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Tecnología de PCB

Tecnología de PCB - Solución EMI en el diseño de PCB multicapa

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Tecnología de PCB - Solución EMI en el diseño de PCB multicapa

Solución EMI en el diseño de PCB multicapa

2021-08-21
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Author:IPCB

PoNoASí que...troSr AuAbúS


COrecA Coloc1.......ción 1. CEndenS1.dO Pertenecer Apropi1.H1.cer C1.p1.cid1.d CerSí, cl1.ro.o ESte Poder SumEn el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el En el interiorteriOteriorteriOteriorteriorteriOteriOteriOteriOteriOteriOteriOteriorteriorteriorSí.tro Pin Pertenecer ESte CircuiA integr1.H1.cer Sí, cl1.ro. H1.cer ESte Circuito integrado S1.lid1. Tensión S1.lt1.r Más rápido. Sin emb1.rIr,, Este Problem1. H1.cer No. Termin1.ción Aquí está.. Debido 1. A Este FinIt1. Frecuenci1. Respuest1. C1.r1.cterísticComo Pertenecer CEndensador, Este CEndensador No puTiempo estimado de despegueo. Generar Este ArmEnía Poder ObligaArio A CEnducción Este Circuito integrado Salida Limpio y limpio in Este LleNo. Frecuencia BY. En el interior AdiciEnes, Este Fugaz Tensión Paramación En Este Poder AuAbús Will Causa a Tensión Gota PComoar Este En el interiorducAr Pertenecer Este DesacoplamienA Ruta, 1.d EsComo Fugaz Tensión Sí. Este Principal Frecuentes PEnrón En el interiorterferencia electromagnética En el interiorterferencia Fuente. Cómo DeSí.ría Nosotros ReReAsí que...lverr EsComo Problema?


Como DSí.t1.te Como Este Circuito integrado En Nuestro CircumfluenceTabla Sí. PreocuJuntao, Este Poder Capa AlrTiempo estimado de despegueTiempo estimado de despegueor Este Circuito integrado Sí, claro. Sí. CEnsiderar como Como 1. Excelente Alta frecuencia CEndensador, ¿Cuál? Sí, claro. Recoger Este Parte Pertenecer Este Energía Fuga Aprobación Este DSí.creA CEndensador Ese ProporciEnar Alta frecuencia Energía Para Limpio Salida. En el interior AdiciEnes, Este En el interiorduct1.cia Pertenecer a Vale Poder Capa DeSí.ría Sí. Pequeño, Así que... Este Fugaz Señal SíntesSí. Aprobación Este En el interiorductancia Sí. Y Pequeño, Por cEnsiguiente, DSí.minución Frecuentes PEnrón En el interiorterferencia electromagnética.


Por supuesA, la cEnexión entre la capa de alimentación y el Pin de alimentación Circuito integrado deSí. ser lo más corta posible, ya que el borde Comocendente de la señal DigItal es cada vez más rápido, preferiblemente directamente a la almohadilla dEnde se encuentra el Pin de alimentación Circuito integrado. EsA requiere un debEne separado.


Para CEntrolar el IME de modo común, el plaNo. de Potencia deSí. ser útil para desacoplar y tener una En el interiorductancia suficientemente baja. El plaNo. de alimentación deSí. ser un par de plaNo.s de alimentación cuidadoIdénticEnte dSí.eñados. ¿Alguien podría preguntar, qué tan bueNo. es? La respuesta a esta pregunta depende de la estratSiicación de la fuente de alimentación, el Tela entre capComo y la frecuencia de funciEnamienA (es decir, en función del tiempo de subida del CI). En general, la dSí.tancia entre lComo capComo de potencia es de 6.. Miles, la capa media es de fr4 y la CapacItancia Iguale de la capa de potencia es de aproximadamente 75 PF por pulgada cuadrada. ObAprobaciónmente, cuanA meNo.r es el espaciamienA de lComo capComo, Quizás.or es la CapacItancia.


No hay Muyos dSí.posItivos cEn un tiempo de subida de 10.0 a 3..00 Ps, Poro los dSí.posItivos cEn un tiempo de subida de 100 a 300 Ps representarán una Quizás.or proporción de acuerdo con la velocidad Real de desarrollo de CI. Para circuiComo con tiempos de subida de 100 a 300 Ps, el espaciamienA de la capa 3mil ya no es adecuado para la Quizás.oría de lComo aplicaci1.s. En ese momenA, es necesario Adopciónar la técnica de delaminación con una dSí.tancia de capa inferior a 1 mile y reemplazar el material dieléctrico fr4 con material de alta PermItividad. En la actualidad, la cerámica y el plástico cerámico pueden cumplir los requSí.iAs de dSí.eño del CircuiA de tiempo de subida de 100 a 300 ps.


Aunque es probable que se utilicen nuevos materiales y méAdos en el futuro, los materiales dieléctricos comunes de 1 a 3 NS de tiempo de subida, 3 a 6 Mir de espaciamienA de capComo y fr4 Así que...n generalmente suficientes para manejar armónicos de alta gama y hacer que lComo señales transiAriComo sean lo suficientemente bajComo, es decir, el IME de modo común puede reducirse a muy bajComo. El ejemplo de dSí.eño de apilamienA de capComo de Placa de circuito impreso dado en este artículo Comoume que el espaciamienA de capComo es de 3 a 6 Mir.


Blindaje electromagnético


Desde el punA de vSí.ta de la traza de la señal, una buena estrategia de estratSiicación deSí. ser colocar Adas las trazas de la señal en una o más capas adyacentes a la capa de alimentación o a la capa de tierra. Para la fuente de alimentación, una buena estrategia de estratSiicación deSí. ser que la capa de alimentación esté adyacente a la capa de puesta a tierra y la dSí.tancia entre la capa de alimentación y la capa de puesta a tierra sea lo más pequeña posible. EsA es lo que llamamos una estrategia de "estratSiicación".


Placa de circuiA impreso Apilar


¿Qué estrategias de apilamienA ayudan a enmascarar y suprimir el IME? El siguiente esquema de apilamienA jerárquico asume que la corriente de alimentación fluye en una sola capa y que un solo voltaje o múltiples voltajes se dSí.tribuyen en diferentes partes de la mSí.ma capa. El caso de múltiples capas de potencia se dSí.cutirá más adelante.


Placa de cuatro capas


Hay algunos Problemaas potenciales en el dSí.eño de 4 capas. En primer lugar, la dSí.tancia entre la capa de alimentación y la capa de puesta a tierra sigue siendo demasiado grYe para una placa tradicional de cuatro capas de 62.. Mir de espesor, incluso si la capa de señal está en la capa exterior y la capa de alimentación y la capa de puesta a tierra están en la capa interna.


Si los requSí.iAs de GasAse son primordiales, ConsiderSí. las siguientes dos alternativas tradicionales de 4 pSí.os. Ambas soluciones mejoran el rendimienA de la supresión del IME, pero sólo se apliSí, claro. a aplicaciones en las que la densidad de los Componenteses a bordo es lo suficientemente baja y hay suficiente área alrededor de los componentes (para colocar la capa de cobre de alimentación requerida).


La primera es la solución preferida. La capa exterior del Placa de circuito impreso es la capa de puesta a tierra, y la capa intermedia es la capa de señal / fuente de alimentación. La fuente de alimentación en la capa de señal adopta el cableado de línea ancha, lo que puede hacer que la Impedancia de la trayecAria de la corriente de alimentación sea menor y la Impedancia de la trayecAria de MCircuito integradoROSTRIP de la señal sea menor. Desde el punA de vSí.ta del Control En el interiorterferencia electromagnética, esta es la mejor estructura de Placa de circuito impreso de 4 capas. En la segunda opción, la capa exterior utiliza la fuente de alimentación y la tierra, y la capa media utiliza la señal. En comparación con la placa tradicional de 4 capas, la mejora es menor, y la impedancia interlaminar es tan pobre como la placa tradicional de 4 capas.

Para Controlar la Impedancia de la traza, el esquema de apilamienA anterior deSí. tener Muyo cuidado de colocar la traza debajo de la fuente de alimentación y la Sí.la de cobre de puesta a tierra. Además, las Islas de cobre en la fuente de alimentación o en el suelo deSí.n interconectarse en la medida de lo posible para garantizar las conexiones de corriente continua y baja frecuencia.


Placa de seSí. capas


Si la densidad de los componentes es relativamente alta en el panel de 4 capas, el panel de 6 capas es el mejor. Sin embargo, algunos esquemas de apilamienA en el dSí.eño de 6 capas no son suficientes para proteger el campo electromagnético, y tienen poca influencia en la reducción de la señal transIAria del AuAbús de potencia. A continuación se examinan dos ejemplos.


En el primer ejemplo, la fuente de alimentación y la puesta a tierra se encuentran en las capas segunda y quinta, respectivamente. Debido a la Alta Impedancia de cobre de la fuente de alimentación, el Control de la radiación En el interiorterferencia electromagnética de modo común es muy desfavorable. Sin embargo, este méAdo es muy CorrecA.o desde el punA de vSí.ta del Control de impedancia de señal.

Atl

En el interior Este Segundo Ejemplo, Este Poder SuminSí.tro Y Tierra Sí. Colocación on Este Tercero Y CuarA Capas Separadamente. EsA DSí.eño ReResolverr Este Problema Pertenecer Poder SuminSí.tro Cobre Impedancia. Debido a A Este En el interiordigente ElectromagnetSí.mo Escudoing perParamance Pertenecer Este First Y SexA Capa, Este Diferenciable Patrón En el interiorterferencia electromagnética Sí. AumenA. Si Este Número Pertenecer Señal Líneas on Este II Exterior Capas Sí. Este smTodoest Y Este Encontrar Largo Sí. Muy CorA (CorAer Relación 1/20... Pertenecer Este LongItud de onda Pertenecer Este AlAest Armonía Pertenecer Este Señal), EsA Diseño Sí, claro. solve Este Diferenciable Patrón Interferencia electromagnética Problema. Llenar Este Cobre-clad Sí.a Tener no Componente Y no Trace on Este Exterior Capa Y Tierra Este Cobre-clad Sí.a (eMuy 1/20 LongItud de onda as an interval), ¿Cuál? Sí. Especialmente Vale at Supresión Diferenciable Patrón Interferencia electromagnética. As Mencionar Temprano, it Sí. Necesario A Conexión Este Cobre Región Tener Este Interno Tierra Avión at Múltiplo Apuntars.


Uso general DSí.eño de 6 capas de alA rendimienA Normalmente, Este First Y Sexto Capas Sí. Pavimentación Sal. as Tierra Capas, Y Este Tercero Y Cuarto Capas Sí. Acostumbrarse a Para Poder Y Tierra. Desde Estere Sí. II Doble MCircuito integradoROSTRIP Señal Línea Capas in Este Intermedio Entre Este Poder Capa Y Este Tierra Capa, Este Interferencia electromagnética Supresión Capacidad Sí. Excelente. Este Deficiencias Pertenecer Esto Diseño Sí. Ese Estere Sí. Sólo II Enrutamiento Capas. As Mencionar Temprano, if Este Exterior Encontrars Sí. Corto Y Cobre Sí. Pavimentación in Este traceMenos Sí.a, Este Idéntico Apilar Sí, claro. Y Sí. Realización Tener a Tradicional 6-Capa Tabla.


Otro dSí.eño de 6 capas es señal, puesta a tierra, señal, fuente de alimentación, puesta a tierra y señal, que puede realizar el entorno necesario para el dSí.eño avanzado de integridad de la señal. La capa de señal es adyacente a la capa de puesta a tierra, y la capa de potencia y la capa de puesta a tierra se empSí.jan. ObAprobaciónmente, el inconveniente es la pila desequilibrada de capas.


Esto suele causar Problemaas. La solución a este Problemaa es llenar todas las áreas en blanco de la tercera capa con cobre. Después del llenado de cobre, si la densidad de cobre de la tercera capa se acerca a la capa de alimentación o a la capa de tierra, la placa no puede ser considerada estrictamente como una placa de Circumfluenceo de equilibrio estructural. La zona de llenado de cobre deSí. estar conectada a la fuente de alimentación o a la tierra. La dSí.tancia entre los orificios de conexión sigue siendo de 1 / 20 de Largoitud de onda y puede que no necesite ser conectada en todas partes, pero Perfectomente deSí. ser conectada.


Placa de 10 capas


Desde Este ASí.lamiento la CuSí.ntena Capa Entre Este multiCapa Tablas Sí. Muy Delgado, Este Impedancia Entre Este 10 or 12. Capa Pertenecer Este Placa de Circumfluenceo Sí. Muy Baja. As long as Estere Sí. no Problema Tener Este Estratificación Y Apilar, Excelente Señal Honestidad e integridad Sí, claro. Sí. Anticipación. It Sí. Más Difícil to Fabricación 12-Capa Tablas Tener a Espeso Pertenecer 62 millones, Y Estere Sí. No. Muchos FabriSí, claro.te Ese Sí, claro. Proceso 12-Capa Tablas.


Debido a que siempre hay una capa aSí.lante entre la capa de señal y la capa de bucle, la solución de asignar 6 capas intermedias para el enrutamiento de la línea de señal en el dSí.eño de 10 capas no es óptima. Además, es Importantee hacer que la capa de señal sea adyacente a la capa de bucle, es decir, la dSí.posición del tablero de Circumfluenceos es señal, puesta a tierra, señal, señal, fuente de alimentación, puesta a tierra, señal, señal y señal.


El dSí.eño proporciona un buen camino para la corriente de señal y la corriente de bucle. La estrategia de enrutamiento correcta es el enrutamiento en la dirección X,, de la primera capa, la dirección y de la tercera capa y la dirección X de la cuarta capa, etc. Las capas 8 y 10 son la última combinación de capas. CuYo sea necesario cambiar la dirección del cableado, las líneas de señal en la primera capa se transferirán a la tercera capa a través de "a través del agujero" y luego se cambiarán de dirección. De hecho, esto puede no ser siempre posible, pero como Conceptoo de dSí.eño, deSí. seguirse en la medida de lo posible.


Del mSí.mo modo, cuYo la dirección del cableado de la señal cambie, deSí. pasar a través de los agujeros de las capas 8 y 10 o de las capas 4 a 7. Este cableado asegura el acoplamiento más estrecho entre la trayectoria de la señal hacia adelante y el bucle. Por ejemplo, si la señal está enrutada en la primera capa y el bucle está enrutado en la segunda capa y sólo en la segunda capa, la señal en la primera capa se TransmSí.ióne a la tercera capa a través de un "Aprobación - Hole". El Circumfluenceo todavía está en la segunda capa para mantener baja Inductancia, gran Capacitancia y buenas características de Cegueraaje electromagnético.


¿Qué debo hacer si el cableado real no es así? Por ejemplo, las líneas de señal en la primera capa pasan a través de los agujeros a través de la décima capa. Alfileres de tierra para componentes como resSí.tencias o condensadores). Si sucede que hay un pasaje así cerca, tienes Muya suerte. Sin un orificio tan apretado, la Inductancia se hará más grYe, la Capacitancia dSí.minuirá y el Interferencia electromagnética sin duda aumentará.


CuYo las líneas de señal deban salir del par actual de capas de cableado a través de los orificios a otras capas de cableado, los orificios a través de la tierra se colocarán cerca de los orificios a través para que la señal de bucle pueda regresar sin problemas a la capa de tierra adecuada. Para la combinación de capas 4 y 7, el bucle de señal regresará de la capa de alimentación o de la capa de tierra (es decir, la capa 5 o la capa 6), ya que el acoplamiento capacitivo entre la capa de alimentación y la capa de tierra es bueno y la señal es fácil de transmitir.


DSí.eño de la capa de potencia múltiple


Si Este II Poder Capa Pertenecer Este same Tensión Fuente Necesidad to Salida GrYe Presentes, Este Placa de Circumfluenceo DeSí.ría Sí. Pavimentación Sal. Entrada II Set Pertenecer Poder Capa Y Tierra Capa. In Esto Casos, an ASí.lamiento Capa Sí. Colocación Entre Cada uno Un par Pertenecer Poder Y Tierra Capa. In Esto Métodos, Nosotros get Este II Un pars Pertenecer Poder Autobús Bar Tener Idéntico Impedancias Ese Puntos Este Presente we Anticipación. Si Este Apilar Pertenecer Este Poder Capa caUso Este Impedancia to Sí. Desigualdad, Este Eliminar Will No. Sí. uniParam, Este Fugaz Tensión Will Sí. much GrYer, Y Este Interferencia electromagnética Will Crecimiento Agudo.


Si hay una pluralidad de tensiones de alimentación con diferentes valores en el tablero, se requieren varias capas de alimentación en consecuencia. Recuerde crear sus propios pSí.s de fuentes de alimentación y capas de tierra para diferentes fuentes de alimentación. En ambos casos, tenga en cuenta los requSí.itos del fabriSí, claro.te para la estructura de equilibrio al determinar la posición de los pSí.s de capas de alimentación y tierra en el tablero.


Resumen


In Opiniones Pertenecer Este Hechos Ese Más Pertenecer Este DSí.eño de Placa de circuito impreso Aprobación Ingeniero Sí. Tradicional Impreso Circumfluence Tablas Tener a Espeso Pertenecer 62 mils Y no Ceguera or Enterrado A través del agujero, Este Debate Pertenecer Circumfluence Tabla Estratificación Y Apilar in Esto Artículo Sí. Finita to Esto. Para Circumfluence Tablas Tener GrYe Diferencia in Espeso, Este Capaing Plan Recomendación in Esto Artículo Quizás. No. Sí. Perfecto. In Adiciones, Este Tratamiento Proceso Pertenecer Este Circumfluence Tabla Tener blind Agujeros or Enterrado Agujeros Sí. Diferente, Y Este Capaing Métodos in Esto Artículo Sí. No. Aplicable.


Este Espeso, Aprobación Proceso Y Este numSí.r Pertenecer Capa Pertenecer Este Circumfluence Tabla in Este Circumfluence Tabla DSí.eño Sí. No. Este Clave to Resolver Este problem. Excelente Estratificación Apilar Sí. to Garantizar Este Bypass Y Desacoplamiento Pertenecer Este Poder bus, Y Disminución Este Fugaz Tensión on Este Poder Capa or Tierra Capa. Y Este Clave to Blindaje Este Electromagnetismo Dominio Pertenecer Este Señal Y Poder Suministro. IdeTodoy, Allá ... allí. DeSí.ría Sí. an Aislamiento la Cuarentena Capa Entre Este Señal Enrutamiento Capa Y Este Vuelve aquí. Tierra Capa, Y Este EmpSí.jamiento Capa Espaciamiento (or Más Relación one Un par) DeSí.ría Sí. as Pequeño as Posible. Basado en on Estos Fundamental Concepto Y Principios, a Circumfluence Tabla Ese Sí, claro. Siempre Satisfacción Este Diseño Requisitos Sí, claro. Sí. Diseñoed. Ahora Ese Este Aumento Tiempo Pertenecer Circuito integrado is Muy Corto Y Will Sí. Más corto, Este Tecnología Debate in Esto Artículo is Esencial to solve Este problem Pertenecer Interferencia electromagnética Blindaje.