බහු ස්ථර PCB නිර්මාණයේ EMI ගැටළුව විසඳන්නේ කෙසේද?

බහු ස්ථර PCB නිර්මාණය කිරීමේදී EMI ගැටළුව විසඳන්නේ කෙසේදැයි ඔබ දන්නවාද?

මම ඔබට කියන්නම්!

EMI ගැටළු විසඳීමට බොහෝ ක්රම තිබේ.නවීන EMI මර්දනය කිරීමේ ක්‍රමවලට ඇතුළත් වන්නේ: EMI මර්දන ආලේපනය භාවිතා කිරීම, සුදුසු EMI මර්දන කොටස් තෝරාගැනීම සහ EMI සමාකරණ සැලසුම.වඩාත් මූලික PCB පිරිසැලසුම මත පදනම්ව, මෙම පත්‍රිකාව EMI විකිරණ පාලනය කිරීමේදී PCB තොගයේ ක්‍රියාකාරිත්වය සහ PCB නිර්මාණ කුසලතා පිළිබඳව සාකච්ඡා කරයි.

බල බස්

IC හි බල පින් එක අසල සුදුසු ධාරිතාවක් තැබීමෙන් IC හි ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතා පැනීම වේගවත් කළ හැක.කෙසේ වෙතත්, මෙය ගැටලුවේ අවසානය නොවේ.ධාරිත්‍රකයේ සීමිත සංඛ්‍යාත ප්‍රතිචාරය හේතුවෙන්, සම්පූර්ණ සංඛ්‍යාත කලාපය තුළ IC ප්‍රතිදානය පිරිසිදුව ධාවනය කිරීමට අවශ්‍ය හාමොනික් බලය උත්පාදනය කිරීමට ධාරිත්‍රකයට නොහැකි වේ.මීට අමතරව, බල බසයේ පිහිටුවා ඇති තාවකාලික වෝල්ටීයතාවය විසංයෝජන මාර්ගයේ ප්‍රේරණයේ දෙපස වෝල්ටීයතා පහත වැටීමට හේතු වේ.මෙම සංක්‍රාන්ති වෝල්ටීයතා ප්‍රධාන පොදු මාදිලියේ EMI මැදිහත්වීම් ප්‍රභවයන් වේ.අපට මෙම ගැටලු විසඳිය හැක්කේ කෙසේද?

අපගේ පරිපථ පුවරුවේ IC සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, IC වටා ඇති බල ස්ථරය හොඳ අධි-සංඛ්‍යාත ධාරිත්‍රකයක් ලෙස සැලකිය හැකි අතර, පිරිසිදු නිමැවුම සඳහා අධි-සංඛ්‍යාත ශක්තිය සපයන විවික්ත ධාරිත්‍රකය මඟින් කාන්දු වන ශක්තිය එකතු කළ හැකිය.මීට අමතරව, හොඳ බල ස්ථරයක ප්‍රේරණය කුඩා වන අතර, එම නිසා ප්‍රේරකය මගින් සංස්ලේෂණය කරන ලද සංක්‍රාන්ති සංඥා ද කුඩා වන අතර එමඟින් පොදු මාදිලියේ EMI අඩු වේ.

ඇත්ත වශයෙන්ම, බල සැපයුම් ස්තරය සහ IC බල සැපයුම් පින් එක අතර සම්බන්ධතාවය හැකි තරම් කෙටි විය යුතුය, මන්ද ඩිජිටල් සංඥාවේ නැගී එන දාරය වේගවත් හා වේගවත් වේ.එය වෙනම සාකච්ඡා කළ යුතු IC පවර් පින් එක පිහිටා ඇති පෑඩ් වෙත කෙලින්ම සම්බන්ධ කිරීම වඩා හොඳය.

පොදු මාදිලියේ EMI පාලනය කිරීම සඳහා, බල ස්තරය විසංයෝජනය කිරීමට සහ ප්‍රමාණවත් තරම් අඩු ප්‍රේරණයක් ඇති කිරීමට හොඳින් සැලසුම් කළ බල ස්ථර යුගලයක් විය යුතුය.සමහර අය අහන්න පුළුවන්, ඒක කොච්චර හොඳද?පිළිතුර බල ස්තරය, ස්ථර අතර ද්‍රව්‍ය සහ ක්‍රියාකාරී සංඛ්‍යාතය මත රඳා පවතී (එනම්, IC නැගීමේ කාලයෙහි ශ්‍රිතයකි).සාමාන්‍යයෙන්, බල ස්තරවල පරතරය 6mil වන අතර අන්තර් ස්ථරය FR4 ද්‍රව්‍ය වේ, එබැවින් බල ස්ථරයේ වර්ග අඟලකට සමාන ධාරිතාව 75pF පමණ වේ.පැහැදිලිවම, ස්ථර පරතරය කුඩා වන තරමට ධාරිතාව විශාල වේ.

100-300ps නැඟීමේ කාලය සහිත බොහෝ උපාංග නොමැත, නමුත් IC හි වත්මන් සංවර්ධන අනුපාතය අනුව, 100-300ps පරාසයේ නැගීමේ කාලය සහිත උපාංග ඉහළ අනුපාතයක් ගනී.PS 100 සිට 300 දක්වා ඉහළ යන වේලාවන් සහිත පරිපථ සඳහා, බොහෝ යෙදුම් සඳහා 3 mil ස්ථර පරතරය තවදුරටත් අදාළ නොවේ.එම අවස්ථාවේ දී, අන්තර් ස්ථර පරතරය 1mil ට අඩුවෙන් delamination තාක්‍ෂණය අනුගමනය කිරීම අවශ්‍ය වන අතර, FR4 පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යය ඉහළ පාර විද්‍යුත් නියතයක් සහිත ද්‍රව්‍ය සමඟ ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීම අවශ්‍ය වේ.දැන්, පිඟන් මැටි සහ බඳුන් ප්ලාස්ටික් වලට 100 සිට 300ps දක්වා නැගීමේ කාල පරිපථවල සැලසුම් අවශ්‍යතා සපුරාලිය හැකිය.

අනාගතයේ දී නව ද්‍රව්‍ය සහ ක්‍රම භාවිතා කළ හැකි වුවද, සාමාන්‍ය 1 සිට 3 ns දක්වා ඉහළ යන කාල පරිපථ, 3 සිට 6 mil ස්ථර පරතරය සහ FR4 පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍ය සාමාන්‍යයෙන් ඉහළ මට්ටමේ හාර්මොනික්ස් හැසිරවීමට සහ සංක්‍රාන්ති සංඥා ප්‍රමාණවත් තරම් අඩු කිරීමට ප්‍රමාණවත් වේ. , පොදු මාදිලියේ EMI ඉතා අඩුවෙන් අඩු කළ හැක.මෙම පත්‍රිකාවේ, PCB ස්ථර ගොඩගැසීමේ සැලසුම් උදාහරණය ලබා දී ඇති අතර, ස්ථර පරතරය mil 3 සිට 6 දක්වා යැයි උපකල්පනය කෙරේ.

විද්යුත් චුම්භක ආවරණ

සංඥා රවුටින් දෘෂ්ටි කෝණයෙන් බලන කල, හොඳ ස්ථර උපාය මාර්ගයක් විය යුත්තේ සියලුම සංඥා ලුහුබැඳීම් එක් ස්ථරයක හෝ වැඩි ගණනක, ඒවා බල ස්තරය හෝ බිම් තලය අසල තැබීමයි.බල සැපයුම සඳහා, හොඳ ස්ථර උපාය මාර්ගයක් විය යුත්තේ බල ස්තරය බිම් තලයට යාබදව වන අතර, බල ස්තරය සහ බිම් තලය අතර ඇති දුර හැකි තරම් කුඩා විය යුතුය, එය අප "ස්ථර කිරීමේ" උපාය මාර්ගය ලෙස හැඳින්වේ.

PCB තොගය

EMI ආරක්ෂා කිරීමට සහ යටපත් කිරීමට උපකාර කළ හැක්කේ කුමන ආකාරයේ ගොඩගැසීමේ උපාය මාර්ගයක්ද?පහත ස්ථර ස්ටැකිං යෝජනා ක්‍රමය උපකල්පනය කරන්නේ බල සැපයුම් ධාරාව තනි ස්ථරයක් මත ගලා යන බවත් එකම ස්තරයේ විවිධ කොටස්වල තනි වෝල්ටීයතාවයක් හෝ බහු වෝල්ටීයතාවයක් බෙදා හරින බවත්ය.බහු බල ස්ථර පිළිබඳ නඩුව පසුව සාකච්ඡා කරනු ඇත.

4-ප්ලයිට් තහඩුව

4-ප්ලයි ලැමිෙන්ට් නිර්මාණය කිරීමේදී විභව ගැටළු කිහිපයක් තිබේ.මුලින්ම කියන්න ඕන සිග්නල් ලේයර් එක පිටත ස්තරයේ තිබුණත්, පවර් සහ ග්‍රවුන්ඩ් ප්ලේන් එක අභ්‍යන්තර ස්තරයේ තිබුණත්, පවර් ලේයර් එකයි ග්‍රවුන්ඩ් ප්ලේන් එකයි අතර දුර වැඩියි.

පිරිවැය අවශ්‍යතාවය පළමුවැන්න නම්, සම්ප්‍රදායික 4-ප්ලයි පුවරුවට පහත විකල්ප දෙක සලකා බැලිය හැකිය.ඒ දෙකටම EMI මර්දන කාර්ය සාධනය වැඩි දියුණු කළ හැකි නමුත් ඒවා සුදුසු වන්නේ පුවරුවේ ඇති සංරචකවල ඝනත්වය ප්‍රමාණවත් තරම් අඩු සහ සංරචක වටා ප්‍රමාණවත් ප්‍රදේශයක් ඇති අවස්ථාවට පමණි (බල සැපයුම සඳහා අවශ්‍ය තඹ ආලේපනය තැබීමට).

පළමුවැන්න වඩාත් කැමති යෝජනා ක්රමයයි.PCB හි පිටත ස්ථර සියල්ලම ස්ථර වන අතර මැද ස්ථර දෙක සංඥා / බල ස්ථර වේ.සංඥා ස්තරය මත බල සැපයුම පුළුල් රේඛා මගින් මෙහෙයවනු ලැබේ, එමඟින් බල සැපයුම් ධාරාවේ මාර්ග සම්බාධනය අඩු වන අතර සංඥා මයික්‍රොස්ට්‍රිප් මාර්ගයේ සම්බාධනය අඩු වේ.EMI පාලනයේ දෘෂ්ටිකෝණයෙන්, මෙය පවතින හොඳම 4-ස්ථර PCB ව්‍යුහයයි.දෙවන යෝජනා ක්රමයේ දී, පිටත ස්ථරය බලය සහ බිම දරයි, සහ මැද දෙකේ ස්ථරය සංඥාව දරයි.සාම්ප්‍රදායික 4-ස්ථර පුවරුව සමඟ සසඳන විට, මෙම යෝජනා ක්‍රමයේ වැඩිදියුණු කිරීම කුඩා වන අතර අන්තර් ස්ථර සම්බාධනය සම්ප්‍රදායික 4-ස්ථර පුවරුව තරම් හොඳ නොවේ.

රැහැන් සම්බාධනය පාලනය කිරීමට නම්, ඉහත ස්ටැකිං යෝජනා ක්රමය බල සැපයුම සහ භූගත තඹ දිවයින යටතේ රැහැන් තැබීමට ඉතා ප්රවේශමෙන් විය යුතුය.මීට අමතරව, DC සහ අඩු සංඛ්‍යාත අතර සම්බන්ධතාවය සහතික කිරීම සඳහා බල සැපයුමේ හෝ ස්ථරයේ ඇති තඹ දූපත හැකිතාක් අන්තර් සම්බන්ධිත විය යුතුය.

6-තට්ටු තහඩුව

4-ස්ථර පුවරුවේ ඇති සංරචකවල ඝනත්වය විශාල නම්, 6-ස්ථර තහඩුව වඩා හොඳය.කෙසේ වෙතත්, 6-ස්ථර පුවරුවේ සැලසුමේ සමහර ස්ටැකිං යෝජනාක්‍රමවල ආවරණ බලපෑම ප්‍රමාණවත් නොවන අතර බල බසයේ තාවකාලික සංඥාව අඩු නොවේ.උදාහරණ දෙකක් පහත සාකච්ඡා කෙරේ.

පළමු අවස්ථාවේ දී, බල සැපයුම සහ බිම පිළිවෙලින් දෙවන හා පස්වන ස්ථරවල තබා ඇත.තඹ ආවරණ බල සැපයුමේ ඉහළ සම්බාධනය හේතුවෙන්, පොදු මාදිලියේ EMI විකිරණ පාලනය කිරීම ඉතා අහිතකර ය.කෙසේ වෙතත්, සංඥා සම්බාධනය පාලනය කිරීමේ දෘෂ්ටි කෝණයෙන්, මෙම ක්රමය ඉතා නිවැරදි ය.

දෙවන උදාහරණයේදී, බල සැපයුම සහ භූමිය පිළිවෙලින් තුන්වන සහ සිව්වන ස්ථරවල තබා ඇත.මෙම සැලසුම බල සැපයුමේ තඹ ආවරණ සම්බාධනය පිළිබඳ ගැටළුව විසඳයි.ස්ථරය 1 සහ 6 වන ස්ථරයේ දුර්වල විද්යුත් චුම්භක ආවරණ කාර්ය සාධනය හේතුවෙන්, අවකල මාදිලියේ EMI වැඩි වේ.පිටත ස්ථර දෙකේ සංඥා රේඛා ගණන අවම නම් සහ රේඛාවල දිග ඉතා කෙටි නම් (සංඥාවේ ඉහළම සුසංයෝග තරංග ආයාමයෙන් 1/20 ට වඩා අඩු නම්), සැලසුම මඟින් අවකල මාදිලියේ EMI ගැටළුව විසඳා ගත හැකිය.ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ පිටත තට්ටුව තඹ වලින් පුරවා ඇති විට සහ තඹ ආවරණය කරන ලද ප්‍රදේශය භූගත කර ඇති විට (සෑම තරංග ආයාම විරාම 1/20කටම) EMI මර්දනය කිරීම විශේෂයෙන් හොඳ බවයි.ඉහත සඳහන් කළ පරිදි, තඹ දැමිය යුතුය


පසු කාලය: ජූලි-29-2020