Jinsi ya kutatua shida ya EMI katika muundo wa Multilayer PCB?

Je, unajua jinsi ya kutatua tatizo la EMI wakati muundo wa PCB wa tabaka nyingi?

Hebu niambie!

Kuna njia nyingi za kutatua shida za EMI.Mbinu za kisasa za ukandamizaji wa EMI ni pamoja na: kutumia mipako ya kukandamiza EMI, kuchagua sehemu zinazofaa za ukandamizaji wa EMI na muundo wa uigaji wa EMI.Kulingana na mpangilio msingi zaidi wa PCB, karatasi hii inajadili kazi ya mrundikano wa PCB katika kudhibiti mionzi ya EMI na ujuzi wa kubuni wa PCB.

basi la nguvu

Kuruka kwa voltage ya pato la IC kunaweza kuharakishwa kwa kuweka uwezo unaofaa karibu na pini ya nguvu ya IC.Hata hivyo, huu sio mwisho wa tatizo.Kwa sababu ya mwitikio mdogo wa mzunguko wa capacitor, haiwezekani kwa capacitor kutoa nguvu ya usawa inayohitajika kuendesha pato la IC kwa usafi katika bendi kamili ya masafa.Kwa kuongeza, voltage ya muda mfupi inayoundwa kwenye basi ya nguvu itasababisha kushuka kwa voltage kwenye ncha zote mbili za inductance ya njia ya kuunganishwa.Taratibu hizi za muda mfupi ndizo vyanzo kuu vya kawaida vya kuingiliwa vya EMI.Je, tunawezaje kutatua matatizo haya?

Kwa upande wa IC kwenye ubao wetu wa mzunguko, safu ya nguvu karibu na IC inaweza kuzingatiwa kama capacitor nzuri ya masafa ya juu, ambayo inaweza kukusanya nishati inayovuja na capacitor ya kipekee ambayo hutoa nishati ya masafa ya juu kwa pato safi.Kwa kuongeza, inductance ya safu nzuri ya nguvu ni ndogo, hivyo ishara ya muda mfupi iliyounganishwa na inductor pia ni ndogo, hivyo kupunguza hali ya kawaida ya EMI.

Bila shaka, uunganisho kati ya safu ya usambazaji wa umeme na pini ya umeme ya IC lazima iwe mfupi iwezekanavyo, kwa sababu makali ya kuongezeka kwa ishara ya digital ni kasi na kwa kasi.Ni bora kuiunganisha moja kwa moja kwenye pedi ambapo pini ya nguvu ya IC iko, ambayo inahitaji kujadiliwa tofauti.

Ili kudhibiti EMI ya hali ya kawaida, safu ya nishati lazima iwe jozi iliyobuniwa vyema ya tabaka za nguvu ili kusaidia kutengana na kuwa na uingizaji hewa wa chini vya kutosha.Watu wengine wanaweza kuuliza, ni nzuri kiasi gani?Jibu linategemea safu ya nguvu, nyenzo kati ya tabaka, na mzunguko wa uendeshaji (yaani, kazi ya muda wa IC kupanda).Kwa ujumla, nafasi za tabaka za nguvu ni 6mil, na interlayer ni nyenzo ya FR4, kwa hivyo uwezo sawa kwa kila inchi ya mraba ya safu ya nguvu ni karibu 75pF.Kwa wazi, nafasi ndogo ya safu, uwezo mkubwa zaidi.

Hakuna vifaa vingi vilivyo na muda wa kupanda wa 100-300ps, lakini kulingana na kiwango cha sasa cha maendeleo ya IC, vifaa vilivyo na muda wa kupanda katika anuwai ya 100-300ps vitachukua sehemu kubwa.Kwa saketi zilizo na nyakati za kupanda kwa PS 100 hadi 300, nafasi kati ya safu ya mil 3 haitumiki tena kwa programu nyingi.Wakati huo, ni muhimu kupitisha teknolojia ya delamination na nafasi ya interlayer chini ya 1mil, na kuchukua nafasi ya nyenzo za dielectri ya FR4 na nyenzo yenye kiwango cha juu cha dielectric.Sasa, keramik na plastiki za sufuria zinaweza kukidhi mahitaji ya muundo wa saketi za wakati wa kupanda 100 hadi 300ps.

Ingawa nyenzo na mbinu mpya zinaweza kutumika katika siku zijazo, mizunguko ya muda wa 1 hadi 3 ns ya kawaida, nafasi kati ya safu kati ya mil 3 hadi 6, na vifaa vya dielectric vya FR4 kawaida hutosha kushughulikia ulinganifu wa hali ya juu na kufanya mawimbi ya muda mfupi kuwa ya chini vya kutosha. , hali ya kawaida EMI inaweza kupunguzwa chini sana.Katika karatasi hii, mfano wa muundo wa kuweka safu za PCB umepewa, na nafasi ya safu inadhaniwa kuwa 3 hadi 6 mil.

kinga ya sumakuumeme

Kutoka kwa mtazamo wa uelekezaji wa ishara, mkakati mzuri wa kuweka safu unapaswa kuwa kuweka alama zote za mawimbi katika tabaka moja au zaidi, ambazo ziko karibu na safu ya nguvu au ndege ya ardhini.Kwa ugavi wa umeme, mkakati mzuri wa kuweka safu unapaswa kuwa safu ya nguvu iko karibu na ndege ya chini, na umbali kati ya safu ya nguvu na ndege ya ardhi inapaswa kuwa ndogo iwezekanavyo, ambayo ndiyo tunayoita mkakati wa "safu".

Mkusanyiko wa PCB

Ni aina gani ya mkakati wa kuweka mrundikano unaweza kusaidia kukinga na kukandamiza EMI?Mpangilio ufuatao wa kuweka mrundikano wa tabaka unadhani kuwa sasa usambazaji wa nguvu unapita kwenye safu moja na kwamba voltage moja au voltage nyingi husambazwa katika sehemu tofauti za safu sawa.Kesi ya tabaka nyingi za nguvu itajadiliwa baadaye.

Sahani 4-ply

Kuna baadhi ya matatizo ya uwezekano katika kubuni laminates 4-ply.Kwanza kabisa, hata ikiwa safu ya ishara iko kwenye safu ya nje na nguvu na ndege ya ardhini iko kwenye safu ya ndani, umbali kati ya safu ya nguvu na ndege ya ardhini bado ni kubwa sana.

Ikiwa mahitaji ya gharama ni ya kwanza, mbadala mbili zifuatazo kwa bodi ya jadi ya 4-ply inaweza kuzingatiwa.Wote wawili wanaweza kuboresha utendaji wa ukandamizaji wa EMI, lakini wanafaa tu kwa kesi ambapo wiani wa vipengele kwenye ubao ni chini ya kutosha na kuna eneo la kutosha karibu na vipengele (kuweka mipako ya shaba inayohitajika kwa usambazaji wa umeme).

Ya kwanza ni mpango uliopendekezwa.Tabaka za nje za PCB ni tabaka zote, na tabaka mbili za kati ni safu za ishara / nguvu.Ugavi wa umeme kwenye safu ya ishara hupitishwa na mistari pana, ambayo hufanya kizuizi cha njia ya ugavi wa umeme kuwa chini na kizuizi cha njia ya microstrip ya ishara chini.Kwa mtazamo wa udhibiti wa EMI, huu ndio muundo bora wa PCB wa tabaka 4 unaopatikana.Katika mpango wa pili, safu ya nje hubeba nguvu na ardhi, na safu mbili za kati hubeba ishara.Ikilinganishwa na bodi ya jadi ya safu 4, uboreshaji wa mpango huu ni mdogo, na impedance ya interlayer sio nzuri kama ile ya bodi ya jadi ya safu 4.

Ikiwa impedance ya wiring inapaswa kudhibitiwa, mpango wa juu wa stacking unapaswa kuwa makini sana kuweka wiring chini ya kisiwa cha shaba cha ugavi wa umeme na kutuliza.Kwa kuongeza, kisiwa cha shaba kwenye ugavi wa umeme au tabaka kinapaswa kuunganishwa iwezekanavyo ili kuhakikisha uunganisho kati ya DC na mzunguko wa chini.

Sahani 6-ply

Ikiwa wiani wa vipengele kwenye bodi ya safu 4 ni kubwa, sahani ya safu 6 ni bora zaidi.Hata hivyo, athari ya kinga ya baadhi ya mipango ya stacking katika kubuni ya bodi ya safu-6 haitoshi, na ishara ya muda mfupi ya basi ya nguvu haijapunguzwa.Mifano miwili imejadiliwa hapa chini.

Katika kesi ya kwanza, ugavi wa umeme na ardhi huwekwa kwenye safu ya pili na ya tano kwa mtiririko huo.Kwa sababu ya kizuizi cha juu cha usambazaji wa umeme wa vifuniko vya shaba, haifai sana kudhibiti mionzi ya kawaida ya EMI.Hata hivyo, kutoka kwa mtazamo wa udhibiti wa impedance ya ishara, njia hii ni sahihi sana.

Katika mfano wa pili, ugavi wa umeme na ardhi huwekwa kwenye safu ya tatu na ya nne kwa mtiririko huo.Ubunifu huu hutatua shida ya kizuizi cha ugavi wa umeme wa shaba.Kutokana na utendaji duni wa ulinzi wa sumakuumeme wa safu ya 1 na safu ya 6, hali ya utofautishaji EMI huongezeka.Ikiwa idadi ya mistari ya ishara kwenye tabaka mbili za nje ni ndogo na urefu wa mistari ni mfupi sana (chini ya 1/20 ya urefu wa juu wa mawimbi ya ishara), muundo unaweza kutatua shida ya hali ya kutofautisha EMI.Matokeo yanaonyesha kuwa ukandamizaji wa hali ya kutofautisha EMI ni mzuri haswa wakati safu ya nje imejazwa na shaba na eneo la kifuniko cha shaba limewekwa msingi (kila 1 / 20 wavelength).Kama ilivyoelezwa hapo juu, shaba itawekwa


Muda wa kutuma: Jul-29-2020