PCBブログ - EMI放射の制御におけるPCBボードの積層積層の役割

THIs 記事 sタルトs BエーからsIC <エー hrエf="エー_hrエf_0" tエーrgエt="_blエーnケイ">PCBボード レイアウト とDIs銅ssエs 役割と役割sIGNテクニックs 層の PCBボード s恵美放射の制御におけるタッキング. 多くの方法があるs to sオルヴ問題. モダン・エミ sUpp再ssイオンs 以下を含みます：Usエムオブエミ sUpp再ssイオンコーティングs, thエ s年の選挙 sUpprエssイオン sパイル部s とEMI sエミュレーションsIGN.

<私mg src="/publ私c/upload/私magエ/20220113/cdcCAd2エ42fefc87bd586e621fb56509.jpg" t私tle="PCBボード" アルt="PCBボード" style="w私dth: 480px; he私ght: 350px;" w私dth="480" vspace="0" height="350" borデr="0">

1. パワーブーsバー
REAsキャパシタの適切な配置s 電源ピンの近くの適切な能力でs ICの出力電圧を上昇させることができるster. しかし, 問題DOEs ない. 有限周波数REsponsコンデンサのEs, THIs 防止s それらは、ICをきれいに運転するのに必要な高調波電力を生成することから、それらをs 全周波数帯域の出力. 加えて, トランs初期電圧s パワーBUで開発sバーs は電圧降下を引き起こすss デカップリング経路のインダクタンス, とsE trans初期電圧s メインです s共通モードEMI干渉のソース. ハウ sフュード sオーヴsE問題s? インザCエーsボード上のICのE, ICの周りのパワープレーンは、エーs 強烈な高周波コンデンサsts ディで漏らされるエネルギーsクリートコンデンサs それはクリーンな出力に高周波エネルギーを供給する. 加えて, 良い電力のインダクタンス s上層 sハウビー sモール, sああそのtrans年 sイグナイト s京大理sインダクタンスIs also sモール, これにより、コモンモードEMI. ケールのse, 電力からの接続 sIC電源への上向きの層 sアッパーピンsTであるs sハトAs poss有形, ベウsエー・リーsデジタルエッジ sIGNI Is FA取得sとFAster, と私s IC電源のパッドに直接接続する sアッパーピンIs ロケーション, DIとはs銅ssED s惜しげなく. コモンモードを制御する, パワープレーンsTはレアs非常に良いsパワープレーンのs デカップルを容易にする s非常に低いインダクタンス. 一つかもしれないsk, どのように良いs it? のsクックにs依存s 電力の階層化について s増して, 物質s 層の間s, and the operatインg f再q上ncy (ie, ICの機能s RIsEタイム). UsUallyに, the sパワー層のペーシングIs 6ミリ, 中間層Is FR 4材料, 等価容量 sパワーレイヤIの1インチs 約75 pf. 不sly, the s層を覆う sペーシング, 容量が大きい. 多くの装置がないs 里でsEタイムs 100から300 ps, しかし、ICの現在の開発率でs, 装置の割合が高いs 里でsEタイムs 100から300 pの範囲でs. 回路用s 里でse 時間s 100から300 ps, 3ミル層 sペーシングはもうない sMOにとって有益なsアプリケーションs. その時, IT WAs ネックssアリートゥユーsE層化技術s 層で sペーシングss 1 mil以上で、FR 4誘電体材料を非常に高い誘電体Cns物質. 現在, セラミックs セラミックs 缶に会うsIGN要件s 100から300 ps RIs時間回路s. 新素材s メソッドs 将来採用されるかもしれない, 今日はs 共通の1から3 ns RIs時間回路s, 3～6ミルの層 sペーシングとFR 4誘電材料s, IT Is usUallyに sハイエンドの高調波を扱うことを好むs トランタンs年s 十分に低くて s援助, コモンモードEMIは非常に低い. The PCBボード 層状 sタックドsIGIの例s 記事意志Ass梅層 s3〜6ミルのペーシングs.

2. 電磁波 shielding
From the sIGNUルーティングポイント, 良い層 s追跡する sすべてを置くために sIGNALトレースs 一つまたは sエバーラル層s 力または地面の横にあるs. 力のために, 良い層 s追跡する sパワーレイヤIであるs 接地層に隣接する, とDIs電力層と接地層Iとの間の接触率s as sモールエーs poss有形, どちらs 我々が「階層化」と呼ぶもの s追跡する.

3. 4-レイヤー board
There are s電位ポテンシャルssues 4層板でsIGN. モミsすべての, 厚手の伝統的な4層板のためにss 62ミルの, たとえ sIGnal層Is 外層及び電力及び接地層についてs 内部層にある, ディs電力層と接地層Iとの間の接触率s s大きすぎるまで. ならsT要件s 存在する, 詐欺s以下の2つの選択肢s 伝統的な4層ボードにs. 両方 s分解s エミを改善 suppressイオン性能, ただし、コンポーネントsボード上の私s 十分に低く、そして、私s コンポーネント周辺の十分な領域s (to place the requirED パワー supply copper レイヤー). 外層s PCBの下地層s, そして2つの中間層s are sイグナイト/パワーレイヤーs. 権力 sどんどん sIGnal層Is 広い痕跡で発送されたs, どれを作るs 電力の経路インピーダンス s上り電流, のインピーダンスと sIGNALマイクロs旅行経路Is also low. EMIコントロールs擬人化, THIs is EXIs4層 PCBボード sトラック. に s心電図 sケミエ, 外層テイクs 権力と地, 中層2層s を取る sイグナイト. 従来の4層ボードと比較して, THIの改善s sケミIs sマラー, 層間インピーダンスIs as 貧しいs 伝統的な4層ボード. トレースインピーダンスs 制御される, 上記 sタッキング sケミエs トレースの非常に慎重なルーティングを必要とするs 電力と地下銅の下でsランドs. 加えて, 銅Isランドs 力または地面にs s連通するs CLOsエリーs poss有能なsと低周波接続.

4. 6-layer board
If the component デns4層ボード上のs 比較的高い, 6層板Is used. しかし, s青梅 sタッキング sケミエs 層のボードでsIGNは十分ではない s電磁界を広める, そして、tranを減らすことにほとんど影響を及ぼしませんs年 sパワーBusバー. 二つの例s ダイディジーs銅ss以下のED. 例えば, 権力 s上向きに、地面には s第二層と第五層s res微妙に. 力の高いインピーダンスのために s上部クラッド, IT Is 共通モードEMI放射を制御するのに非常に好ましくない. しかし, インピーダンス制御の観点から sイグナイト, THIs メソッドIs 全く正しい. The second例場所s 第3層と第4層の力と地盤s, res微妙に. THIs デsIGN sオーブs 権力の問題 s上方銅被覆インピーダンス. 電磁不足のため s1の乗っ取りパフォーマンスsT及び6層s, 差動モードEMIses. 数 sイグナール線s 二つの外側の層にs is 低とトレース長Is short (s1より大きい/20の波長 sイグナイト harmonic), THIs デsIGN缶 s微分モードEMI問題のOLVE. The suppress微分モードイオンs 特に非成分および非トレース領域を充填することにより良好であるs on the outer layer with copper and グラウンドing 銅の面積 (every 1/20波長Is アンインterval). As 前述の, the copper area s複数の点で内部接地面に接続されるs. 一般的な高性能6層ボードデs一般的にアレンジs 1sT及び6層s as グランドレイヤーs, 第3層と第4層s 力と地面を利用する. EMI suppressイオンIs デュアルセンターのデュアルマイクロs旅行 sIGNALライン層s パワープレーンとグランドプレーンの間s. ディsアドバンテージオブTHIs デsIGI Is 二層しかないs 痕跡のs. As 前述の, the s類 s外部層のトレースは、伝統的な6層のボードで達成することができますs are sHortと銅Is 無痕跡地域に置かれる. もう6層ボード レイアウト is sイグナイト, グラウンド, sイグナイト, パワー, グラウンド, sイグナイト, を有効にするs に必要な環境 sインテグリティsigns. The sIGnal層Is adjacent to the グラウンド plane, そして、力と地面s ペア. 不sly, ダウンs井手Is アンバランス sレイヤーのタッキングs. THIs usウーリオses 製造のトラブル. The s問題の解決s すべての空白領域を埋めるs 第3層の銅で. 銅貨ならばs第三層の性質s CLOs銅充填後のパワー層または接地層へのE, THIs ボードはloosely counted as a sトラックバランス回路基板. . 銅充填面積s電源または地面に接続される. ディs接続間の接続s is sまで1/20波長, ネックでないss随所に, でも理想的に s接続される.

5. 10-layer board
Becausイーインザs離層s 多層基板間s 非常に細い, 層間インピーダンスs 10または12層のボードIのs 非常に低い, 優れた sIGNALの整合性は期待できるs ロングエースs 問題ありませんs 剥離と sタッキング. IT Is 12層ボードの製造が難しいs 厚かましくss 62ミルの, 多くのメーカーはs そんなことがあるss 12層板s. そこからs 水路s an ins間の層 sIGnal層とループ層, the sミドル6層の割当の解消s 通す sイグナール線s 層のボードでsIGI Is ない. アルso, IT Is 重要である sループ層に隣接するIGNAL層, i.e. 板 レイアウト is sイグナイト, グラウンド, sイグナイト, sイグナイト, power, ground, sイグナイト, sイグナイト, ground, sイグナイト. THIs desIGN提供s 良い道 s電流とそれs ループ電流. 適切なルーティング sトレーテルIs 歩道をたどるsx方向に沿ったt層, y方向に沿った3番目の層, x方向に沿った4番目の層, and soオン. トレースを見るs 直観的に, layers 1と3は、層の組み合わせs, layers 図4および7は、一対の層状の組合せであるs, レイヤーs 8および10は、一対の層状の組合せであるs. それが私s necessaryトレースの方向を変更するs, the sイグナール線s モミのsT層 s穴は、バイアホールですs番目の層にして方向を変更する. 実際に, それは道ではないかもしれないs ビーポss無理なこと so, でもs エーデsIGN概念は、それに付着しようとします. 好きなse, when the routing direction の sIGNI Is 変更, it sを介してs レイヤーからs 8および10または層4から層7まで. THIs ルーティングs呉s フォワードパスとリターンパスの間のタイトな結合 sイグナイト. 例えば, if the sIGNI Is レイヤ1とループIでルーティングs レイヤ2でルーティングされ、レイヤ2でのみルーティングされる, たとえ sレイヤ1 GOEのIGNALs を介してレイヤ3に, its ループIs sまでの層2, 月17日s 低インダクタンスの維持, 高容量, 良い電磁 sパフォーマンスを上げる. 実際の配線Is タイほどではないs? 例えば, the sモミの上のIGNAL線sTレイヤーs ビアホールを10層目まで. アットティイs time, ループ sイグナナルs 第9層から地面を見つける, とループ電流が必要s 野良を見つけるst グラウンドビア hole (sウチAs グランドピンs 成分のs sウチAs resistors またはコンデンサs) . あなたが起こるならば s近くを経由する, 君は本当にラッキーだ. ない場合 sUCH CLOs経由でs 利用可能, インダクタンスはインクリメントされるse, キャパシタンスは低下するse, そして、EMIは間違いなく増加するse. 時 sイグナインラインst現在の配線層のペアを残すs 他の配線層にs 経由s, ground vias sハルは、ビアの近くに置かれるs, sそのループ sイグナイト缶 s毎回適切な接地層に戻る. 層4と層7層の組み合わせ, the signal loop will rETurn from the power layer or the ground layer (ie layer 5 or layer 6), ベウs電力層と接地層Iとの間の容量結合Is グッド, the sIGNI Is easyからtransMIT .

6. デs複数のパワー層のIGNs
つの力面ならばs of the s外部電圧 s大量の電流を出力する必要がある, 回路基板 sふたは2つに分けられる sets パワープレーンのs グラウンドプレーンs. インティイs case, ins離層s 電源とグラウンドプレーンの各ペアの間に配置されますs. インティイs 路, 我々は、2つのペアを得るs 権力のs バーs 等しいインピーダンスで、我々は同じように電流を分配すると予想します. If the sパワープレーンのタッキングs クリエイトs 不等インピーダンスs, the sハンティングは制服ではない, トランs年の電圧はずっと大きい, とEMIがインクリメントされますs劇的に. 複数あるならば s高電圧s 異なる値でs 船上で, マルチパワープレーンs 必要です, 独自のペアの電源とグランドプレーンを作成することを念頭に置いておくs 異なる力のために sアップリリエs. 両方ともses 上記, 念頭に置いてメーカー's 要件s 均衡のために s交配電力及び接地面の配置を決定する際のトラックs 船上で.

7. Summary
Given that mosTエンジニアs desIGNボードs as 従来 printed cir銅it boards 厚かましくss 62ミルのs そして、盲目でないか、または埋められないs, THIs discuss基板積層のイオン sタッキングIs に限定. 板のためにs あまりに厚い厚かましいsses, レイヤリング sTHEMで推薦されるChemes 記事は理想的ではない. 加えて, 回路基板s 盲目であるか、または埋められるs 散策するssエド違う, THIにおける階層化アプローチs 論文Is 適用されない. 厚板ss, 経由でss レイヤー数s 回路基板の回路基板のsIGNは鍵ではありません s問題を解決する. 優れた層 sタッキングIs 延ばすsバイパスするss そして、パワーBuのデカップリングsbar, sああそのtransパワープレーンまたはグランドプレーンにおける初期電圧Is 影響を受けない. 鍵 s電磁場を利用するs of signals とパワー. 理想的に, there sヘイルは、INであるsウラルIs間のオゾン層 sIGLHトレース層及びそれs リターンレイヤー, とペア層 spacing (or more than one pair) sヘイルはAs sモールエーs poss有形. 場sエドオンsイー・バsICコンセプトs 原理s, プリント回路基板s そんなことができるs 面会するsIGN要件s 缶缶sイグン.