PCB 设计电源平面处理要点分析

她可 · 发表于 2019-1-30 17:02:14

PCB 设计电源平面处理要点分析

电源平面的处理，在 PCB 设计中占有很重要的地位。在一个完整的设计项目中，通常电源的处理情况能决定此次项目 30%-50%的成功率，本次给大家介绍在 PCB 设计过程中电源平面处理应该考虑的基本要素。
1、做电源处理时，首先应该考虑的是其载流能力，其中包含 2 个方面。
a) 电源线宽或铜皮的宽度是否足够。要考虑电源线宽，首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 外层（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。
b) 换层时孔的大小及数目是否满足电源电流通流能力。首先要了解单个过孔的通流能力，在常规情况下，温升为 10 度，可参考下表。

过孔孔径与电源通流能力对照表

从上表可以看出，单个 10mil 的过孔可承载 1A 的电流大小，所以在做设计时，若电源为 2A 电流，使用 10mil 大小过孔打孔换层时，至少要打 2 个过孔以上。一般在做设计时，会考虑在电源通道上多打几个孔，保持一点裕量。
2、其次应考虑电源路径，具体应考虑以下 2 个方面。
a) 电源路径应该尽量短，如果走的过长，电源的压降会比较严重，压降过大会导致项目失败。
b) 电源平面分割要尽量保持规则,不允许有细长条及哑铃形分割。

c) 电源分割时，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。
d) 如若在相邻平面处理电源，要尽量避免铜皮或者走线平行处理。主要是为了减少不同电源之间的干扰，特别是一些电压相差很大的电源之间，电源平面的重叠问题一定要设法避免，难以避免时可考虑中间隔地层。

3、做电源分割时应尽量避免相邻信号线跨分割情况，信号在跨分割（如下图示红色信号线有跨分割现象）处因参考平面不连续会有阻抗突变情况产生，会产生 EMI、串扰问题，在做高速
设计时，跨分割会对信号质量影响很大。