Технология PCB - PCB полиграфический анализ

Существует множество способов решения проблемы EMI. Современные методы подавления EMI включают в себя: использование ингибирующего покрытия EMI, выбор подходящего ингибирующего компонента EMI и моделирование EMI. Начните с базовой компоновки печатных плат PCB(PCB design and layout), чтобы обсудить роль и методы проектирования слоя PCB для управления излучением EMI.

Электрическая шина

Надлежащее размещение конденсаторов соответствующей емкости вблизи штуцера питания IC позволяет быстро изменять выходное напряжение IC. Однако на этом проблема не заканчивается. Из - за ограниченной частотной реакции конденсатора конденсатор не может генерировать гармоническую мощность, необходимую для чистого управления выходом IC в полной полосе частот. Кроме того, переходное напряжение, образующееся на шине питания, будет формировать перепад давления на индуктивности развязанного пути, который является основным источником помех EMI. Как нам решить эти проблемы?

Что касается ик на нашей плате питания, то энергетический слой вокруг ик может рассматриваться как отличный высокочастотный конденсатор, который может собирать часть энергии, просачиваемой дискретным конденсатором, который обеспечивает высокочастотную энергию для чистой производительности. Кроме того, индуктивность хорошего энергетического слоя должна быть небольшой, поэтому переходный сигнал, синтезированный индуктивностью, также невелик, что снижает общий режим EMI.

Конечно, связь между силовым слоем и pin питания IC должна быть как можно короче, потому что растущий край цифрового сигнала становится все быстрее и быстрее, и лучше всего подключить его непосредственно к блоку, где находится pin питания IC. Этот вопрос необходимо обсудить отдельно.

Для управления общим режимом EMI плоскость питания должна способствовать разъединению и иметь достаточно низкую индуктивность. Эта плоскость питания должна быть хорошо сконструированной парой плоскостей питания. Кто-нибудь может спросить, насколько это хорошо? Ответ на этот вопрос зависит от распределения источника питания, материалов между слоями и рабочей частоты (то есть функции времени восстановления ик). Как правило, расстояние между энергетическим слоем составляет 6млн, а промежуточным слоем является материал FR4, эквивалентная емкость энергетического слоя на квадратный дюйм составляет около 75pF. Очевидно, чем меньше расстояние между слоями, тем больше емкость.

Есть не так много устройств со временем восстановления от 100 до 300 ps, но в соответствии с текущей скоростью развития IC, устройства со временем восстановления в диапазоне от 100 до 300 ps будут занимать высокую долю. Для схем с временем восстановления от 100 до 300ps 3 - миллиметровый интервал слоя больше не подходит для большинства применений. В то время необходимо было использовать технологию слойки с интервалом менее 1 млн. и заменить диэлектрические материалы FR4 материалами с высокой диэлектрической константой. Теперь керамика и керамическая пластмасса могут соответствовать проектным требованиям от 100 до 300 ps циклов восстановления времени.

Хотя новые материалы и новые методы могут быть использованы в будущем, для сегодняшних общих 1-3ns циклов времени восстановления, от 3 до 6mil слоя интервал и FR4 диэлектрические материалы, как правило, достаточно обрабатывать высокопроизводительные гармонические и сделать переходный сигнал достаточно низким, то есть общий режим EMI может быть сокращен очень низким. Примеры многослойной штабелирования печатной платы PCB, приведенные в этой статье, предполагают расстояние между слоями от 3 до 6 миль.

Электромагнитная защита

С точки зрения сигнальных следов, хорошей стратегией слоёв должно быть размещение всех сигнальных следов на одном или нескольких слоях, и эти слои находятся рядом с энергетическим или подземным слоем. Для источника питания хорошей стратегией слоёв должно быть то, что энергетический слой находится рядом с подземным слоем, а расстояние между энергетическим слоем и подземным слоем должно быть как можно меньше. Это то, что мы называем стратегией слойки.

Штабелирование печатной платы

Какая стратегия штабелирования помогает защитить и подавить EMI? Следующая многослойная схема штаберования предполагает, что ток питания подается на Один слой, а одно напряжение или несколько напряжений распределяются в разных частях одного и того же слоя. Вопрос о множественных уровнях мощности будет рассмотрен ниже.

4- слойная доска

Существует несколько потенциальных проблем с 4- слойным дизайном платы. Во-первых, традиционная четырехслойная доска толщиной 62 мили, даже если сигнальный слой находится на внешнем слое, а энергетический и грунтовый — на внутреннем слое, расстояние между энергетическим и грунтовым слоем все еще слишком велико.

Если сначала требуется стоимость, вы можете рассмотреть следующие две традиционные 4- слойные альтернативы. Эти два решения могут улучшить производительность подавления EMI, но они пригодны только для применения в тех случаях, когда плотность компонента на борту достаточно низкая и достаточно места вокруг компонентов (поместите требуемую мощность медного слоя).

Первый вариант является предпочтительным. Внешний слой печатной платы PCB-это первый слой, а средний-два слоя сигнала/мощности. Питание на сигнальном слое направляется широкой линией, которая может сделать путь сопротивления тока питания низким, а также сопротивление сигнала микрополосы пути также низким. С точки зрения управления EMI, это лучшая 4- слойная структура ПХД. Во второй схеме внешний слой использует силу и землю, а средний два слоя используют сигналы. По сравнению с традиционной 4- слойной доской, улучшение меньше, а интерслойное сопротивление так же плохо, как и традиционная 4- слойная доска.

Если вы хотите контролировать сопротивление следа, выше схема штабелирования должны быть очень осторожны, чтобы организовать следы под властью и грунтовые медные острова. Кроме того, медные острова на электроснабжении или наземном слое должны быть в максимально возможной степени соединены между собой для обеспечения постоянного тока и низкочастотной связи.