Verfasst am: 08.09.2009, 12:48
Titel: EMV gerechtes Design für BGAs
Hallo Forumsteilnehmer!
Vielleicht kennt ja der Eine oder Andere das Problem mit BGAs und EMV.
Es sollten ja alle Versorgungspins mittels Ferritdrosseln an Vcc gelegt werden.
Die Anbindung dafür ist natürlich auch möglichst kurz zu machen. Bei BGAs ist das allerdings denkbar ungünstig, da die zugehörigen Balls schön gerecht auf dem ganzen Teil verteilt sind.
Das Ganze wird umso kritischer, wenn man noch dazu Sacklöcher aus Kostengründen vermeiden will.
Wie geht ihr an solchen Problemstellungen heran?
EJack
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Verfasst am: 09.09.2009, 13:05
Titel:
das Problem ist kein Problem,
einfach auf die Ferrite verzichten. Ich weiß, in vielen Applikationsvorgaben der IC-Hersteller und auch auf deren Demo-Borads ist das so gemacht, jeder Block hat eine eigene getrennte Versorgung (manchmal sind auch die GND's noch mit Ferriten abgehängt), völliger Quatsch für die Serie.
Lediglich interne PLL's bekommen eine abgetrennte Versorgung, alle anderen gleichartigen Spannungen zusammenfassen auf eine vernünftige Power-Lage und Kondensatoren dazu. Deren Anzahl ist erheblich geringer, als in den Herstellervorgaben.
Gruß Jack
Atze-Ton
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Verfasst am: 18.09.2009, 16:55
Titel:
Hallo Pete,
Jack hat schon recht. Verzichte auf die Ferrite. By the Way: bist du der Layouter oder der Entwickler der Baugruppe ? Als Layouter kann man ja erstmal nur den Vorschlag auf die Ferrite zu verzichten machen.
Aber ein wichtiger Punkt in Sachen EMV ist definitiv der Lagenaufbau.
Hier sollte z.B. jede Signallage mind. eine GND-Lage "sehen" um den Referenzbezug (im Falle von Impedanzen) zu wahren und die Rückströme sauber zu führen (diese verlaufen ja bei AC mehr oder weniger direkt unterhalb der Signalleitung).
D.h. auch KEINE SIGNALE ÜBER SCHLITZE FÜHREN !!
Schön ist auch, wenn man die Powerplanes dicht aneinandersetzen kann, ein Abstand der GND-Lage zur Vcc-Lage sollte 50µm betragen, aber nicht mehr wie 100µm. Hierbei bildet sich ein schicker (Platten)Kondensator mit recht passablen elektrischen Werten: niedrige Impedanzen und Induktivitäten.
Die erreichbare Kapazität ist auf den ersten Blick nicht hoch, aber gerade in den oberen Spektren zeigen sich die Vorteile dieser Lösung.
Das Thema EMV ist leider sehr komplex. Eine interessante Seite dazu ist:
www.emv.biz von Nils Dirks, einem Spezialisten rund um dieses Thema.
Auf dessen Seite mal ein wenig rumstöbern, hier findet sich einige Leckerlis. Herr Dirks gibt auch Fachseminare hierzu, nicht ganz billig, sollen aber gut sein (hab noch keinen besucht, werde ich nächstes Jahr im März nachholen)
Gruss Atze-Ton
PS: "Das Ganze wird umso kritischer, wenn man noch dazu Sacklöcher aus Kostengründen vermeiden will."
Wenn du Blind Vias für die Stromversorgung nehmen möchtest, achte auf das Aspect Ratio ! Du kannst wie du sicher weißt nicht beliebig tiefe Blind Vias setzen !
Pete
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Verfasst am: 18.09.2009, 17:29
Titel:
Hallo Jack, Hallo Atze-Ton!
Also die Referenzdesigns der Chiphersteller verwenden immer noch die 100nF Gschichtn auf jedem Vcc Anschluss.
Das mag ja in den 70/80ern gereicht haben mit 1MHz Taktfrequenz und entsprechenden Schaltzeiten. Aber heutzutage schaut man blöd aus der Wäsche, wenn man mit sowas in die Kammer des Schreckens (EMV) geht.
Ich habe die Seminare von den beiden Dirks besucht. Sehr zu empfehlen!
Meine Firma hat auch meiner Bitte nach dem zugehörigen Berechnungsprogramm (Silent V4) entsprochen.
Insofern bin ich ja gut ausgerüstet, obwohl ein paar Euro für CAD-Zusatzprogramme wären angebracht. Das muss aber leider noch ne Weile warten.
Zurück zum Thema: Ich kann leider nur schwer abschätzen ob es mit der Flächenversorgung alleine getan ist. Die Ferrite sollen ja die Querströme begrenzen, um somit weniger Ausstrahlung zu verursachen.
Bei großen BGAs wirst du um Microvias wahrscheinlich nicht herumkommen. Das allerdings setzt eine 2. Signallage unter dem Top voraus. Damit ist es schon mal Essig mit Lage - GND - Lage -GND - Vcc.....
Ein ähnliches Designprojekt hatte ich schon mal vor Jahren. Nur mein Wissen war damals bescheidener. Es funktionierte übrigens auf Anhieb. Kammermessungen haben wir damals allerdings nicht gebraucht.
Naja, vielleicht will ich auch nur alles so perfekt wie möglich machen.
Danke für eure Tipps
Pete
PS: Ach ja, ich bin beides. Entwickler und Layouter.
Atze-Ton
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Verfasst am: 21.09.2009, 07:06
Titel:
Moin Pete,
"Ich kann leider nur schwer abschätzen ob es mit der Flächenversorgung alleine getan ist. "
Naja, das alleine reicht sicher nicht aus, ist aber erstmal eine gute Basis.
"Bei großen BGAs wirst du um Microvias wahrscheinlich nicht herumkommen. Das allerdings setzt eine 2. Signallage unter dem Top voraus. Damit ist es schon mal Essig mit Lage - GND - Lage -GND - Vcc..... "
Nicht unbedingt, wenn deine Blind Vias "gross" genug sind, geht es auch mit einer GND Plane als erste oder/ und letzte Innenlage als Referenzbezug. Diesen Fall hatte ich schon einige male, die Blind Vias hatten einen Enddurchmesser von 0,2mm, damit kommt man schon mal knapp 0,3mm in die Tiefe. Geht natürlich nicht bei Micro BGAs, hier hilft meistens nur noch ein sequentieller Lagenaufbau ....
Gruss Atze-Ton
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