మల్టీలేయర్ పిసిబి డిజైన్‌లో ఇఎంఐ సమస్యను ఎలా పరిష్కరించాలి?

మల్టీ-లేయర్ పిసిబి డిజైన్ చేసినప్పుడు EMI సమస్యను ఎలా పరిష్కరించాలో మీకు తెలుసా?

నన్ను చెప్పనివ్వండి!

EMI సమస్యలను పరిష్కరించడానికి అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి. ఆధునిక EMI అణచివేత పద్ధతులు: EMI అణచివేత పూతను ఉపయోగించడం, తగిన EMI అణచివేత భాగాలను ఎంచుకోవడం మరియు EMI అనుకరణ రూపకల్పన. అత్యంత ప్రాధమిక పిసిబి లేఅవుట్ ఆధారంగా, ఈ కాగితం EMI రేడియేషన్ మరియు పిసిబి డిజైన్ నైపుణ్యాలను నియంత్రించడంలో పిసిబి స్టాక్ యొక్క పనితీరును చర్చిస్తుంది.

పవర్ బస్సు

IC యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ జంప్ IC యొక్క పవర్ పిన్ దగ్గర తగిన కెపాసిటెన్స్ ఉంచడం ద్వారా వేగవంతం చేయవచ్చు. అయితే, ఇది సమస్య యొక్క ముగింపు కాదు. కెపాసిటర్ యొక్క పరిమిత ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందన కారణంగా, పూర్తి ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లో ఐసి అవుట్‌పుట్‌ను శుభ్రంగా నడపడానికి అవసరమైన హార్మోనిక్ శక్తిని కెపాసిటర్ ఉత్పత్తి చేయడం అసాధ్యం. అదనంగా, పవర్ బస్సులో ఏర్పడిన అస్థిర వోల్టేజ్ డీకప్లింగ్ మార్గం యొక్క ఇండక్టెన్స్ యొక్క రెండు చివర్లలో వోల్టేజ్ డ్రాప్కు కారణమవుతుంది. ఈ అస్థిర వోల్టేజీలు ప్రధాన సాధారణ మోడ్ EMI జోక్యం మూలాలు. ఈ సమస్యలను మనం ఎలా పరిష్కరించగలం?

మా సర్క్యూట్ బోర్డ్‌లోని ఐసి విషయంలో, ఐసి చుట్టూ ఉన్న విద్యుత్ పొరను మంచి హై-ఫ్రీక్వెన్సీ కెపాసిటర్‌గా పరిగణించవచ్చు, ఇది శుభ్రమైన ఉత్పత్తికి అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ శక్తిని అందించే వివిక్త కెపాసిటర్ ద్వారా లీక్ అయిన శక్తిని సేకరించగలదు. అదనంగా, మంచి శక్తి పొర యొక్క ఇండక్టెన్స్ చిన్నది, కాబట్టి ప్రేరకచే సంశ్లేషణ చేయబడిన అస్థిర సిగ్నల్ కూడా చిన్నది, తద్వారా సాధారణ మోడ్ EMI ని తగ్గిస్తుంది.

వాస్తవానికి, విద్యుత్ సరఫరా పొర మరియు ఐసి విద్యుత్ సరఫరా పిన్ మధ్య కనెక్షన్ సాధ్యమైనంత తక్కువగా ఉండాలి, ఎందుకంటే డిజిటల్ సిగ్నల్ యొక్క పెరుగుతున్న అంచు వేగంగా మరియు వేగంగా ఉంటుంది. ఐసి పవర్ పిన్ ఉన్న ప్యాడ్‌కు నేరుగా కనెక్ట్ చేయడం మంచిది, ఇది విడిగా చర్చించాల్సిన అవసరం ఉంది.

సాధారణ మోడ్ EMI ని నియంత్రించడానికి, పవర్ లేయర్ బాగా రూపకల్పన చేయబడిన పవర్ లేయర్‌లను విడదీయడానికి మరియు తగినంత తక్కువ ఇండక్టెన్స్ కలిగి ఉండటానికి సహాయపడాలి. కొంతమంది అడగవచ్చు, ఇది ఎంత మంచిది? సమాధానం విద్యుత్ పొర, పొరల మధ్య పదార్థం మరియు ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీపై ఆధారపడి ఉంటుంది (అనగా, IC పెరుగుదల సమయం యొక్క పని). సాధారణంగా, విద్యుత్ పొరల అంతరం 6 మిల్లు, మరియు ఇంటర్లేయర్ ఎఫ్ఆర్ 4 పదార్థం, కాబట్టి చదరపు అంగుళాల విద్యుత్ పొరకు సమానమైన కెపాసిటెన్స్ 75 పిఎఫ్. సహజంగానే, చిన్న పొర అంతరం, పెద్ద కెపాసిటెన్స్.

100-300 పిఎస్‌ల పెరుగుదల సమయంతో చాలా పరికరాలు లేవు, అయితే ఐసి యొక్క ప్రస్తుత అభివృద్ధి రేటు ప్రకారం, 100-300 పిఎస్‌ల పరిధిలో పెరుగుదల సమయం ఉన్న పరికరాలు అధిక నిష్పత్తిని కలిగి ఉంటాయి. 100 నుండి 300 పిఎస్ పెరుగుదల సమయాలతో సర్క్యూట్ల కోసం, 3 మిల్ లేయర్ స్పేసింగ్ ఇకపై చాలా అనువర్తనాలకు వర్తించదు. ఆ సమయంలో, 1 మిల్ కంటే తక్కువ ఇంటర్లేయర్ అంతరంతో డీలామినేషన్ టెక్నాలజీని అవలంబించడం అవసరం, మరియు ఎఫ్ఆర్ 4 డైఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాన్ని అధిక విద్యుద్వాహక స్థిరాంకంతో పదార్థంతో భర్తీ చేయాలి. ఇప్పుడు, సిరామిక్స్ మరియు జేబులో పెట్టిన ప్లాస్టిక్‌లు 100 నుండి 300 పిఎస్ రైజ్ టైమ్ సర్క్యూట్ల డిజైన్ అవసరాలను తీర్చగలవు.

భవిష్యత్తులో కొత్త పదార్థాలు మరియు పద్ధతులు ఉపయోగించబడుతున్నప్పటికీ, సాధారణ 1 నుండి 3 ఎన్ఎస్ రైజ్ టైమ్ సర్క్యూట్లు, 3 నుండి 6 మిల్ లేయర్ స్పేసింగ్ మరియు ఎఫ్ఆర్ 4 డైఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు సాధారణంగా హై-ఎండ్ హార్మోనిక్‌లను నిర్వహించడానికి మరియు అస్థిరమైన సంకేతాలను తగినంతగా చేయడానికి సరిపోతాయి, అనగా , సాధారణ మోడ్ EMI చాలా తక్కువగా తగ్గించవచ్చు. ఈ కాగితంలో, పిసిబి లేయర్డ్ స్టాకింగ్ యొక్క డిజైన్ ఉదాహరణ ఇవ్వబడింది మరియు పొర అంతరం 3 నుండి 6 మిల్లుగా భావించబడుతుంది.

విద్యుదయస్కాంత కవచం

సిగ్నల్ రౌటింగ్ దృక్కోణం నుండి, అన్ని పొర సిగ్నల్ జాడలను ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పొరలలో ఉంచడం మంచి పొరల వ్యూహం, ఇవి పవర్ లేయర్ లేదా గ్రౌండ్ ప్లేన్ పక్కన ఉంటాయి. విద్యుత్ సరఫరా కోసం, ఒక మంచి పొర పొర వ్యూహం ఉండాలి, విద్యుత్ పొర భూమి విమానానికి ఆనుకొని ఉంటుంది, మరియు విద్యుత్ పొర మరియు గ్రౌండ్ ప్లేన్ మధ్య దూరం సాధ్యమైనంత తక్కువగా ఉండాలి, దీనిని మనం “లేయరింగ్” వ్యూహం అని పిలుస్తాము.

పిసిబి స్టాక్

EMI ను కవచం చేయడానికి మరియు అణచివేయడానికి ఎలాంటి స్టాకింగ్ వ్యూహం సహాయపడుతుంది? కింది లేయర్డ్ స్టాకింగ్ పథకం విద్యుత్ సరఫరా ప్రవాహం ఒకే పొరపై ప్రవహిస్తుందని మరియు ఒకే పొర యొక్క వివిధ భాగాలలో ఒకే వోల్టేజ్ లేదా బహుళ వోల్టేజీలు పంపిణీ చేయబడుతుందని umes హిస్తుంది. బహుళ విద్యుత్ పొరల కేసు తరువాత చర్చించబడుతుంది.

4-ప్లై ప్లేట్

4-ప్లై లామినేట్ల రూపకల్పనలో కొన్ని సంభావ్య సమస్యలు ఉన్నాయి. అన్నింటిలో మొదటిది, సిగ్నల్ పొర బయటి పొరలో ఉన్నప్పటికీ మరియు శక్తి మరియు గ్రౌండ్ ప్లేన్ లోపలి పొరలో ఉన్నప్పటికీ, పవర్ లేయర్ మరియు గ్రౌండ్ ప్లేన్ మధ్య దూరం ఇప్పటికీ చాలా పెద్దది.

ఖర్చు అవసరం మొదటిది అయితే, సాంప్రదాయ 4-ప్లై బోర్డుకు ఈ క్రింది రెండు ప్రత్యామ్నాయాలను పరిగణించవచ్చు. ఈ రెండూ EMI అణచివేత పనితీరును మెరుగుపరుస్తాయి, అయితే అవి బోర్డులోని భాగాల సాంద్రత తగినంతగా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు మరియు భాగాల చుట్టూ తగినంత విస్తీర్ణం ఉన్న సందర్భంలో మాత్రమే సరిపోతాయి (విద్యుత్ సరఫరా కోసం అవసరమైన రాగి పూతను ఉంచడానికి).

మొదటిది ఇష్టపడే పథకం. పిసిబి యొక్క బయటి పొరలు అన్ని పొరలు, మరియు మధ్య రెండు పొరలు సిగ్నల్ / పవర్ లేయర్స్. సిగ్నల్ పొరపై విద్యుత్ సరఫరా విస్తృత రేఖలతో మళ్ళించబడుతుంది, ఇది విద్యుత్ సరఫరా ప్రస్తుత మార్గం యొక్క ఇంపెడెన్స్ను తక్కువగా చేస్తుంది మరియు సిగ్నల్ మైక్రోస్ట్రిప్ మార్గం యొక్క ఇంపెడెన్స్ తక్కువగా ఉంటుంది. EMI నియంత్రణ దృక్కోణంలో, ఇది అందుబాటులో ఉన్న 4-లేయర్ PCB నిర్మాణం. రెండవ పథకంలో, బయటి పొర శక్తి మరియు భూమిని కలిగి ఉంటుంది, మరియు మధ్య రెండు పొర సిగ్నల్‌ను కలిగి ఉంటుంది. సాంప్రదాయ 4-లేయర్ బోర్డుతో పోలిస్తే, ఈ పథకం యొక్క మెరుగుదల చిన్నది, మరియు ఇంటర్లేయర్ ఇంపెడెన్స్ సాంప్రదాయ 4-లేయర్ బోర్డు వలె మంచిది కాదు.

వైరింగ్ ఇంపెడెన్స్ నియంత్రించాలంటే, విద్యుత్ సరఫరా మరియు గ్రౌండింగ్ యొక్క రాగి ద్వీపం క్రింద వైరింగ్ వేయడానికి పై స్టాకింగ్ పథకం చాలా జాగ్రత్తగా ఉండాలి. అదనంగా, విద్యుత్ సరఫరా లేదా స్ట్రాటమ్‌లోని రాగి ద్వీపం DC మరియు తక్కువ పౌన .పున్యం మధ్య కనెక్టివిటీని నిర్ధారించడానికి వీలైనంతవరకు ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించాలి.

6-ప్లై ప్లేట్

4-పొర బోర్డులోని భాగాల సాంద్రత పెద్దగా ఉంటే, 6-పొర ప్లేట్ మంచిది. అయినప్పటికీ, 6-లేయర్ బోర్డు రూపకల్పనలో కొన్ని స్టాకింగ్ స్కీమ్‌ల షీల్డింగ్ ప్రభావం తగినంతగా లేదు మరియు పవర్ బస్ యొక్క అశాశ్వత సిగ్నల్ తగ్గదు. రెండు ఉదాహరణలు క్రింద చర్చించబడ్డాయి.

మొదటి సందర్భంలో, విద్యుత్ సరఫరా మరియు భూమి వరుసగా రెండవ మరియు ఐదవ పొరలలో ఉంచబడతాయి. రాగి ధరించిన విద్యుత్ సరఫరా యొక్క అధిక ఇంపెడెన్స్ కారణంగా, సాధారణ మోడ్ EMI రేడియేషన్‌ను నియంత్రించడం చాలా అననుకూలమైనది. అయితే, సిగ్నల్ ఇంపెడెన్స్ నియంత్రణ యొక్క కోణం నుండి, ఈ పద్ధతి చాలా సరైనది.

రెండవ ఉదాహరణలో, విద్యుత్ సరఫరా మరియు భూమి వరుసగా మూడవ మరియు నాల్గవ పొరలలో ఉంచబడతాయి. ఈ డిజైన్ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క రాగి ధరించిన ఇంపెడెన్స్ సమస్యను పరిష్కరిస్తుంది. లేయర్ 1 మరియు లేయర్ 6 యొక్క పేలవమైన విద్యుదయస్కాంత షీల్డింగ్ పనితీరు కారణంగా, అవకలన మోడ్ EMI పెరుగుతుంది. రెండు బాహ్య పొరలలోని సిగ్నల్ పంక్తుల సంఖ్య తక్కువగా ఉంటే మరియు పంక్తుల పొడవు చాలా తక్కువగా ఉంటే (సిగ్నల్ యొక్క అత్యధిక హార్మోనిక్ తరంగదైర్ఘ్యంలో 1/20 కన్నా తక్కువ), డిజైన్ అవకలన మోడ్ EMI సమస్యను పరిష్కరించగలదు. బయటి పొర రాగితో నిండినప్పుడు మరియు రాగి ధరించిన ప్రాంతం గ్రౌన్దేడ్ అయినప్పుడు (ప్రతి 1/20 తరంగదైర్ఘ్యం విరామం) అవకలన మోడ్ EMI యొక్క అణచివేత ముఖ్యంగా మంచిదని ఫలితాలు చూపుతాయి. పైన చెప్పినట్లుగా, రాగి వేయాలి


పోస్ట్ సమయం: జూలై -29-2020