Tecnologia RF - I vantaggi dei laminati rivestiti in rame PCB dalla prospettiva delle antenne

La cosiddetta colata di rame deve utilizzare lo spazio inutilizzato sul PCB del cieco e sepolto tramite la fabbrica di circuiti stampati come superficie di riferimento, e quindi riempirlo con rame solido. Queste aree di rame sono anche chiamate riempimento di rame. Il significato del rivestimento di rame è quello di ridurre l'impedenza del filo di terra e migliorare la capacità anti-interferenza; ridurre la caduta di tensione e migliorare l'efficienza dell'alimentazione elettrica; Il collegamento con il cavo di terra può anche ridurre l'area del ciclo. Anche allo scopo di rendere il PCB il più non deformato possibile durante la saldatura, la maggior parte dei produttori di PCB richiederà anche ai progettisti di PCB di riempire l'area aperta del PCB con fili di terra in rame o griglia. Se il rame non viene gestito correttamente, lo farà Se i guadagni o le perdite vengono ricompensati o persi, il rivestimento in rame "i vantaggi superano gli svantaggi" o "gli svantaggi superano i vantaggi"?

I seguenti risultati di misura sono ottenuti utilizzando il sistema EMSCAN di scansione delle interferenze elettromagnetiche. EMSCAN ci permette di vedere la distribuzione del campo elettromagnetico in tempo reale. Ha 1.218 sonde vicino-campo e utilizza la tecnologia di commutazione elettronica per scansionare il campo elettromagnetico generato dal PCB ad alta velocità. È l'unico sistema di scansione vicino campo elettromagnetico al mondo che utilizza antenne array e tecnologia di scansione elettronica ed è anche l'unico sistema in grado di ottenere informazioni complete sul campo elettromagnetico dell'oggetto misurato.

Vediamo un caso reale. Su un PCB multistrato, l'ingegnere del cieco sepolto tramite la fabbrica di circuiti stampati ha rivestito un cerchio di rame intorno al PCB, come mostrato nella Figura 1. In questo processo di rivestimento in rame, l'ingegnere ha posizionato solo alcune vie all'inizio della pelle di rame e ha collegato la pelle di rame allo strato di terra. Non c'erano vie in altri posti.

Nel caso di alta frequenza, la capacità distribuita del cablaggio sul circuito stampato giocherà un ruolo. Quando la lunghezza è maggiore di 1/20 della lunghezza d'onda corrispondente della frequenza del rumore, si verificherà un effetto antenna e il rumore sarà emesso attraverso il cablaggio.

Dai risultati effettivi di misurazione di cui sopra, c'è una sorgente di interferenza 22,894 MHz sul PCB del cieco sepolto tramite la fabbrica di circuiti stampati e lo strato di rame posato è molto sensibile a questo segnale e il segnale viene ricevuto come "antenna ricevente". Allo stesso tempo, il foglio di rame funge da "antenna trasmittente" per emettere forti segnali di interferenza elettromagnetica verso l'esterno.

Sappiamo che la relazione tra frequenza e lunghezza d'onda è f = C/Î".

Nella formula, f è la frequenza, l'unità è Hz, Î" è la lunghezza d'onda, l'unità è m, e C è la velocità della luce, che è uguale a 3*108 m/s. Per il segnale di 22.894MHz, la sua lunghezza d'onda Î" è: 3*108/22.894M=13 metri. Î"/20 è 65cm.

Il rame di questo PCB è troppo lungo, superiore a 65cm, il che porta all'effetto antenna.

Attualmente, nei nostri PCB, i chip con un bordo ascendente inferiore a 1ns sono comunemente utilizzati. Supponendo che il bordo ascendente del chip sia 1ns, la frequenza di interferenza elettromagnetica generata da esso sarà alta come fknee = 0.5/Tr = 500MHz. Per un segnale 500MHz, la sua lunghezza d'onda è 60cm, Î"/20=3cm. In altre parole, un cablaggio lungo 3 cm sul PCB può formare una "antenna".

Pertanto, in un circuito ad alta frequenza, non pensare che se si collega il terreno da qualche parte al terreno, questo è il "terreno". Assicurarsi di perforare fori nel cablaggio con un passo inferiore a Î"/20 a "buona terra" con il piano di terra della scheda multistrato.

Per i circuiti digitali generali, ad una distanza di 1cm a 2cm, perforare il "riempimento a terra" della superficie del componente o della superficie di saldatura per ottenere una buona messa a terra con il piano di terra, in modo da garantire che il "riempimento a terra" non produca effetti "cattivi".

Pertanto, estendiamo quanto segue:

Ø Non applicare rame nell'area aperta dello strato centrale della scheda multistrato. Perché è difficile per voi rendere questo rame "buona messa a terra"

Indipendentemente da quante fonti di alimentazione ci sono su un PCB, si consiglia di utilizzare la tecnologia di separazione di potenza e utilizzare solo un livello di potenza. Poiché l'alimentazione elettrica è la stessa del terreno, è anche il "piano di riferimento". La "buona messa a terra" tra l'alimentazione elettrica e il terreno è ottenuta attraverso un gran numero di condensatori filtranti. Dove non c'è condensatore filtro, non c'è "messa a terra".

Ø Il metallo all'interno dell'apparecchiatura, come radiatori metallici, strisce metalliche di rinforzo, ecc., deve essere "buona messa a terra".

Ø Il blocco metallico di dissipazione del calore del regolatore a tre terminali deve essere ben messo a terra.

Ø La striscia di isolamento del suolo vicino all'oscillatore di cristallo deve essere ben messa a terra.

Conclusione: Se il problema di messa a terra del rame sul PCB viene affrontato correttamente, deve essere "i pro superano gli svantaggi". Può ridurre l'area di ritorno della linea del segnale e ridurre l'interferenza elettromagnetica esterna del segnale.