DE8903986U1 - Circuit board for optimal decoupling of circuits with digital ICs - Google Patents
Circuit board for optimal decoupling of circuits with digital ICsInfo
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Description
Titel: Schaltungsplatine für die optimale Entkopplung von Schaltungen mit digitalen ICsTitle: Circuit board for optimal decoupling of circuits with digital ICs
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsplatine für die Entkopplung von Schaltungen mit digitalen ICs.The invention relates to a circuit board for decoupling circuits with digital ICs.
Bei der Entkopplung von Schaltungen mit digitalen ICs sind sogenannte "Entkopplungs- oder Abblockkondensatoren" vor jedem IC-Baustein anzuordnen, wobei eine niedrige Induktivität und eine Entkopplung erforderlich ist, um damit Spannungseinbrüche beim Schalten von ICs zu verhindern.When decoupling circuits with digital ICs, so-called "decoupling or blocking capacitors" must be placed in front of each IC component, whereby low inductance and decoupling are required in order to prevent voltage drops when switching ICs.
Die zunehmende Geschwindigkeit von ICs stellt höhere Ansprüche an eine wirkungsvolle Filterung und Entkopp-The increasing speed of ICs places greater demands on effective filtering and decoupling.
• · · Φ• · · Φ
&Igr;· · I&Igr;· · I
&psgr; lung. Die höheren Einschaltströine und schnelleren An- &psgr; The higher inrush currents and faster response
:i Stiegszeiten der integrierten Schaltungen erzeugen höhe- : i Rise times of the integrated circuits generate higher
re Spannungsspitzen. Die hohen Spannungsspitzen könnenre voltage peaks. The high voltage peaks can
die ordnungsgemäße Funktion der Systeme wesentlich be-the proper functioning of the systems significantly
einflössen und müssen deshalb zuverlässig unterdrückt werden. Eine wirkungsvolle Entkopplung, hauptsächlich bei höheren Frequenzen, kann nur durch eine verringerte Zuleitungsinduktivität erzeugt werden. Mit üblichen ig Entkopplungs- oder Abblockkondensatoren kann (Ne Induk-and must therefore be reliably suppressed. Effective decoupling, mainly at higher frequencies, can only be achieved by reducing the supply line inductance. With conventional ig decoupling or blocking capacitors, (Ne Inductance)
5f . tivität nur geringfügig durch sorgfältiges Layout der ■f gedruckten Schaltungen verringert werden. Der Störpegel5f . tivity can only be reduced slightly by careful layout of the ■f printed circuits. The noise level
der herkömmlich auf den Leiterplatten eingesetzten Entkopplungskondensatoren liegt bei ca. 310 mVss.of the decoupling capacitors conventionally used on circuit boards is approximately 310 mVpp.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,The present invention is based on the object
i| eine zusätzliche Schaltungsplatine für die optimale Ent-i| an additional circuit board for optimal development
kopplung von Schaltungen mit digitalen ICs zu schaffen,coupling of circuits with digital ICs,
welche mit Sicherheit Spannungseinbrüche verhindert und eine optimale Entkopplung gewährt und damit für eine extrem niedrige Induktivität und Anpassung an alle vorhandenen Präzisionskontaktenschlüsse sorgt.which reliably prevents voltage drops and ensures optimal decoupling, thus ensuring extremely low inductance and adaptation to all existing precision contact closures.
! Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird eine Schaltungsplatine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, welche gekennzeichnet ist durch eine mit einem SMD-Kondensator und zwei damit verbundenen und zu den zu entkoppelnden Kontakten führenden Leiterbahnen versehene Platine, die mit allen vorhandenen Pr&zisionskontaktanschlüssen bestückbar ist.! To solve the problem, a circuit board of the type mentioned at the beginning is proposed, which is characterized by a board provided with an SMD capacitor and two conductor tracks connected to it and leading to the contacts to be decoupled, which can be equipped with all existing precision contact connections.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist die Schaltungsplatine gemäß der Erfindung dar Form des ICs oder des < IC-Sockels angepaßt und weist zwei der Anzahl der KonAccording to a particular embodiment, the circuit board according to the invention is adapted to the shape of the IC or the IC socket and has two of the number of contacts
taktstifte des ICs oder des Sockels entsprechende Anzchl von Bohrungen auf, wobei die zu dem SMD-Kondensatorcontact pins of the IC or the socket, with the number of holes corresponding to the SMD capacitor
führenden Leiterbahnen verhältnismäßig breit ausgeführt sind und zu den Anschlüssen der zu entkoppelnden Punkte führen.The conductor tracks are relatively wide and lead to the connections of the points to be decoupled.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind in die Platine und diese durchquerend Kontaktanschlüsse eingesetzt, die dem entsprechenden IC als IC-Fassung angepaß+ sind, wobei die zu entkoppelnden Kontaktanschlüsse mit den Leiterbahnen für den SMD-Kondensator verbunden sind.According to a further embodiment, contact connections are inserted into the board and pass through it, which are adapted to the corresponding IC as an IC socket, whereby the contact connections to be decoupled are connected to the conductor tracks for the SMD capacitor.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform können die verhältnismäßig breiten Leiterbahnen für den SMD-Kondensator mit den diagonal liegenden AnschlußsUften der Spannungsvesorgung und der Masse des ICs verbunden sein.According to a special embodiment, the relatively wide conductor tracks for the SMD capacitor can be connected to the diagonally arranged connection strips of the power supply and the ground of the IC.
Mit der Schaltungsplatine gemäß der Erfindung werden mehrere Vorteile erreicht. So kann die Schaltungsplatine als Träger für IC-Bausteine dienen. Sie kann auch als weiterer Baustein zum einfachen Nachrüsten von IC-Fassungen oder IC-Bausteinen oder zum Nachrüsten von bereits auf der Leiterplatte montierten oder eingesteckten IC-Bausteinen, IC-Fassungen oder Wrap-Kontaktanschlüssen eingesetzt werden,The circuit board according to the invention achieves several advantages. For example, the circuit board can serve as a carrier for IC components. It can also be used as an additional component for easily retrofitting IC sockets or IC components or for retrofitting IC components, IC sockets or wrap contact connections already mounted or plugged into the circuit board.
Die Schaltungsplatine kann zusätzlich mit einer sogenannten "Wrap-ID-Pinkennung" (Adreßschild) markiert sein und kann gleichzeitig als ein praktisches und zeitsparendes Hilfsmittel in der Wire-Wrap-Verdrahtung eingesetzt werden.The circuit board can also be marked with a so-called "Wrap ID pin identifier" (address label) and can simultaneously be used as a practical and time-saving aid in wire-wrap wiring.
Schließlich ermöglicht der Einsatz der Kondensator-IC-Fassung ein direktes Stecken auf dieselben Bohrungen des Speicher-IC's, wodurch das Layout bei der Herstellung von Platinen wesentlich vereinfacht und die Kosten fürFinally, the use of the capacitor IC socket allows direct insertion into the same holes of the memory IC, which significantly simplifies the layout during the manufacture of circuit boards and reduces the costs for
- 6 die Leiterplattenproduktion gesenkt werden können.- 6 PCB production can be reduced.
Nachdem die Kondensatorplatine oder die Kondensator-IC-Fassung in die gleichen Bohrungen wie das IC eingefügt wird, braucht die Plazierung beim Leiterplatten-Layout nicht berücksichtigt zu werden. Das bedeutet, daß die Schaltungsplatine gemäß der Erfindung auf jede bereits existierende Leiterplatte ohne Layoutänderung eingefügt werden kann und zu Gunsten erhöhter Packungsdichte bis zu 30 % keine zusätzliche Leiterplattenfläche beansprucht wird.Since the capacitor board or the capacitor IC socket is inserted into the same holes as the IC, the placement does not need to be taken into account in the circuit board layout. This means that the circuit board according to the invention can be inserted on any existing circuit board without any layout changes and no additional circuit board area is required in favor of increased packing density of up to 30 % .
Anhand der Zeichnungen soll am Beispiel von bevorzugten Ausführungsformen die Schaltungsplatine gemäß der Erfindung näher erläutert werden.The circuit board according to the invention will be explained in more detail using the drawings as examples of preferred embodiments.
Fig. 1 eine Ausführungsform der Schaltungsplatine gemäß der Erfindung in perspektivischer Ansicht.Fig. 1 shows an embodiment of the circuit board according to the invention in perspective view.
Hg. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Schaltungsplatine gemäß der Erfindung als IC-Fassung.Fig. 2 shows another embodiment of the circuit board according to the invention as an IC socket.
Schaltungsplatine in Verbindung mit einem IC und einer Leiterplatine in auseinandergezogener, perspektivischer Ansicht.Circuit board in conjunction with an IC and a printed circuit board in an exploded, perspective view.
Fig. 4 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 mit einer Schaltungsplatine gemäß Fig. 1.Fig. 4 shows a similar view as Fig. 3 with a circuit board according to Fig. 1.
Fig. 5 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 3 mit einer anderen Ausführungsform der Schaltungsplatine gemäß der Erfindung. Fig. 5 shows a similar arrangement to Fig. 3 with another embodiment of the circuit board according to the invention.
Fig. 6 zeigt schließlich noch eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Schaltungsplatine gemäß der Erfindung. Finally, Fig. 6 shows another possible application of the circuit board according to the invention.
Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besteht die Schaltungsplatine gemäß der Erfindung aus einem rechteckförmigen Platinenkörper 1, beispielsweise aus Epoxidhard oder einem anderen geeigneten Werkstoff, in diesen rechteckfüfmigen Platinenkörper sind mehrere, dem Abstand und der Anordnung der Stiftkontakte eines ICs entsprechende Bohrungen 2 angebracht. Auf der Platine sind zwei verhältnismäßig breite Leiterbahnen 3, 4 in üblicher Anordnung aufgebracht, die zu den diagonal vorhandenen Bohrungen 5, 6 führen und dort später mit den Anschlüssen des ICs verbunden werden. Die beiden verhältnismäßig breiten Leiterbahnen 3, 4 führen zu einem SMD-Entkopplungskondensator 7. Die Form und die geometrische Ausbildung und Anordnung der Leiterbahnen 3 und 4 kann beliebig sein.As can be seen from Fig. 1, the circuit board according to the invention consists of a rectangular board body 1, for example made of epoxy resin or another suitable material, in this rectangular board body several holes 2 corresponding to the distance and arrangement of the pin contacts of an IC are made. Two relatively wide conductor tracks 3, 4 are applied to the board in the usual arrangement, which lead to the diagonal holes 5, 6 and are later connected there to the connections of the IC. The two relatively wide conductor tracks 3, 4 lead to an SMD decoupling capacitor 7. The shape and the geometric design and arrangement of the conductor tracks 3 and 4 can be arbitrary.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsmöglichkeit der Schalti'ngsplatine gemäß der Erfindung dargesteiit. Ii. diesem Fall sind in einer etwas dickeren Platte 8 ent-O sprechend den Kontaktstiften des einzusetzenden ICs die Platine durchquerende Kontaktanschlüsse 9 als IC-Fassung eingesetzt, wobei die beiden Leiterbahnen 3 und 4, die mit dem SMD-Kondensator 7 verbunden sind, zu den beiden äußeren, diametral einander gegenüberliegenden Kontaktanschlüssen führen.Fig. 2 shows another possible embodiment of the circuit board according to the invention. In this case, contact connections 9 are inserted into a slightly thicker plate 8 corresponding to the contact pins of the IC to be used, which pass through the board as an IC socket, whereby the two conductor tracks 3 and 4, which are connected to the SMD capacitor 7, lead to the two outer, diametrically opposed contact connections.
In Fig. 3 ist eine Möglichkeit der Anwendung der in Fig. dargestellten Schaltungsplatine gemäß der Erfindung gezeigt. Das IC 10 ist mit seinen Kontaktstiften 11 in die Kontaktanschlüsse 9 der Schaltplatine der als IC-Fassung dienenden, etwas dickeren Platte 8 eingesteckt. Die gesamte Anordnung wird dann in die durchkontaktierten Bohrungen 12 aer Fig. 3 shows a possible application of the circuit board shown in Fig. 1 according to the invention. The IC 10 is plugged with its contact pins 11 into the contact terminals 9 of the circuit board of the slightly thicker plate 8 serving as an IC socket. The entire arrangement is then inserted into the plated-through holes 12 of the
Leiterplatte 13 eingesteckt und in üblicher und bekannter Weise mit dieser durch Löten verbunden. Printed circuit board 13 is inserted and connected to it by soldering in the usual and known manner.
In Fig. 4 ist eine Möglichkeit der Verbindung des ICs 10 mit den Kontaktstiften 11 gezeigt, wobei diese in Kontaktanschlüsse 14 einer IC-Fassung 15 eingesteckt sind. Auf die Kontaktanschlüsse 14 der IC-Fassung 15 wird von unten eine Schaitpiäline, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, derart aufgesteckt, daß die Kontaktanschlüsse 14 mit ihren unteren Stiften die Bohrungen 2 ' der Schaltplatine 1 durchdringen. Die Verbindung der beiden Leiterbahnen 3 und 4 erfolgt über die diametral gegenüberliegenden Anschlüsse 14, an welche die Versorgungsspannung und die Masse anliegen. Das Ganze wird dann wiederum in die Bohrungen 12 der Leiterplatte 13 eingesteckt und in bekannter Weise, beispielsweise durch Löten, mit dieser verbunden.Fig. 4 shows a possibility of connecting the IC 10 to the contact pins 11, whereby these are plugged into the contact connections 14 of an IC socket 15. A circuit board, as shown in Fig. 1, is plugged onto the contact connections 14 of the IC socket 15 from below in such a way that the contact connections 14 with their lower pins penetrate the holes 2' of the circuit board 1. The two conductor tracks 3 and 4 are connected via the diametrically opposite connections 14, to which the supply voltage and ground are connected. The whole is then plugged into the holes 12 of the circuit board 13 and connected to it in a known manner, for example by soldering.
Eine vereinfachte Ausführungsform ist in Fig. 5 dargestellt. Hier ist das IC 10 mit seinen An:,chlußstiften unmittelbar auf die Schaitpiäiine 1 gesteckt, wobei die Anschlußstifte 11 durch die Bohrungen 2 der Platine verlaufen und die diametral verlaufenden Stifte 11 über die Leiterbahnen 3, 4 über den Entkopplungskondensator 7 verbunden sind. Das IC wird dann unmittelbar in die Bohrungen 12 der Leiterplatte 13 gesteckt ^iG rait dieser beispielsweise verlötet.A simplified embodiment is shown in Fig. 5. Here, the IC 10 is plugged directly onto the circuit board 1 with its connection pins, whereby the connection pins 11 run through the holes 2 of the circuit board and the diametrically running pins 11 are connected via the conductor tracks 3, 4 via the decoupling capacitor 7. The IC is then plugged directly into the holes 12 of the circuit board 13 and is soldered thereto, for example.
Eine umgekehrte Möglichkeit ist in Fig. 6 dargestellt. Dort ist das IC 10 mit seinen Anschlüssen 11 direkt in die Bohrungen 12 der Leiterplatte 13 gesteckt und wird mit dieser verlötet. Von unten ist auf durchgehende Stifte 16 die Schaltplatine 1 mit ihren Bohrungen 2 aufgesetzt und wird an den diametral gegenüberliegenden Anschiußstiften 14 durch Löten verbunden.A reverse possibility is shown in Fig. 6. There, the IC 10 with its connections 11 is inserted directly into the holes 12 of the circuit board 13 and is soldered to it. From below, the circuit board 1 with its holes 2 is placed on through-pins 16 and is connected to the diametrically opposite connection pins 14 by soldering.
a ■ ·a ■ ·
• ■ · ■ > t <• ■ · ■ > t <
Die Schaltplatine gemäß der Erfindung kann mit 14, 16, 18, 20, 22, 24, 28, 30, 32, 36, 40, 42, 48 und 64-poligen Anschlüssen für Standard DIP-ICs mit diagonal angeordneter Spannungsversorgung und Masseanschlüssen vorgesehen werden. Es sind selbstverständlich auch Ausführungen mit anderen Stromversorgungs- und Masseanschlüssen möglich. Das Basismaterial für die Schaltpiatine gemäß der Erfindung kann aus Epoxidharz mit 0,5 bis 1,5 mm Dicke bestehen.The circuit board according to the invention can be provided with 14, 16, 18, 20, 22, 24, 28, 30, 32, 36, 40, 42, 48 and 64-pin connections for standard DIP ICs with diagonally arranged power supply and ground connections. Of course, versions with other power supply and ground connections are also possible. The base material for the circuit board according to the invention can consist of epoxy resin with a thickness of 0.5 to 1.5 mm.
Die Platine gemäß der Erfindung kann auch für andere IC-Bausteine, Pin-Grid-Array-Fassungen sowie PLCC- und LCC-Fassungen eingesetzt werden.The circuit board according to the invention can also be used for other IC components, pin grid array sockets as well as PLCC and LCC sockets.
Claims (3)
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