Hallo, ich habe eine allgemeine Frage: Ich brauche oft Entkoppelkondensatoren an SMD ICs. Die ICs sind klein, haben viele Beinchen und brauchen auch mehrere Kondensatoren möglichst nah dran. Das Referenzlayout ist eigentlich immer 4-lagig und da geht das alles schön aber was ist die bessere Lösung, wenn ich das zweilagig machen will: Kondensatoren auf der gleichen Lage wie der IC aber ein paar mm entfernt oder Kondensatoren auf der anderen Lage (Unterseite) und über eine Via verbunden. Dafür aber eben fast keine Leiterbahn sondern eigentlich direkt unter dem IC. Natürlich wird das eine Abwägung zwischen Leiterbahnlänge und Via, gibt es einen groben Richtwert wieviele mm Leiterbahn der Breite x wievielen mm Via vom Durchmesser y entsprechen? Als Beispiel was ist "besser": - 3mm Leiterbahn, Breite 0,3mm, Dicke 35µmCu - 0.5mm dieser Leiterbahn + eine Via Bohrung 0.3mm Platinendicke 1.6mm Kommt es da nur auf den Widerstand an? Vielen Dank!
Das hab ich hier schon öfter gelesen aber weiß nicht wieso sich da ein Via anders verhält als ein Stück Leiterbahn. Also die Via ist innen hohl, aber das wird es doch kaum sein oder? Mich interessiert einfach so ein grober Richtwert, sowas wie "mach lieber ein paar mm Leiterbahn statt Via".
Gustl B. schrieb: > die Via ist innen > hohl, aber das wird es doch kaum sein oder? Kann aber trotzdem sein. Manchmal dienen Vias auch der Wärmeableitung. Da du aber nichts zu dem betreffenden Chip und der Anwendung schreibst, kannst du auch keine brauchbare Antwort erwarten.
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Was hat das denn mit der Anwendung zu tun oder einem speziellen Chip? Kann man meine Frage nicht allgemein beantworten? Wahnsinnig viele Chips brauchen solche Kondensatoren und ich glaube auch dass viele hier schon mehrmals diese Entscheidung treffen mussten zwischen Kondensatoren weiter weg aber auf der Site des ICs oder Kondensatoren näher dran aber über ein Via.
Also bei einem typischen tqfp ic geht der Draht ja intern nochmal 3-5 mm bis zum die, da können die paar mm extern garnicht so viel ausmachen. Ganz kritische Chips (Intel i7 zb) sind ja nochmal extra auf einem keramischen Träger und haben da schon "vor Ort" erste abblock Maßnahmen.
Guter Punkt! Hab mir gerade (warum erst jetzt weiß ich auch nicht) mal Hardware hier angeguckt und sobald das halbwegs eng wird auf der Oberseite findet man Kondensatoren auf der Unterseite. Und teilweise sogar wenn oben noch Platz ist. Und noch eine Frage: In den Datenblättern steht für Entkoppelkondensatoren meist nur ein Minimalwert. Also im Datenblatt vom AD7902 wird VDD z. B. mit 100 nF entkoppelt. Sind solche Werte optimal oder wäre mehr besser? Ich meine als 0603 bekommt man auch 1 auf und sogar 10 auf.
Gustl B. schrieb: > Sind solche Werte optimal Im Prinzip ja. Grössere haben höhere Induktivität und höhere Resonanzfrequenz und sind schlechter. Und wären kleinere besser, stünde deren Wert im Datenblatt (steht er ja auch manchmal, oder grösser, nicht immer 100nF).
OK. Also ich wollte gerne viele unterschiedliche Bauteile vermeiden und statt der 100 nF z. B. 1 uF verwenden. Aber gut das mit der Induktivität ist ein Punkt. Das muss ich mal im Datenblatt nachgucken wieviel größer die dann ist.
Gustl B. schrieb: > Also im Datenblatt vom AD7902 wird VDD z. B. mit 100 nF > entkoppelt. Sind solche Werte optimal oder wäre mehr besser? Mehr bringt normalerweise nichts oder fast nichts. Der Kondensator muss ja nur solang Strom liefern, bis über das Versorgungsnetzwerk Strom nachgeliefert wird. Und die Reaktionseit hängt von der Induktivität der Versorgungsleitungen ab. Ist also das Versorgungsnetzwerk gut gemacht, reichen die 100nF. Ist es dagegen schlecht gemacht (lange dünne Leitungen wild verlegt), sind größere Kondensatoren nur ein mäßiger Versuch, dem Mangel zu beheben oder sogar nur zu kaschieren. Zum Versorgungsnetzwerk gehören allerdings auch die externen Leitungen, deren Induktivitäten u.U. größer oder unbekannt sind. Daher benötigt eine Leiterplatte am Einspeisepunkt normalerweise einen größeren Kondensator. Das darf ein Elko sein, da er nicht so schnell sein muss. Für die schnelle Reaktion sind ja die verteilten Keramikkondenstoren vorhanden. Gruß Dietrich
Du erzeugst mit deinem Aufbau ein LC-Glied, das irgendwo eine Resonanzfrequenz hat. Und die sollte oberhalb der real auftretenden Frequenzen liegen. Die Kapazität ist einfach zu ermitteln, dafür gibt es das Datenblatt. In die Induktivität gehen ein: - Der Bonddraht im Gehäuse, Länge wie schon geschrieben im Bereich 2mm, Durchmesser ca. 20µm. https://www.eeweb.com/toolbox/wire-inductance liefert hier ca. 1nH/mm. - Das IC-Beinchen (entfällt bei QFN) - PCB-Pad und Leiterbahn. - Vias Für die letzten beiden gibt es hier Faustformeln: http://www.ti.com/lit/ml/slyp173/slyp173.pdf. Über den Daumen: 4nH/cm für 0,2mm-Leiterbahnen, 1,2nH für ein 0,4er-Via. - Die Induktivität des Kerkos selbst. Steht so nicht im Datenblatt, aber hier findet sich was: http://www.avx.com/docs/techinfo/CeramicCapacitors/parasitc.pdf. Für 0603 werden 870pH angegeben, für 0402 kann man dann wohl von ca. 600pH ausgehen. Beispielrechnung: - Bonddraht: 3nH - IC-Beinchen: überschlägig 1nH - 3mm Leiterbahn: 1,2nH - Via: 1,2nH - Kerko: 600pH Gesamt: 6,8nH. Mit 10nF ergeben sich ca. 20 MHz für die Resonanz. Mit 1µF wären es noch 2MHz. Ob Via oder Leiterbahn, ist also fast egal. Max
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Wow, vielen Dank! Also sollte ich vor allem auf die Resonanzfrequenz achten. Ich habe noch http://hft.uni-duisburg-essen.de/arbeiten/Vortrag_Ouajdi_Ochi.pdf gefunden, auf Seite 26 sieht man Induktivität in Abhängigkeit der Kapazität. Generell sind das immer echt kleine Werte für die Induktivität, aber wenn man das als Schwingkreis sieht ist das natürlich trotzdem wichtig.
Ich bin kein HFler, vielleicht fragst du wg. der Resonanzfrequenz noch mal im HF-Forum. Oder schaust in http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-0470189304.html - müsste in der Unibibliothek zu haben sein oder ansonsten bei Amazon (gebraucht für rund 60 EUR). Er lässt sich seitenweise über das Thema aus. Max
@Gustl Buheitel (-gb-) >Wow, vielen Dank! Also sollte ich vor allem auf die Resonanzfrequenz >achten. Nein. Es zählt vor allem die niedrige GESAMTimpedanz! Und die ist trotz niedrigerer Resonanzfrequenz bei einem Kondensator mit hoher Kapazität KLEINER bei vergleichbarem Gehäuse und damit gleicher Induktivität.
Falk B. schrieb: > Es zählt vor allem die niedrige GESAMTimpedanz! Und die ist trotz > niedrigerer Resonanzfrequenz bei einem Kondensator mit hoher Kapazität > KLEINER bei vergleichbarem Gehäuse und damit gleicher Induktivität. Oder umgedreht: kleine Kapazitätswerte sind nur dann sinnvoll, wenn auch eine kleinere Bauform verwendet wird. Wenn geplant ist, einen 10nF mit 0805 und einen 100nF mit 0805 einzusetzen, dann sollte man besser gleich 2 Stück der 100nF Kondensatoren nehmen. Oder eben besser einen 0603 oder 0402 mit 10nF und dazu den 0805 mit 100nF.
> Wenn geplant ist, einen 10nF mit 0805 und einen 100nF mit 0805 > einzusetzen, dann sollte man besser gleich 2 Stück der 100nF > Kondensatoren nehmen. Das ist nicht richtig. Durch die unterschiedlichen Kapazitäten ergeben sich unterschiedliche Resonanzfrequenzen der entstehenden Schwingkreise. Diese bedämpfen sich gegenseitig. Das ist auch der gewünschte Effekt einer solchan Parallelschaltung. Egal ob der 10 nF nun in 0402, 0603 oder in 0805 daherkommt. > Nein. Es zählt vor allem die niedrige GESAMTimpedanz! Wenn die transiente Beanspruchung in der Nähe der Resonanz der Entkopplung besonders gross ist, kann Mann sich für die niedrige Impedanz woanders, nichts kaufen.
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