Enrutamiento de la tapa de desacoplamiento en una placa de circuito impreso de 4 capas

Question

Me gustaría colocar unas tapas de desacoplamiento para un CI. El circuito integrado está en la parte superior, mientras que las tapas estarán en la parte inferior, en el lado opuesto. ¿Cómo debo colocarlas?

• Una sola VIA que conecta el pin del CI, el plano de potencia y la tapa

• Dos VIAs, uno que conecta la tapa con el plano de potencia y otro que conecta la tapa con el pin del CI

Por favor, disculpen si esto se ha preguntado anteriormente, pero he leído un montón de recursos y no he podido encontrar una respuesta a esto. Gracias de antemano.

Edición: Imagen más detallada de los 2 escenarios

(Pero antes, quiero dar las gracias a todos por las magníficas respuestas y comentarios).

Tengo tapa de desacoplamiento. Uno de los pines de la tapa está conectado al plano de tierra por medio de un VIA. Esto es para ambos escenarios. El otro pin de la tapa se conectará a) a la alimentación, b) a la entrada del CI. Por lo tanto, tres cosas tienen que ser conectados juntos en última instancia: El pin del CI, la alimentación y el pin de la tapa.

• Escenario 1: Una VIA conecta los 3, es decir, una traza desde el pin del CI va a la VIA, la VIA pasa por el plano de potencia y se conecta realmente con el plano de potencia, una traza conecta esta misma VIA con el pin de la tapa.

• Escenario 2: Una VIA está conectada al plano de potencia y una traza conecta el pin de la tapa con esta VIA. Luego otra VIA conecta el pin del CI con la misma traza, pero la segunda VIA aunque va a través de el plano de potencia no se conecta con él. Así que tienes dos VIAs: uno que conecta la tapa con el plano de potencia y otro que conecta la tapa con el pin del CI.

Answer 1

En realidad no importa demasiado, según el libro de Henry Ott sobre EMC. La proximidad, la longitud de la traza y el tamaño del bucle son más importantes.

Si el circuito integrado y la tapa están en diferentes lados de la placa de circuito impreso, colocar ambas vías a lo largo del borde del lado de la almohadilla del condensador (en lugar de los extremos) para que estén más cerca también reduce la inductancia ya que los campos magnéticos de las corrientes opuestas en la vía se cancelan. Las vías múltiples también ayudan. Tenga en cuenta que esto también se aplica a la conexión de los pines de alimentación del CI a los planos de alimentación y tierra. Estos también forman parte del bucle.

De Compatibilidad Electromagnética, Henry Ott 2009

Del mismo modo, la colocación de dos tapones del mismo lado en lados opuestos del CI hace algo similar, ya que las corrientes de bucle fluyen dentro de cada bucle en direcciones opuestas y los magnéticos se superponen bastante si los bucles están cerca el uno del otro. De Compatibilidad Electromagnética, Henry Ott 2009

Así que puedes ver que el primero requiere un par de vías para la tapa y los pines, pero las vías pueden estar estrechamente acopladas, mientras que el segundo requiere trazos/bucles más largos pero sin vías. Son doce de uno o una docena de otro.

Answer 2

Minimizar el área total, y el volumen encerrado, del bucle de corriente.

De este modo, se colocan los tapones en la parte trasera, BAJO los pares de pines VDD/GROUND del CI, es una buena mentalidad.

Piensa en 3_D, dibuja bocetos en 3_D y minimiza el área total y el volumen total.

Answer 3

Lo importante es que VCC se conecta primero a la tapa, y de ahí se pasa al pin del CI. Si necesitas una segunda vía para llevar VCC a la capa inferior en este lugar, entonces ese es el camino a seguir.

El efecto de derivación existe, porque cada traza de la placa de circuito impreso tiene una determinada inductancia. Si hay un cambio en el consumo de corriente, la inductancia permite que el flujo de corriente cambie sólo lentamente. Cuanto más larga sea la traza, más fuerte será este efecto (supongo que ya lo sabías). Ahora es bastante fácil de imaginar, que el condensador puede actuar mucho más rápido, cuando la corriente de suministro ya está fluyendo a lo largo de su pin. Si ahora el voltaje de suministro se desploma (o tiene alguna ondulación) la corriente entregada por el condensador está produciendo un dI/dt sólo en los cables de la tapa. El resto de la traza no ve un cambio en la corriente (en un escenario ideal).

Sin embargo, el bypass sería significativamente mejor si el tapón estuviera también en el lado de la placa de circuito impreso del CI, de modo que no se necesitara ninguna vía (al menos no entre el tapón y el CI), porque un cambio en el consumo de corriente (por ejemplo, debido a algún reloj del chip) sigue produciendo un dI/dt en la traza hasta el condensador.