Giunsa pagsulbad ang problema sa EMI sa disenyo sa Multilayer PCB?

Nahibal-an ba nimo kung giunsa pagsulbad ang problema sa EMI kung ang disenyo sa multi-layer nga PCB?

Pasultiha ko nimo!

Adunay daghang mga paagi sa pagsulbad sa mga problema sa EMI.Ang mga modernong pamaagi sa pagsumpo sa EMI naglakip sa: paggamit sa EMI suppression coating, pagpili sa angay nga EMI suppression parts ug EMI simulation design.Pinasukad sa labing sukaranan nga layout sa PCB, kini nga papel naghisgot sa function sa PCB stack sa pagkontrol sa EMI radiation ug kahanas sa disenyo sa PCB.

power bus

Ang output boltahe nga paglukso sa IC mahimong mapadali pinaagi sa pagbutang sa tukma nga kapasidad duol sa power pin sa IC.Bisan pa, dili kini ang katapusan sa problema.Tungod sa limitado nga frequency nga tubag sa kapasitor, imposible alang sa kapasitor nga makamugna sa harmonic nga gahum nga gikinahanglan aron limpyo ang output sa IC sa bug-os nga frequency band.Dugang pa, ang lumalabay nga boltahe nga naporma sa power bus maoy hinungdan sa paghulog sa boltahe sa duha ka tumoy sa inductance sa decoupling path.Kini nga mga lumalabay nga boltahe mao ang nag-unang komon nga mode nga EMI interference nga mga tinubdan.Unsaon nato pagsulbad kini nga mga problema?

Sa kaso sa IC sa among circuit board, ang power layer sa palibot sa IC mahimong isipon nga usa ka maayo nga high-frequency capacitor, nga makakolekta sa enerhiya nga na-leak sa discrete capacitor nga naghatag og high-frequency nga enerhiya alang sa limpyo nga output.Dugang pa, ang inductance sa usa ka maayo nga layer sa gahum gamay ra, mao nga ang lumalabay nga signal nga gi-synthesize sa inductor gamay usab, sa ingon pagkunhod sa kasagaran nga mode EMI.

Siyempre, ang koneksyon tali sa power supply layer ug sa IC power supply pin kinahanglan nga mubo kutob sa mahimo, tungod kay ang pagtaas sa ngilit sa digital signal mas paspas ug mas paspas.Mas maayo nga ikonektar kini direkta sa pad diin nahimutang ang IC power pin, nga kinahanglan nga hisgutan nga gilain.

Aron makontrol ang komon nga mode nga EMI, ang power layer kinahanglan nga usa ka maayong pagkadisenyo nga parisan sa mga power layer aron makatabang sa decouple ug adunay igo nga ubos nga inductance.Ang ubang mga tawo tingali mangutana, unsa kini ka maayo?Ang tubag nagdepende sa power layer, ang materyal tali sa mga layer, ug ang operating frequency (ie, function sa IC rise time).Sa kinatibuk-an, ang gilay-on sa mga lut-od sa gahum mao ang 6mil, ug ang interlayer mao ang FR4 nga materyal, mao nga ang katumbas nga kapasidad kada square inch sa power layer maoy mga 75pF.Dayag, ang gamay nga gilay-on sa layer, mas dako ang kapasidad.

Wala'y daghang mga himan nga adunay pagtaas sa oras sa 100-300ps, apan sumala sa kasamtangan nga rate sa pag-uswag sa IC, ang mga himan nga adunay pagtaas sa oras sa han-ay sa 100-300ps mag-okupar sa taas nga proporsiyon.Para sa mga sirkito nga adunay 100 ngadto sa 300 PS nga pagtaas sa mga panahon, ang 3 mil nga gilay-on sa layer dili na magamit sa kadaghanan sa mga aplikasyon.Nianang panahona, gikinahanglan ang pagsagop sa teknolohiya sa delamination nga adunay interlayer spacing nga ubos pa sa 1mil, ug ilisan ang FR4 dielectric nga materyal sa materyal nga adunay taas nga dielectric nga kanunay.Karon, ang mga seramiko ug mga potted nga plastik makatagbo sa mga kinahanglanon sa disenyo sa 100 hangtod 300ps nga pagtaas sa oras nga mga sirkito.

Bisan kung ang mga bag-ong materyales ug pamaagi mahimong magamit sa umaabot, ang kasagaran nga 1 hangtod 3 ns nga pagtaas sa oras nga mga sirkito, 3 hangtod 6 mil nga gilay-on sa layer, ug ang FR4 nga dielectric nga mga materyales kasagaran igo aron madumala ang mga high-end nga harmonics ug paghimo sa mga lumalabay nga signal nga ubos kaayo, kana mao , ang komon nga mode EMI mahimong mapakunhod nga ubos kaayo.Niini nga papel, ang disenyo nga panig-ingnan sa PCB layered stacking gihatag, ug ang layer gilay-on gituohan nga 3 ngadto sa 6 mil.

electromagnetic nga panagang

Gikan sa signal routing point of view, ang usa ka maayo nga layering nga estratehiya kinahanglan nga ibutang ang tanan nga signal traces sa usa o daghan pa nga mga layer, nga sunod sa power layer o ground plane.Alang sa suplay sa kuryente, ang usa ka maayo nga estratehiya sa layering kinahanglan nga ang layer sa kuryente kasikbit sa eroplano sa yuta, ug ang gilay-on tali sa layer sa kuryente ug ang eroplano sa yuta kinahanglan nga gamay kutob sa mahimo, nga gitawag namon nga "layering" nga estratehiya.

PCB stack

Unsang matanga sa estratehiya sa stacking ang makatabang sa pagpanalipod ug pagsumpo sa EMI?Ang mosunud nga layered stacking scheme nagdahum nga ang suplay sa kuryente nagdagayday sa usa ka layer ug nga ang usa ka boltahe o daghang mga boltahe giapod-apod sa lainlaing mga bahin sa parehas nga layer.Ang kaso sa daghang mga layer sa kuryente hisgutan sa ulahi.

4-ply nga plato

Adunay pipila ka mga potensyal nga mga problema sa disenyo sa 4-ply laminates.Una sa tanan, bisan kung ang signal layer naa sa gawas nga layer ug ang gahum ug ground plane naa sa sulod nga layer, ang distansya tali sa power layer ug ground plane dako gihapon.

Kung ang gikinahanglan sa gasto mao ang una, ang mosunod nga duha ka alternatibo sa tradisyonal nga 4-ply board mahimong makonsiderar.Ang duha kanila makapauswag sa performance sa pagsumpo sa EMI, apan kini angay lamang sa kaso diin ang densidad sa mga sangkap sa board igo nga ubos ug adunay igo nga lugar sa palibot sa mga sangkap (aron ibutang ang gikinahanglan nga copper coating alang sa power supply).

Ang una mao ang gipalabi nga laraw.Ang gawas nga mga lut-od sa PCB tanan nga mga sapaw, ug ang tunga nga duha nga mga sapaw mga signal / gahum nga mga sapaw.Ang suplay sa kuryente sa signal layer gipaagi sa lapad nga mga linya, nga naghimo sa agianan nga impedance sa suplay sa kuryente nga ubos ug ang impedance sa signal microstrip nga agianan ubos.Gikan sa panan-aw sa kontrol sa EMI, kini ang labing kaayo nga 4-layer nga istruktura sa PCB nga magamit.Sa ikaduha nga laraw, ang gawas nga layer nagdala sa gahum ug yuta, ug ang tunga nga duha nga layer nagdala sa signal.Kung itandi sa tradisyonal nga 4-layer board, ang pag-uswag sa kini nga laraw mas gamay, ug ang interlayer impedance dili sama ka maayo sa tradisyonal nga 4-layer board.

Kung ang wiring impedance kinahanglan nga kontrolon, ang labaw sa stacking scheme kinahanglan nga mag-amping pag-ayo aron ibutang ang mga kable sa ilawom sa tumbaga nga isla sa suplay sa kuryente ug grounding.Dugang pa, ang copper island sa power supply o stratum kinahanglan nga magkadugtong kutob sa mahimo aron masiguro ang koneksyon tali sa DC ug ubos nga frequency.

6-ply nga plato

Kung ang densidad sa mga sangkap sa 4-layer board dako, ang 6-layer nga plato mas maayo.Bisan pa, ang epekto sa panagang sa pipila nga mga stacking scheme sa disenyo sa 6-layer board dili igo nga maayo, ug ang lumalabay nga signal sa power bus wala makunhuran.Duha ka pananglitan ang gihisgutan sa ubos.

Sa una nga kaso, ang suplay sa kuryente ug yuta gibutang sa ikaduha ug ikalima nga mga layer matag usa.Tungod sa taas nga impedance sa copper clad power supply, dili maayo nga kontrolon ang komon nga mode nga EMI radiation.Bisan pa, gikan sa punto sa panglantaw sa pagkontrol sa signal impedance, kini nga pamaagi husto kaayo.

Sa ikaduha nga pananglitan, ang suplay sa kuryente ug yuta gibutang sa ikatulo ug ikaupat nga mga sapaw.Kini nga disenyo nagsulbad sa problema sa tumbaga nga gisul-ob nga impedance sa suplay sa kuryente.Tungod sa dili maayo nga electromagnetic shielding performance sa layer 1 ug layer 6, ang differential mode EMI nagdugang.Kung ang gidaghanon sa mga linya sa signal sa duha ka gawas nga mga sapaw mao ang pinakagamay ug ang gitas-on sa mga linya mubo kaayo (ubos sa 1/20 sa pinakataas nga harmonic wavelength sa signal), ang disenyo makasulbad sa problema sa differential mode EMI.Ang mga resulta nagpakita nga ang pagsumpo sa differential mode EMI ilabi na nga maayo kung ang gawas nga layer napuno sa tumbaga ug ang copper clad area gi-grounded (matag 1/20 wavelength interval).Sama sa gihisgutan sa ibabaw, ang tumbaga ibutang


Oras sa pag-post: Hul-29-2020