利用裸露焊盘实现最佳电气和热连接有三个步骤。首先,在可能的情况下,应在各PCB层上复制裸露焊盘,这样做的目的是为了与所有接地和接地层形成密集的热连接,从而快速散热。此步骤与高功耗器件及具有高通道数的应用相关。在电气方面,这将为所有接地层提供良好的等电位连接。
甚至可以在底层复制裸露焊盘(见图1),它可以用作去耦散热接地点和安装底侧散热器的地方。
其次,将裸露焊盘分割成多个相同的部分,如同棋盘。在打开的裸露焊盘上使用丝网交叉格栅,或使用阻焊层。此步骤可以确保器件与PCB之间的稳固连接。在回流焊组装过程中,无法决定焊膏如何流动并最终连接器件与PCB。
连接可能存在,但分布不均。可能只得到一个连接,并且连接很小,或者更糟糕,位于拐角处。将裸露焊盘分割为较小的部分可以确保各个区域都有一个连接点,实现更牢靠、均匀连接的裸露焊盘(见图2和图3)。
最后,应当确保各部分都有过孔连接到地。各区域通常都 很大,足以放置多个过孔。组装之前,务必用焊膏或环氧 树脂填充每个过孔,这一步非常重要,可以确保裸露焊盘 焊膏不会回流到这些过孔空洞中,影响正确连接。 最后,应当确保各部分都有过孔连接到地。各区域通常都 很大,足以放置多个过孔。组装之前,务必用焊膏或环氧 树脂填充每个过孔,这一步非常重要,可以确保裸露焊盘 焊膏不会回流到这些过孔空洞中,影响正确连接。
去耦和层电容
有时工程师会忽略使用去耦的目的,仅仅在电路板上分散大小不同的许多电容,使较低阻抗电源连接到地。但问题依旧:需要多少电容?许多相关文献表明,必须使用大小不同的许多电容来降低功率传输系统(PDS)的阻抗,但这并不完全正确。相反,仅需选择正确大小和正确种类的电容就能降低PDS阻抗。
例如,考虑设计一个10 mΩ参考层,如图4所示。如红色曲 线所示,系统电路板上使用许多不同值的电容,0.001 μF、 0.01 μF、0.1 μF等等。这当然可以降低500 MHz频率范围内的 阻抗,但是,请看绿色曲线,同样的设计仅使用0.1 μF和10 μF 电容。这证明,如果使用正确的电容,则不需要如此多的 电容。这也有助于节省空间和物料(BOM)成本。
注意,并非所有电容“生而平等”,即使同一供应商,工 艺、尺寸和样式也有差别。如果未使用正确的电容,不论 是多个电容还是几个不同类型,都会给PDS带来反作用。
结果可能是形成电感环路。电容放置不当或者使用不同工艺和型号的电容(因而对系统内的频率做出不同响应),彼此之间可能会发生谐振(见图5)。
了解系统所用电容类型的频率响应很重要。随便选用电容,会让设计低阻抗PDS系统的努力付之东流。