情况,能决定高速电路板的成功与否。现在找来一个做过的项目,简单介绍在PCB设计过程中电源平面处理的一些个人见解。

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上面是之前设计过的一款高速电路四层板的电源平面层。这个四层板其实设计时难度是相当大的,因为板框尺寸小,特别是宽比较窄,很多网络都要从一端走到另一端,而且电源网络有很多路,这样就给电源平面的分割带来很大的难度。

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首先,我们要根据原理图设计的每一路的电源需要输出多大的电流,来决定每一个电源平面最小的宽度是多少,也就是考虑电源平面的载流能力。决定电源平面的载流能力是看电源线宽或铜皮的宽度是否足够。先要了解电源信号处理所在层的铜厚是多少,常规工艺下PCB外(TOP/BOTTOM层)铜厚是1OZ(35um),内层铜厚会根据实际情况做到1OZ或者0.5OZ。对于1OZ铜厚,在常规情况下,20mil能承载1A左右电流大小;0.5OZ铜厚,在常规情况下,40mil能承载1A左右电流大小。例如,从上面原理图的电源树中知道1.8V的电源要求是1A的电流,那么如果内层铜厚按0.5OZ来计算的话,1.8V的电源平面最小宽度不小于40mil,如下图测出的宽度是68mil,满足要求。

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然后,我们要考虑保持电源平面的完整性,不能在平面上密集地打过孔,这样会破坏平面的完整性。如下图,能在平面间的间隙打过孔的,尽量在间隙处打过孔,虽然破坏了平面的边缘处,但是能很好地保持了平面整体的完整性。

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最后,我们还要考虑平面间的间隔距离。

电源平面分割时,电源与电源平面分割距离尽量保持在20mil左右,如果在BGA部分区域,可局部保持10mil距离的分割距离,如果电源平面与平面距离过近,可能会有短路的风险。

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