Technologie PCB - Conception du système d'alimentation PCB

L'analyse et la conception de systèmes d'alimentation deviennent de plus en plus importantes dans le domaine de la conception de circuits imprimés à haute vitesse, en particulier dans les industries de l'informatique, des semi - conducteurs, des communications, des réseaux et de l'électronique grand public. La tension d'alimentation des circuits intégrés continuera de diminuer à mesure que la technologie des circuits intégrés à très grande échelle diminuera inévitablement. Comme de plus en plus de fabricants passent de la technologie 130nm à la technologie 90nm, il est prévisible que la tension d'alimentation tombera à 1,2V ou même moins, tandis que le courant augmentera considérablement. De la chute de tension IR DC au contrôle dynamique des fluctuations de tension AC, cette tendance au développement pose d'énormes défis pour la conception des systèmes d'alimentation, car la plage de bruit autorisée devient de plus en plus faible.

1. Généralement dans l'analyse AC, l'impédance d'entrée entre l'alimentation et la terre est une observation importante pour mesurer les caractéristiques du système d'alimentation. La détermination de cette observation a évolué vers le calcul de la chute de tension IR en analyse DC. Que ce soit dans l'analyse du courant continu ou alternatif, les facteurs qui affectent les caractéristiques du système d'alimentation sont: la stratification du PCB, la forme du plan de la couche de la carte d'alimentation, la disposition des composants, la distribution des trous et des broches, etc.

2. Le concept d'impédance d'entrée entre l'alimentation et la terre peut être utilisé pour la simulation et l'analyse des facteurs ci - dessus. Par example, une application très large de l'impédance d'entrée d'alimentation à la terre est l'évaluation de la position d'un condensateur de découplage sur une carte. En plaçant un certain nombre de condensateurs de découplage sur la carte, il est possible de supprimer la résonance unique de la carte elle - même, réduisant ainsi la génération de bruit, mais aussi de réduire le rayonnement de bord de la carte pour atténuer les problèmes de compatibilité électromagnétique. Afin d'améliorer la fiabilité du système d'alimentation et de réduire les coûts de fabrication du système, les ingénieurs en conception de systèmes doivent souvent réfléchir à la façon de choisir économiquement et efficacement la disposition du système pour les condensateurs de découplage.

Un système d'alimentation dans un système de circuit à grande vitesse peut généralement être divisé en trois sous - systèmes physiques: une puce, une structure d'encapsulation de circuit intégré et un PCB. Le réseau électrique sur la puce est constitué de plusieurs couches métalliques placées en alternance. Chaque couche métallique est constituée d'un mince ruban métallique dans la direction X ou y pour former un réseau d'alimentation ou de mise à la terre, avec des Vias reliant les minces bandes métalliques des différentes couches.

3. L'usine de PCB intègre de nombreuses unités de découplage pour certaines puces haute performance, qu'il s'agisse d'un noyau ou d'une alimentation io. Une structure d'encapsulation de circuit intégré, comme un PCB réduit, a plusieurs couches de formes complexes d'alimentation ou de plans de masse. Sur la face supérieure de la structure d'encapsulation, il y a généralement un endroit pour installer un condensateur de découplage. Les configurations de PCB contiennent généralement une alimentation continue et un plan de masse de grande surface, ainsi que des composants de condensateurs de découplage discrets de taille, et un module de redressement de puissance (vrm). Des lignes de jonction, des billes C4 et des billes de soudure relient la puce, le boîtier et le PCB ensemble. L'ensemble du système d'alimentation doit être tel que chaque dispositif à circuit intégré délivre une tension stable dans la plage normale. Cependant, les courants de commutation et les effets parasites à haute fréquence dans le système d'alimentation introduisent toujours un bruit de tension.