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时间:2022年09月02日 来源:

在高速PCB设计时,设计者应该从那些方面去考虑EMC、EMI的规则呢?


一般EMI/EMC设计时需要同时考虑辐射(radiated)与传导(conducted)两个方面。前者归属于频率较高的部分(>30MHz)后者则是较低频的部分(<30MHz)。所以不能只注意高频而忽略低频的部分。

一个好的EMI/EMC设计必须一开始布局时就要考虑到器件的位置,PCB叠层的安排,重要联机的走法,器件的选择等,如果这些没有事前有较佳的安排,事后解决则会事倍功半,增加成本。

例如时钟产生器的位置尽量不要靠近对外的连接器,高速信号尽量走内层并注意特性阻抗匹配与参考层的连续以减少反射,器件所推的信号之斜率(slewrate)尽量小以减低高频成分,选择去耦合(decoupling/bypass)电容时注意其频率响应是否符合需求以降低电源层噪声。

另外,注意高频信号电流之回流路径使其回路面积尽量小(也就是回路阻抗loopimpedance尽量小)以减少辐射。还可以用分割地层的方式以控制高频噪声的范围。

适当的选择PCB与外壳的接地点(chassisground)。 存在盲埋孔的pcb板都叫做HDI板吗?光感fpc

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PCB四层板的叠层

1.SIG-GND(PWR)-PWR(GND)-SIG;

2.GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;

以上两种叠层设计,潜在的问题是对于传统的1.6mm(62mil)板厚。层间距将会变得很大,不仅不利于控制阻抗,层间耦合及屏蔽;特别是电源地层之间间距很大,降低了板电容,不利于滤除噪声

第一种方案,通常应用于板上芯片较多的情况。此方案可得到较好的SI性能,对于EMI性能来说并不是很好,主要要通过走线及其他细节来控制。注意:地层放在信号**密集的信号层的相连层,利于吸收和抑制辐射;增大板面积,体现20H规则。

第二种方案,应用于板上芯片密度足够低和芯片周围有足够面积(放置所要求的电源覆铜层)的场合。此种方案PCB的外层均为地层,中间两层均为信号/电源层。信号层上的电源用宽线走线,这可使电源电流的路径阻抗低,且信号微带路径的阻抗也低,也可通过外层地屏蔽内层信号辐射。从EMI控制的角度看,是现有的比较好4层PCB结构。

注意:中间两层信号、电源混合层间距要拉开,走线方向垂直,避免出现串扰;适当控制板面积,体现20H规则;如要控制走线阻抗,上述方案要非常小心地将走线布置在电源和接地铺铜的下边。另外,电源或地层上的铺铜之间尽可能地互连一起,以确保DC和低频的连接性 光感fpcPCB多层板表面处理,有几种方法?

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PCB板翘控制方法之二:

3、半固化片的经纬向:半固化片层压后经向和纬向收缩率不一样,下料和迭层时必须分清经向和纬向。否则,层压后很容易造成成品板翘曲,即使加压力烘板亦很难纠正。多层板翘曲的原因,很多就是层压时半固化片的经纬向没分清,乱迭放而造成的。如何区分经纬向?成卷的半固化片卷起的方向是经向,而宽度方向是纬向;对铜箔板来说长边时纬向,短边是经向,如不能确定可向生产商或供应商查询。 

4、层压后除应力:多层板在完成热压冷压后取出,剪或铣掉毛边,然后平放在烘箱内150摄氏度烘4小时,以使板内的应力逐渐释放并使树脂完全固化,这一步骤不可省略。

5、薄板电镀时需要拉直:0.4~0.6mm超薄多层板作板面电镀和图形电镀时应制作特殊的夹辊,在自动电镀线上的飞巴上夹上薄板后,用一条圆棍把整条飞巴上的夹辊串起来,从而拉直辊上所有的板子,这样电镀后的板子就不会变形。若无此措施,经电镀二三十微米的铜层后,薄板会弯曲,而且难以补救。


PCB多层板LAYOUT设计规范之八:

54.一般设备中至少要有三个分开的地线:一条是低电平电路地线(称为信号地线),一条是继电器、电动机和高电平电路地线(称为干扰地线或噪声地线);另一条是设备使用交流电源时,则电源的安全地线应和机壳地线相连,机壳与插箱之间绝缘,但两者在一点相同,***将所有的地线汇集一点接地。断电器电路在最大电流点单点接地。f<1MHz时,一点接地;f>10MHz时,多点接地;1MHz<f<10MHz时,若地线长度<1/20λ,则一点接地,否则多点接地。

55.避免地环路准则:电源线应靠近地线平行布线。

56.散热器要与单板内电源地或屏蔽地或保护地连接(优先连接屏蔽地或保护地),以降低辐射干扰

57.数字地与模拟地分开,地线加宽

58.对高速、中速和低速混用时,注意不同的布局区域

59.**零伏线,电源线的走线宽度≥1mm

60.电源线和地线尽可能靠近,整块印刷板上的电源与地要呈“井”字形分布,以便使分布线电流达到均衡。

61.尽可能有使干扰源线路与受感应线路呈直角布线

62.按功率分类,不同分类的导线应分别捆扎,分开敷设的线束间距离应为50~75mm。 .将散热器靠近机箱接缝,通风口或者安装孔的金属部件上的边和拐角要做成圆弧形状。

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PCB板层布局与EMC

✪关键电源平面与其对应的地平面相邻电源、地平面存在自身的特性阻抗,电源平面的阻抗比地平面阻抗高,将电源平面与地平面相邻可形成耦合电容,并与PCB板上的去耦电容一起降低电源平面的阻抗,同时获得较宽的滤波效果。通过研究发现,门的反转能量首先由电源与地平面之间的电容来提供,其次才由去耦电容决定。

✪参考面的选择应推荐地平面电源、地平面均能用作参考平面,且有一定的屏蔽作用。但相对而言,电源平面具有较高的特性阻抗,与参考电平存在较大的电位差。从屏蔽角度考虑,地平面一般均作接地处理,并作为基准电平参考点,其屏蔽效果远远优于电源平面。

✪相邻层的关键信号不跨分割区这样将形成较大的信号环路,产生强的辐射和敏感度问题。

✪元件面下面有相对完整的地平面对多层板必须尽可能保持地平面的完整,通常不允许有信号线在地平面上走线。当走线层布线密度太大时,可考虑在电源平面的边缘走线。

✪高频、高速、时钟等关键信号有一相邻地平面这样设计的信号线与地线间的距离*为线路板层间的距离,高频电路将选择环路面积**小的路径流动,因此实际的电流总在信号线正下方的地线流动,形成**小的信号环路面积,从而减小辐射。


电路板(PCB)设计规范。光感fpc

PCB表面处理方式的优缺点。光感fpc

为什么要导入类载板

极细化线路叠加SIP封装需求,高密度仍是主线智能手机、平板电脑和可穿戴设备等电子产品向小型化和多功能化方向发展,要搭载的元器件数量**增多然而留给线路板的空间却越来越有限。在这样的背景下,PCB导线宽度、间距,微孔盘的直径和孔中心距离,以及导体层和绝缘层的厚度都在不断下降,从而使PCB得以在尺寸、重量和体积减轻的情况下,反而能容纳更多的元器件。

极细化线路要求比HDI更高的制程。高密度促使PCB不断细化线路,锡球(BGA)间距不断缩短。在几年前,0.6mm-0.8mm节距技术已用在了当时的手持设备上,这一代智能手机,由于元件I/O数量和产品小型化,PCB***使用了0.4mm节距技术。而这一趋势正向0.3mm发展,事实上业内对用于移动终端的0.3mm间距技术的开发工作早已开始。同时,微孔大小和连接盘直径已分别下降到75mm和200mm。行业的目标是在未来几年内将微孔和盘分别下降到50mm和150mm。0.3mm的间距设计规范要求线宽线距30/30µm,现行的HDI不符合要求,需要更高制程的类载板。类载板更契合SIP封装技术要求。 光感fpc

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