බහු ස්ථර PCB සැලසුමෙහි 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 ඊඑම්අයි මර්දනය කිරීමේ ක්‍රමවලට ඇතුළත් වන්නේ: ඊඑම්අයි මර්දන ආලේපනය භාවිතා කිරීම, සුදුසු ඊඑම්අයි මර්දන කොටස් තෝරා ගැනීම සහ ඊඑම්අයි සමාකරණ නිර්මාණය. වඩාත් මූලික PCB පිරිසැලසුම මත පදනම්ව, මෙම ලිපිය මඟින් EMI විකිරණ සහ PCB සැලසුම් කුසලතා පාලනය කිරීමේදී PCB තොගයේ ක්‍රියාකාරිත්වය සාකච්ඡා කරයි.

බල බස්

IC හි ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතා පැනීම IC හි බල ඇණිය අසල සුදුසු ධාරණාවක් තැබීමෙන් වේගවත් කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, මෙය ගැටලුවේ අවසානය නොවේ. ධාරිත්‍රකයේ සීමිත සංඛ්‍යාත ප්‍රතිචාරය හේතුවෙන්, ධාරිත්‍රකයට පූර්ණ සංඛ්‍යාත කලාපයේ IC ප්‍රතිදානය පිරිසිදුව ධාවනය කිරීමට අවශ්‍ය හාර්මොනික් බලය උත්පාදනය කළ නොහැක. මීට අමතරව, බල බස් රථයේ පිහිටුවා ඇති අස්ථිර වෝල්ටීයතාවය විසන්ධි කිරීමේ මාර්ගයේ ප්‍රේරණයේ දෙපසම වෝල්ටීයතා පහත වැටීමට හේතු වේ. මෙම අස්ථිර වෝල්ටීයතාවයන් ප්‍රධාන පොදු ක්‍රමය EMI ඇඟිලි ගැසීමේ ප්‍රභවයන් වේ. මෙම ගැටළු විසඳන්නේ කෙසේද?

අපගේ පරිපථ පුවරුවේ ඇති අයිසී සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, අයිසී වටා ඇති බල ස්තරය හොඳ අධි-සංඛ්‍යාත ධාරිත්‍රකයක් ලෙස සැලකිය හැකි අතර එමඟින් පිරිසිදු ප්‍රතිදානය සඳහා ඉහළ සංඛ්‍යාත ශක්තියක් සපයන විවික්ත ධාරිත්‍රකයෙන් කාන්දු වන ශක්තිය රැස් කර ගත හැකිය. ඊට අමතරව, හොඳ බල තට්ටුවක ප්‍රේරණය කුඩා වන බැවින් ප්‍රේරකය මගින් සංස්ලේෂණය කරන ලද අස්ථිර සං signal ාව ද කුඩා වන අතර එමඟින් පොදු මාදිලියේ EMI අඩු කරයි.

ඇත්ත වශයෙන්ම, බල සැපයුම් ස්ථරය සහ අයිසී බල සැපයුම් පින් අතර සම්බන්ධතාවය හැකි තරම් කෙටි විය යුතුය, මන්ද ඩිජිටල් සං signal ාවේ නැගී එන දාරය වේගවත් හා වේගවත් ය. අයිසී පවර් පින් එක පිහිටා ඇති පෑඩ් එකට කෙලින්ම සම්බන්ධ කිරීම වඩා හොඳය, එය වෙන වෙනම සාකච්ඡා කළ යුතුය.

පොදු මාදිලියේ ඊඑම්අයි පාලනය කිරීම සඳහා, බල ස්තරය හොඳින් සැලසුම් කරන ලද බල ස්ථර යුගලයක් විය යුතු අතර එය විසන්ධි කිරීමට සහ ප්‍රමාණවත් තරම් අඩු ප්‍රේරණයක් තිබිය යුතුය. සමහර අය ඇසිය හැකිය, එය කොතරම් හොඳද? පිළිතුර රඳා පවතින්නේ බල තට්ටුව, ස්ථර අතර ඇති ද්‍රව්‍යය සහ මෙහෙයුම් සංඛ්‍යාතය (එනම්, IC නැගීමේ වේලාවේ ශ්‍රිතය) මත ය. පොදුවේ ගත් කල, බල ස්ථර වල පරතරය මිලි 6 ක් වන අතර අන්තර් ස්ථරය FR4 ද්‍රව්‍යය වේ, එබැවින් බල ස්ථරයේ වර්ග අඟලකට සමාන ධාරිතාව 75pF පමණ වේ. නිසැකවම, ස්තර පරතරය කුඩා වන විට ධාරිතාව විශාල වේ.

100-300ps ඉහළ යාමේ කාලයක් සහිත බොහෝ උපාංග නොමැත, නමුත් වර්තමාන IC හි සංවර්ධන අනුපාතයට අනුව, 100-300ps පරාසයේ නැගීමේ කාලය සහිත උපාංග ඉහළ අනුපාතයක් දරනු ඇත. 100 සිට 300 දක්වා PS නැගීමේ වේලාවන් සහිත පරිපථ සඳහා, මිලි 3 ස්ථර පරතරය බොහෝ යෙදුම් සඳහා තවදුරටත් අදාළ නොවේ. එම අවස්ථාවේ දී, 1mil ට අඩු අන්තර් ස්ථර පරතරය සමඟ දිරාපත් වීමේ තාක්ෂණය භාවිතා කිරීම අවශ්‍ය වන අතර FR4 පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍ය වෙනුවට ඉහළ පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍ය නියතයක් සහිත ද්‍රව්‍යය ආදේශ කළ යුතුය. දැන්, පිඟන් මැටි සහ බඳුන්වල ඇති ප්ලාස්ටික් වලට 100 සිට 300ps දක්වා ඉහළ යන කාල පරිපථවල සැලසුම් අවශ්‍යතා සපුරාලිය හැකිය.

අනාගතයේදී නව ද්‍රව්‍ය හා ක්‍රම භාවිතා කළ හැකි වුවද, සාමාන්‍ය 1 සිට 3 දක්වා ඉහළ යන කාල පරිපථ, මිලි 3 සිට 6 දක්වා ස්ථර පරතරය සහ FR4 පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍ය සාමාන්‍යයෙන් ඉහළ මට්ටමේ හාර්මොනික් හැසිරවීමට සහ අස්ථිර සං als ා ප්‍රමාණවත් තරම් අඩු කිරීමට ප්‍රමාණවත් වේ, එනම් , පොදු මාදිලිය EMI ඉතා අඩු කළ හැකිය. මෙම ලිපියෙන්, පීසීබී ස්ථර ගොඩගැසීමේ සැලසුම් උදාහරණය දක්වා ඇති අතර ස්ථර පරතරය මිලි 3 සිට 6 දක්වා උපකල්පනය කෙරේ.

විද්යුත් චුම්භක ආවරණයක්

සං signal ා මාර්ගගත කිරීමේ දෘෂ්ටි කෝණයෙන් බලන විට, හොඳ ස්ථරකරණ උපාය මාර්ගයක් විය යුත්තේ සියලු සං signal ා අංශු ස්ථර එකක හෝ වැඩි ගණනක තැබීමයි. බල සැපයුම සඳහා, හොඳ ස්ථරකරණ උපාය මාර්ගයක් විය යුත්තේ බල තට්ටුව භූගත තලයට යාබදව තිබිය යුතු අතර බල තට්ටුව සහ බිම් තලය අතර දුර හැකි තරම් කුඩා විය යුතු අතර එය අප හඳුන්වන්නේ “ස්ථරකරණ” උපාය මාර්ගය ලෙසයි.

PCB තොගය

ඊඑම්අයි ආරක්ෂා කිරීමට සහ මර්දනය කිරීමට උපකාරී වන කුමන ආකාරයේ ගොඩගැසීමේ උපාය මාර්ගයක් ද? පහත දැක්වෙන ස්ථර ගොඩගැසීමේ යෝජනා ක්‍රමය මඟින් බල සැපයුම් ධාරාව තනි තට්ටුවක් මත ගලා යන අතර එකම වෝල්ටීයතාවයක් හෝ බහු වෝල්ටීයතාවයක් එකම ස්ථරයේ විවිධ කොටස්වල බෙදා හරිනු ලැබේ. බහු බල ස්ථර වල නඩුව පසුව සාකච්ඡා කරනු ඇත.

4-ප්ලයි තහඩුව

4-ප්ලයි ලැමිෙන්ට් සැලසුම් කිරීමේදී විභව ගැටළු කිහිපයක් තිබේ. පළමුවෙන්ම, සං layer ා ස්තරය පිටත තට්ටුවේ සහ බලය සහ බිම් තලය අභ්‍යන්තර ස්ථරයේ පැවතුනද, බල තට්ටුව සහ බිම් තලය අතර දුර තවමත් විශාලය.

පිරිවැය අවශ්‍යතාවය පළමුවැන්න නම්, සාම්ප්‍රදායික 4-ප්ලයි පුවරුවට පහත සඳහන් විකල්ප දෙක සලකා බැලිය හැකිය. මේ දෙකටම ඊඑම්අයි මර්දනය කිරීමේ කාර්ය සාධනය වැඩි දියුණු කළ හැකි නමුත් ඒවා සුදුසු වන්නේ පුවරුවේ ඇති සංරචකවල ity නත්වය ප්‍රමාණවත් තරම් අඩු වන අතර සංරචක වටා ප්‍රමාණවත් තරම් ප්‍රදේශයක් ඇත (බල සැපයුම සඳහා අවශ්‍ය තඹ ආලේපනය තැබීමට).

පළමුවැන්න වඩාත් කැමති යෝජනා ක්‍රමයයි. PCB හි පිටත ස්ථර සියල්ලම ස්ථර වන අතර මැද ස්ථර දෙක සං signal ා / බල ස්ථර වේ. සං signal ා ස්ථරයේ බල සැපයුම පුළුල් රේඛා වලින් මෙහෙයවනු ලබන අතර එමඟින් බල සැපයුම් ධාරාවේ මාර්ග සම්බාධනය අඩු වන අතර සං signal ා මයික්‍රොස්ට්‍රිප් මාර්ගයේ සම්බාධනය අඩු වේ. EMI පාලනයේ දෘෂ්ටි කෝණයෙන් බලන කල, මෙය ලබා ගත හැකි හොඳම 4-ස්ථර PCB ව්‍යුහයයි. දෙවන යෝජනා ක්‍රමයේදී පිටත තට්ටුව බලය හා භූමිය ගෙන යන අතර මැද ස්ථර දෙක සං .ාව රැගෙන යයි. සාම්ප්‍රදායික 4-ස්ථර පුවරුව හා සසඳන විට, මෙම යෝජනා ක්‍රමයේ වැඩිදියුණු කිරීම කුඩා වන අතර, අන්තර්-ස්ථර සම්බාධනය සාම්ප්‍රදායික 4-ස්ථර පුවරුව තරම් හොඳ නැත.

රැහැන් සම්බාධනය පාලනය කිරීමට නම්, තඹ දූපත යටතේ විදුලිබල සැපයුම සහ බිම් සැකසීම යටතේ රැහැන් තැබීමට ඉහත සඳහන් කිරීමේ ක්‍රමය ඉතා ප්‍රවේශම් විය යුතුය. ඊට අමතරව, ඩීසී සහ අඩු සංඛ්‍යාත අතර සම්බන්ධතාවය සහතික කිරීම සඳහා බල සැපයුම හෝ ස්ථරයේ ඇති තඹ දූපත හැකිතාක් එකිනෙකට සම්බන්ධ කළ යුතුය.

6-ප්ලයි තහඩුව

4-ස්ථර පුවරුවේ ඇති සංරචකවල ity නත්වය විශාල නම්, 6-ස්ථර තහඩුව වඩා හොඳය. කෙසේ වෙතත්, 6-ස්ථර පුවරුව සැලසුම් කිරීමේදී සමහර ගොඩගැසීමේ යෝජනා ක්‍රමවල ආවරණ බලපෑම ප්‍රමාණවත් නොවන අතර බල බස්රථයේ අස්ථිර සං signal ාව අඩු නොවේ. උදාහරණ දෙකක් පහත සාකච්ඡා කෙරේ.

පළමු අවස්ථාවේ දී, බල සැපයුම සහ භූමිය පිළිවෙලින් දෙවන හා පස්වන ස්ථර වල ස්ථානගත කර ඇත. තඹ ආවරණ සහිත බල සැපයුමේ ඉහළ සම්බාධනය හේතුවෙන් පොදු මාදිලියේ ඊඑම්අයි විකිරණ පාලනය කිරීම ඉතා අහිතකර ය. කෙසේ වෙතත්, සං signal ා සම්බාධනය පාලනය කිරීමේ දෘෂ්ටි කෝණයෙන්, මෙම ක්රමය ඉතා නිවැරදි ය.

දෙවන උදාහරණයේ දී බල සැපයුම සහ භූමිය පිළිවෙලින් තෙවන හා සිව්වන ස්ථර වල තැන්පත් කර ඇත. මෙම සැලසුම මගින් බල සැපයුමේ තඹ ආවරණ සම්බාධනය පිළිබඳ ගැටළුව විසඳයි. 1 වන ස්ථරයේ සහ 6 වන ස්ථරයේ දුර්වල විද්‍යුත් චුම්භක ආවරණ ක්‍රියාකාරිත්වය හේතුවෙන් අවකල්‍ය මාදිලිය EMI වැඩි වේ. පිටත ස්ථර දෙකේ සං signal ා රේඛා ගණන අවම නම් සහ රේඛාවල දිග ඉතා කෙටි නම් (සං signal ාවේ ඉහළම හාර්මොනික් තරංග ආයාමයෙන් 1/20 ට වඩා අඩු), සැලසුමට අවකල්‍ය මාදිලියේ ගැටළුව විසඳිය හැකිය. ප්‍රති layer ල වලින් පෙනී යන්නේ පිටත තට්ටුව තඹ වලින් පුරවා තඹ ආවරණ ප්‍රදේශය භූගත කරන විට (සෑම 1/20 තරංග ආයාම කාල පරතරයක්ම) අවකල්‍ය මාදිලිය මර්දනය කිරීම විශේෂයෙන් හොඳ බවය. ඉහත සඳහන් කළ පරිදි තඹ දැමිය යුතුය


තැපැල් කාලය: ජුලි -29-2020