Ist es normal, ein Rattennest mit VCC / GND-Spuren unter einem IC zu haben?

Ich versuche, ein einfaches Board zu verlegen, das erste Mal seit 15 Jahren, seit ich ein lineares 12-V-Netzteil verlegt habe, das mspaint entspricht. Diese Karte besteht hauptsächlich aus einem LPC2387, einem LQFP100-IC, der eine Vielzahl von + 3,3 V- und GND-Verbindungen erfordert.

Während ich mit dem Routing der Spuren für dieses Ding herumspiele, fällt mir auf, dass selbst wenn nur GND geroutet wird, die Unterseite des IC das Spuren-Nest seiner eigenen kleinen Ratte ist. Mit dieser Strategie brauche ich einen riesigen Haufen Durchkontaktierungen, um den IC mit Strom zu versorgen.

Ist das normal? Mache ich das alles falsch?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

— Kennzeichen
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Wie wollen Sie dieses Board herstellen? Am wichtigsten ist, wie viele Schichten möchten Sie haben? Durchkontaktierungen sind nur dann ein Problem, wenn Sie nur eine effektive Ebene zum Arbeiten haben oder sie selbst bohren. (Auch ein Hinweis, der hoffentlich von anderen Benutzern erweitert wird: Copper pour. Versuchen Sie, polygon GNDin die Befehlsleiste zu tippen und ein Rechteck um Ihren IC zu erstellen, und geben Sie dann ein ratsnest)

— Kevin Vermeer

Hoffentlich 2 Schichten, und es wird an ein fabelhaftes Haus geschickt (so etwas wie BatchPCB), also sind Durchkontaktierungen kein Problem. Ich habe so etwas noch nie gesehen (obwohl ich nicht genau hingeschaut habe).

— Mark

Sie sollten diese spitzen Winkel zwischen den Spuren vermeiden, da diese Probleme beim Ätzen verursachen können. Sie müssen auch jedes Power-Ground-Paar entkoppeln.

— Leon Heller

Es gibt viele VCC / GND-Paare, da dieser Chip einen Pfad mit sehr niedriger Impedanz zu Strom und Masse benötigt. Wenn möglich, sollten Sie jedem Paar eine Kappe aufsetzen (normalerweise auf der Rückseite des Boards hinter dem uC). Überspringen Sie diese und eine Seite des Chips kann die andere "verhungern". Ein 4-Lagen-Board mit dedizierten Stromversorgungs- und Grundebenen wäre viel, viel besser.

— Darron

Sind 90 Grad Winkel erlaubt? Gemeinsame Weisheit scheint zu vermeiden, wenn möglich ...

— Mark

Antworten:

Was Sie vermissen, ist die Verwendung eines Motorflugzeugs. Anscheinend verwenden Sie Eagle, verwenden den polygonBefehl, um eine Ebene zu erstellen, und nennen sie GND. Verwenden Sie dann den ratsnestBefehl, um dieses Flugzeug über Ihr Brett zu gießen.

Für eine 4-Schicht-Karte sollten Sie eine interne GND-Schicht und eine interne VDD-Schicht haben. Leiten Sie Ihre Signale auf den äußeren Schichten und leiten Sie Durchkontaktierungen zu den Ebenen in der Nähe der Pads.

Bei einer 2-Lagen-Platine wird das Problem komplizierter. Es ist ziemlich einfach, Schleifen einzurichten (die für die Signalintegrität und die EMI schlecht sind), wenn Signale durch eine Leistungsschicht geleitet werden.

Das IOIO ist ein Beispiel für ein 2-Layer-Design mit gutem Routing. Die unterste Ebene in diesem Bild ist GND; Ich habe dies so bearbeitet, dass anstelle der ursprünglichen Spuren eine 3,3-V-Ebene unter dem IC verwendet wird. Die nicht bearbeitete Original-Dokumentation (einschließlich Layout-Dateien) erhalten Sie hier .

Layoutbeispiel

Sie platzierten die Entkopplungskappen ziemlich weit weg. Vermutlich wurde dies so gemacht, dass alle Teile auf der obersten Schicht platziert werden konnten. Wenn Sie auf beiden Seiten löten können, ist es wahrscheinlich besser, sie direkt unter dem IC zu platzieren und mit kurzen Durchkontaktierungen an die zugehörigen Stifte anzuschließen.

Beachten Sie auch, dass der Spannungsregler und die zugehörige 10-uF-Entkopplungskappe rechts kaum vom Screenshot abweichen. Wenn sie weiter wären, würde ich zusätzlich zu den gezeigten 0603s auch eine Bulk-Kappe von etwa 10 uF unmittelbar unter dem IC hinzufügen.

Beachten Sie schließlich, dass sich unter dem IC zwar eine große Ebene mit niedriger Impedanz befindet, diese jedoch von zwei 8-mil-Spuren unter zwei Pads auf der rechten Seite gespeist wird. Wenn ich besonders vorsichtig gewesen wäre, hätte ich die LED und den Widerstand rechts sowie die 5-V-Spur, die über die rechte Ecke hereinkommt, bewegt, um eine Verbindung mit niedrigerer Impedanz durch diese Lücke zu erhalten.

— Kevin Vermeer
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Verbinden Sie sie mit den VCC / GND-Ebenen in der Nähe der Stifte. Leisere Stromanschlüsse, mehr Platz für den Rest.

— Brian Carlton
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