 芯片测试时，有时会遇到这种情况：直流参数正常，一跑功能测试就出错；或者同一批Loadboard，有的工位稳，有的工位飘。查程序、查座子、查机台，都没问题。最后发现是板子上的去耦电容没放好。 去耦电容不起眼，但放错了地方、放少了容量、放远了距离，都会让电源纹波变大，导致测试结果不可靠。 今天聊聊测试板上去耦电容的几个基本点。  一、为什么需要去耦电容？ 芯片工作时，电流不是恒定的。内部逻辑翻转的瞬间会抽取很大的瞬态电流。这个电流从测试机的电源通道流过来，经过电缆、连接器、PCB走线，存在电感。电感会阻碍电流突变，导致芯片电源引脚上的电压瞬间跌落。 去耦电容就放在芯片电源引脚旁边，像一个“小水库”。当芯片需要瞬态电流时，先由电容提供，同时测试机电源慢慢给电容充电。这样芯片引脚上的电压就能保持稳定。 没有去耦电容，或者电容放得太远，电源纹波会很大，可能导致逻辑误判、时序错乱，甚至芯片工作异常。 二、放多少？——电容数量 通常每个电源引脚配一个0.1μF的陶瓷电容。如果芯片有多个VDD引脚，每个引脚旁边放一个。 除此之外，在PCB上均匀分布几个10μF或22μF的钽电容或陶瓷电容，作为“ bulk电容”，提供中低频的去耦。 规则：小电容（0.1μF）靠近每个电源脚，大电容（10~22μF）放在板子入口或均匀分布。 不是越多越好。过多的电容会增加漏电、占用空间，而且电容之间可能会产生反谐振。一般按芯片数据手册的建议来放。 三、放多大？——电容容值 常见组合： 0.1μF（100nF）：滤除高频噪声，几十MHz到几百MHz 1μF~10μF：滤除中频噪声，几百kHz到几十MHz 10μF以上：储能，应对低频的电流波动 对于测试Loadboard，芯片通常以较低频率运行（相比最终产品），0.1μF + 10μF组合基本够用。如果芯片是高速数字芯片（如DDR接口），可能需要更小的电容（如0.01μF）或更特殊的组合。 怎么确定？看芯片数据手册的“电源去耦”章节，按照推荐值来。 四、放哪？——位置最关键 这是最容易出错的地方。电容离芯片电源引脚越远，效果越差。因为PCB走线本身有电感，距离越长，电感越大，电容的高频滤波能力就没了。 原则：电容尽量靠近芯片电源引脚，中间不要过孔，不要绕路。理想情况下，电容和引脚在PCB同一层，走线长度不超过几毫米。 对于BGA封装的芯片，电源引脚在芯片底部，很难在背面直接放电容。这时候可以把电容放在PCB背面，正对着引脚下方，用两个过孔连接。尽量让过孔和电容的焊盘紧挨着。 另外，电容的地端也要就近连接到芯片的地引脚或者地平面，不要拉长线。 五、常见错误 错误一：电容放在板子边缘，离芯片很远 例如，在Loadboard的入口处放了一排大电容，芯片旁边什么都没放。瞬态电流从板子边缘流过来，路径长，电感大，芯片引脚上电压还是会跌落。 错误二：电容和引脚之间有过孔或细线 过孔本身有电感，细长走线也是。应该用宽线直接连，或者多个过孔并联减小电感。 错误三：只放大电容，忽略小电容 大电容的等效串联电感（ESL）较大，对高频噪声滤波效果差。小电容必须要有。 错误四：电容的额定电压不够 陶瓷电容的容量会随直流偏置电压升高而下降。例如一颗10V耐压的电容在5V下可能只剩下50%容量。建议选择耐压至少两倍于工作电压的电容。 六、快速自查清单 拿到一块Loadboard，可以快速检查以下几点： 1、每个芯片电源引脚附近有没有一个0.1μF电容？距离是否在几毫米以内？ 2、板子上有没有至少几个10μF以上的大电容？ 3、电容到电源引脚的走线是否尽量短且宽？ 4、电容的地端是否直接连到地平面或芯片地引脚？ 5、电容的耐压是否足够（至少两倍工作电压）？ 去耦电容看起来小，但它是测试板设计的“基本功”。放对了，电源稳，测试准；放错了，查问题查到怀疑人生。 三个要点再记一下： 小电容靠近每个电源脚 大电容均匀分布在板上 走线短、直、宽 下次画Loadboard时，多花几分钟调整电容位置，能省下后期几天的调试时间。  |
