Jinsi ya kutatua tatizo la EMI katika Multilayer PCB design?

Je! Unajua jinsi ya kutatua tatizo la EMI wakati PCB yenye safu nyingi?

Ngoja nikwambie!

Kuna njia nyingi za kutatua shida za EMI. Njia za kisasa za kukandamiza EMI ni pamoja na: kutumia mipako ya kukandamiza EMI, kuchagua sehemu sahihi za kukandamiza EMI na muundo wa simulizi wa EMI. Kwa msingi wa mpangilio wa msingi zaidi wa PCB, karatasi hii inazungumzia kazi ya kifurushi cha PCB katika kudhibiti mionzi ya EMI na ujuzi wa muundo wa PCB.

basi la nguvu

Kuruka kwa voltage ya pato inaweza kuharakishwa kwa kuweka uwezo mzuri karibu na pini ya nguvu ya IC. Walakini, huu sio mwisho wa shida. Kwa sababu ya mwitikio mdogo wa masafa ya capacitor, haiwezekani kwa capacitor kutoa nguvu ya harmoniki inayohitajika kuendesha pato la IC safi katika bendi kamili ya masafa. Kwa kuongezea, voltage ya muda mfupi iliyoundwa kwenye basi ya nguvu itasababisha kushuka kwa voltage katika miisho yote ya njia ya kupungua. Voltages hizi za muda mfupi ni vyanzo kuu vya kuingilia EMI ya kawaida. Je! Tunawezaje kutatua shida hizi?

Kwa upande wa IC kwenye bodi yetu ya mzunguko, safu ya nguvu kuzunguka IC inaweza kuzingatiwa kama capacitor nzuri ya kiwango cha juu, ambayo inaweza kukusanya nishati iliyovuja na capacitor ya disc ambayo hutoa nishati ya mzunguko wa juu kwa pato safi. Kwa kuongezea, inductance ya safu nzuri ya nguvu ni ndogo, kwa hivyo ishara ya muda mfupi iliyoundwa na inductor pia ni ndogo, na hivyo kupunguza EMI ya kawaida.

Kwa kweli, uhusiano kati ya safu ya usambazaji wa umeme na pini ya usambazaji wa umeme wa IC lazima iwe fupi iwezekanavyo, kwa sababu makali ya kupanda kwa ishara ya dijiti ni haraka na haraka. Ni bora kuiunganisha moja kwa moja kwenye pedi ambayo pini ya umeme ya IC iko, ambayo inahitaji kujadiliwa kando.

Ili kudhibiti EMI ya kawaida, safu ya nguvu lazima iwe jozi iliyoundwa na nguvu ya safu ya kusaidia kusaidia kumaliza na kuwa na ujazo wa chini wa kutosha. Watu wengine wanaweza kuuliza, ni nzuri vipi? Jibu linategemea safu ya nguvu, nyenzo kati ya tabaka, na masafa ya kufanya kazi (yaani, kazi ya wakati wa kuongezeka kwa IC). Kwa ujumla, nafasi ya tabaka za umeme ni 6mil, na kuingiliana ni nyenzo za FR4, kwa hivyo uwezo sawa kwa inchi ya mraba ya safu ya nguvu ni karibu 75pF. Kwa wazi, nafasi ndogo za safu, uwezo mkubwa zaidi.

Hakuna vifaa vingi vilivyo na wakati wa kuongezeka kwa 100-300ps, lakini kulingana na kiwango cha sasa cha maendeleo cha IC, vifaa vilivyo na wakati wa kuongezeka katika safu ya 100-300ps zitakuwa na idadi kubwa. Kwa nyaya zilizo na nyakati 100 hadi 300 za kupanda kwa PS, nafasi ya safu mil 3 haitumiki tena kwa matumizi mengi. Wakati huo, ni muhimu kupitisha teknolojia ya delamination na nafasi ya kati ya chini ya 1mil, na kuchukua nafasi ya nyenzo ya dielectri ya FR4 na nyenzo na dielectri ya juu mara kwa mara. Sasa, keramik na plastiki zilizo na sufuria zinaweza kukidhi mahitaji ya muundo wa nyaya za kuongezeka kwa 100 hadi 300p.

Ingawa vifaa vipya na njia zinaweza kutumiwa katika siku zijazo, mzunguko wa kawaida wa 1 hadi 3 ns kuongezeka, nafasi 3 hadi 6 mil safu, na vifaa vya dielectric vya FR4 kawaida zinatosha kushughulikia kuunganishwa kwa muda mrefu na kufanya ishara za muda kuwa za chini, hiyo ni , hali ya kawaida EMI inaweza kupunguzwa chini sana. Katika karatasi hii, mfano wa muundo wa kufunga kwa PCB umepewa, na nafasi ya safu inadhaniwa kuwa 3 hadi 6 mil.

kinga ya umeme

Kutoka kwa mtazamo wa usambazaji wa ishara, mkakati mzuri wa kuweka inapaswa kuwa kuweka alama zote za ishara katika safu moja au zaidi, ambayo iko karibu na safu ya nguvu au ndege ya ardhini. Kwa usambazaji wa nguvu, mkakati mzuri wa kuwekewa umeme unapaswa kuwa kwamba safu ya nguvu iko karibu na ndege ya ardhini, na umbali kati ya safu ya nguvu na ndege ya ardhi inapaswa kuwa ndogo iwezekanavyo, ambayo ndio tunaiita mkakati wa "layering".

PCB stack

Je! Ni aina gani ya mkakati wa kufunga inaweza kusaidia ngao na kukandamiza EMI? Mpango uliowekwa wa kuwekewa wafuatayo unadhani kwamba umeme wa sasa unapita kwenye safu moja na kwamba voltage moja au voltages nyingi zinasambazwa katika sehemu tofauti za safu sawa. Kesi ya tabaka nyingi za nguvu itajadiliwa baadaye.

4-ply sahani

Kuna shida kadhaa katika muundo wa laminates 4-ply. Kwanza kabisa, hata ikiwa safu ya ishara iko kwenye safu ya nje na nguvu na ndege ya ardhi ziko kwenye safu ya ndani, umbali kati ya safu ya nguvu na ndege ya ardhi bado ni kubwa sana.

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

Ya kwanza ni mpango unaopendelea. Tabaka za nje za PCB zote ni tabaka, na tabaka mbili za kati ni tabaka za ishara / nguvu. Usambazaji wa nguvu kwenye safu ya ishara hutolewa kwa mistari pana, ambayo inafanya njia ya usambazaji wa nguvu ya sasa kuwa chini na uwekaji wa njia ya ishara ya chini. Kwa mtazamo wa udhibiti wa EMI, hii ndio muundo bora wa safu 4 za PCB zinazopatikana. Katika mpango wa pili, safu ya nje hubeba nguvu na ardhi, na safu mbili za katikati hubeba ishara. Ikilinganishwa na bodi ya jadi ya safu-4, uboreshaji wa mpango huu ni mdogo, na kuingizwa kwa mwingiliano sio nzuri kama ile ya bodi ya jadi ya safu nne.

Ikiwa uingiliaji wa waya utadhibitiwa, mpango wa juu wa alama unapaswa kuwa waangalifu sana kuweka wiring chini ya kisiwa cha shaba cha usambazaji wa nguvu na kutuliza. Kwa kuongezea, kisiwa cha shaba kwenye usambazaji wa umeme au stratum inapaswa kuunganishwa iwezekanavyo kuhakikisha uhusiano kati ya DC na masafa ya chini.

6-ply sahani

Ikiwa wiani wa vifaa kwenye ubao wa safu 4 ni kubwa, sahani ya safu 6 ni bora. Walakini, athari za kukinga za miradi kadhaa ya upangaji katika muundo wa bodi ya safu 6 haitoshi, na ishara ya muda mfupi ya basi ya nguvu haijapunguzwa. Mifano miwili imejadiliwa hapa chini.

Katika kesi ya kwanza, usambazaji wa nguvu na ardhi huwekwa kwenye tabaka la pili na la tano mtawaliwa. Kwa sababu ya upungufu mkubwa wa usambazaji wa umeme wa shaba, ni mbaya sana kudhibiti mionzi ya kawaida ya EMI. Walakini, kutoka kwa mtazamo wa udhibiti wa uwekaji wa ishara, njia hii ni sahihi sana.

Katika mfano wa pili, usambazaji wa umeme na ardhi vimewekwa kwenye tabaka la tatu na la nne mtawaliwa. Ubunifu huu hutatua shida ya impedance iliyofunikwa ya shaba ya usambazaji wa umeme. Kwa sababu ya utendaji duni wa kinga ya umeme wa safu ya 1 na safu ya 6, hali ya EMI tofauti 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 kiwango cha juu zaidi cha ishara), muundo unaweza kumaliza shida ya modi ya tofauti ya EMI. Matokeo yanaonyesha kuwa udandamizo wa hali ya kutofautisha EMI ni nzuri sana wakati safu ya nje imejazwa na shaba na eneo la kitambaa cha shaba linawekwa (kila muda wa wimbi 1/20). Kama ilivyoelezwa hapo juu, shaba itawekwa


Wakati wa posta: Jul-29-2020