如何解決多層PCB設(shè)計時的EMI問題?
同樣,當(dāng)信號的走線方向變 化時,應(yīng)該藉由過孔從第8層和第10層或從第4層到第7層。這樣布線可確保信號的前向通路和回路之間的耦合最緊。例如,如果信號在第1層上走線,回路在第 2層且只在第2層上走線,那么第1層上的信號即使是藉由“過孔”轉(zhuǎn)到了第3層上,其回路仍在第2層,從而保持低電感、大電容的特性以及良好的電磁屏蔽性 能。
如果實際走線不是這樣,怎么辦?比如第1層上的信號線經(jīng)由過孔到第10層,這時回路信號只好從第9層尋找接地平面,回路 電流要找到最近的接地過孔(如電阻或電容等元件的接地引腳)。如果碰巧附近存在這樣的過孔,則真的走運。假如沒有這樣近的過孔可用,電感就會變大,電容要 減小,EMI一定會增加。
當(dāng)信號線必須經(jīng)由過孔離開現(xiàn)在的一對布線層到其他布線層時,應(yīng)就近在過孔旁放置接地過孔,這樣可以使回路信號順利返回恰當(dāng)?shù)慕拥貙印τ诘?層和第7 層分層組合,信號回路將從電源層或接地層(即第5層或第6層)返回,因為電源層和接地層之間的電容耦合良好,信號容易傳輸。
多電源層的設(shè)計
如 果同一電壓源的兩個電源層需要輸出大電流,則電路板應(yīng)布成兩組電源層和接地層。在這種情況下,每對電源層和接地層之間都放置了絕緣層。這樣就得到我們期望 的等分電流的兩對阻抗相等的電源匯流排。如果電源層的堆疊造成阻抗不相等,則分流就不均勻,瞬態(tài)電壓將大得多,并且EMI會急劇增加。
如果電路板上存在多個數(shù)值不同的電源電壓,則相應(yīng)地需要多個電源層,要牢記為不同的電源創(chuàng)建各自配對的電源層和接地層。在上述兩種情況下,確定配對電源層和接地層在電路板的位置時,切記制造商對平衡結(jié)構(gòu)的要求。
總結(jié)
鑒于大多數(shù)工程師設(shè)計的電路板是厚度62mil、不帶盲孔或埋孔的傳統(tǒng)印制電路板,本文關(guān)于電路板分層和堆疊的討論都局限于此。厚度差別太大的電路板,本文推薦的分層方案可能不理想。此外,帶盲孔或埋孔的電路板的加工制程不同,本文的分層方法也不適用。
電 路板設(shè)計中厚度、過孔制程和電路板的層數(shù)不是解決問題的關(guān)鍵,優(yōu)良的分層堆疊是保證電源匯流排的旁路和去耦、使電源層或接地層上的瞬態(tài)電壓最小并將信號和 電源的電磁場屏蔽起來的關(guān)鍵。理想情況下,信號走線層與其回路接地層之間應(yīng)該有一個絕緣隔離層,配對的層間距(或一對以上)應(yīng)該越小越好。根據(jù)這些基本概 念和原則,才能設(shè)計出總能達(dá)到設(shè)計要求的電路板?,F(xiàn)在,IC的上升時間已經(jīng)很短并將更短,本文討論的技術(shù)對解決EMI屏蔽問題是必不可少的。
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