PCB l’impilamentu hè un fattore impurtante per determinà e prestazioni EMC di i prudutti. Una bona stratificazione pò esse assai efficace per riduce a radiazione da u circuitu PCB (emissione in modu differenziale), è ancu da i cavi cunnessi à u bordu (emissione in modu cumunu).

D’altra parte, una cattiva cascata pò aumentà assai a radiazione di i dui meccanismi. Quattru fattori sò impurtanti per a cunsiderazione di l’impilamentu di piatti:

1. Numaru di strati;

2. U numeru è u tippu di strati aduprati (putenza è / o terrenu);

3. L’ordine o a sequenza di strati;

4. L’intervallu trà i strati.

Di solitu solu u numeru di strati hè cunsideratu. In parechji casi, l’altri trè fattori sò altrettantu impurtanti, è u quartu ùn hè ancu cunnisciutu da u designer PCB. Quandu determinate u numeru di strati, cunsiderate u seguente:

1. Quantità di signale è costu di filu;

2. Frequenza;

3. U pruduttu deve risponde à i requisiti di lanciamentu di Classe A o Classe B?

4. PCB hè in un alloghju prutettu o senza schermu;

5. Competenza in ingegneria EMC di a squadra di cuncepimentu.

Di solitu solu u primu termine hè cunsideratu. In effetti, tutti l’articuli eranu vitali è devenu esse cunsiderati ugualmente. Quest’ultimu articulu hè particularmente impurtante è ùn deve esse trascuratu se u cuncepimentu ottimale deve esse uttenutu in u minimu tempu è costu.

Una piastra multistrato chì utilizza un pianu di terra è / o di putenza furnisce una riduzione significativa di l’emissione di radiazioni paragunata à una piastra à dui strati. Una regula generale di u pulgaru aduprata hè chì una piastra à quattru strati produce 15dB di radiazioni inferiori à una placca à dui strati, tutti l’altri fattori essendu uguali. Una tavola cù una superficie piatta hè assai megliu cà una tavula senza una superficie piatta per i seguenti motivi:

1. Permettenu chì i segnali sianu diretti cume linee di microstrip (o linee di nastro). Queste strutture sò linee di trasmissione di impedenza cuntrullata cù assai menu radiazione di u cablu aleatoriu adupratu nantu à tavule à dui strati;

2. U pianu di terra riduce significativamente l’impedenza di u terrenu (è dunque u rumu di u terrenu).

Ancu se duie piastre sò state aduprate cù successu in custodie senza schermu di 20-25 mhz, sti casi sò l’eccezzione piuttostu chè a regula. Sopra à circa 10-15 mhz, i pannelli multistrati devenu generalmente esse cunsiderati.

Ci hè cinque scopi chì duvete pruvà à uttene quandu si usa un bordu multistratu. Sò:

1. U stratu di signale deve esse sempre adiacente à u pianu;

2. U stratu di signale deve esse strettu accoppiatu (vicinu à) à u so pianu adiacente;

3, u pianu di putere è u pianu di terra devenu esse strettamente cumbinati;

4, u signale à grande velocità deve esse intarratu in a linea trà dui piani, u pianu pò ghjucà un rolu di schermatura, è pò suppressà a radiazione di a linea stampata à grande velocità;

5. Diversi piani di messa à terra anu parechji vantaghji perchè riduceranu l’impedenza di messa à terra (pianu di riferenza) di u bordu è riduceranu a radiazione in modu cumunu.

In generale, simu di fronte à una scelta trà accoppiamentu di prossimità di signale / pianu (Obiettivu 2) è accoppiamentu di prossimità di a putenza / pianu di terra (ughjettivu 3). Cù tecniche di custruzzione PCB cunvenziunali, a capacità di a piastra piatta trà l’alimentazione elettrica adiacente è u pianu di terra hè insufficiente per furnisce un disaccoppiu sufficiente sottu à 500 MHz.

Dunque, u disaccoppiu deve esse affruntatu da altri mezi, è duvemu generalmente sceglie un accoppiamentu strettu trà u signale è u pianu di ritornu attuale. I vantaghji di un accoppiamentu strettu trà u stratu di signale è u pianu di ritornu attuale supereranu i svantaghji causati da una leggera perdita di capacità trà i piani.

Ottu livelli hè u numeru minimu di livelli chì ponu esse aduprati per uttene tutti i cinque di questi obiettivi. Alcuni di sti obiettivi duveranu esse compromessi in tavule à quattru è sei strati. In queste condizioni, duvete determinà quali obiettivi sò i più impurtanti per u cuncepimentu in manu.

U paràgrafu sopra ùn deve micca esse interpretatu per significà chì ùn pudete micca fà un bonu cuncepimentu EMC nantu à una tavola à quattru o sei livelli, cum’è pudete. Mostra solu chì micca tutti l’ubbiettivi ponu esse rializati in una volta è chì un tipu di cumprumissu hè necessariu.

Siccomu tutti l’ubbiettivi EMC desiderati ponu esse uttenuti cù ottu strati, ùn ci hè nisuna ragione per aduprà più di ottu strati eccettu per accoglie strati di routing di signale addiziunali.

Da un puntu di vista meccanicu, un altru scopu ideale hè di fà a sezione trasversale di u bordu PCB simmetrica (o equilibrata) per impedisce a deformazione.

Per esempiu, nantu à una tavola di ottu strati, se u secondu stratu hè un pianu, allora u settimu stratu deve esse ancu un pianu.

Dunque, tutte e cunfigurazioni prisentate quì utilizanu strutture simmetriche o equilibrate. Se strutture asimmetriche o sbilanciate sò permesse, hè pussibule custruisce altre cunfigurazioni in cascata.

Quattru stratu

A più cumuna struttura di piastra à quattru strati hè mostrata in Figura 1 (u pianu di putenza è u pianu di terra sò intercambiabili). Si cumpone di quattru strati uniformemente spaziati cù un pianu di putenza internu è un pianu di terra. Questi dui strati di cablaggi esterni anu generalmente indicazioni di cablaggio ortogonali.

Ancu se sta custruzzione hè assai megliu cà i doppi pannelli, hà alcune caratteristiche menu desiderabili.

Per a lista di obiettivi in ​​a Parte 1, sta pila soddisfa solu u target (1). Se i strati sò ugualmente spaziati, ci hè un grande spaziu trà u stratu di signale è u pianu di ritornu attuale. Ci hè ancu un grande spaziu trà u pianu di putere è u pianu di terra.

Per una tavola à quattru strati, ùn pudemu micca corregge entrambi i difetti in listessu tempu, allora duvemu decide chì hè u più impurtante per noi.

Cum’è l’accennatu prima, a capacità di l’interlayer trà l’alimentazione elettrica adiacente è u pianu di terra hè insufficiente per furnisce un disaccoppiu adeguatu aduprendu tecniche di fabbricazione di PCB convenzionali.

U disaccoppiu deve esse trattatu da altri mezi, è duvemu sceglie un accoppiu strettu trà u signale è u pianu di ritornu attuale. I vantaghji di un accoppiamentu strettu trà u stratu di signale è u pianu di ritornu attuale superavanu i svantaghji di una leggera perdita di capacità interlayer.

Dunque, u modu più simplice per migliurà e prestazioni EMC di a piastra à quattru strati hè di portà u stratu di signale u più vicinu à u pianu pussibule. 10mil), è utilizeghja un grande core dielettricu trà a fonte d’energia è u pianu di terra (> 40mil), cum’è mostru in Figura 2.

Questu hà trè vantaghji è pochi svantaghji. L’area di u ciclu di u signale hè più chjuca, cusì hè generata menu radiazione in modu differenziale. Per u casu di un intervallu 5mil trà u stratu di cablaggio è u stratu pianu, si pò uttene una riduzione di radiazione di ciclu di 10dB o più in relazione à una struttura accatastata altrettantu spaziata.

Dopu, l’accoppiamentu strettu di u cablu di u segnale à a terra riduce l’impedenza planare (induttanza), riducendu cusì a radiazione in modu cumunu di u cavu cunnessu à u bordu.

Terzu, l’accoppiamentu strettu di u filu à u pianu riduce a diafonia trà u filu. Per a spaziatura fissa di i cavi, a diafonia hè prupurziunale à u quatratu di l’altezza di u cavu. Questu hè unu di i modi più faciuli, più economici è più trascurati per riduce a radiazione da un PCB di quattru strati.

Per sta struttura in cascata, soddisfemu entrambi l’ubbiettivi (1) è (2).

Chì altre pussibilità ci sò per a struttura laminata à quattru strati? Ebbè, pudemu aduprà un pocu di struttura non convenzionale, vale à dì cambià u stratu di signale è u pianu pianu in a Figura 2 per pruduce a cascata mostrata in a Figura 3A.

U vantaghju principale di sta laminazione hè chì u pianu esterno furnisce schermatura per u routing di u signale nantu à u stratu internu. U svantaghju hè chì u pianu di terra pò esse tagliatu assai da i pads di cumpunenti d’alta densità nantu à u PCB. Questu pò esse alleviato in una certa misura invertendu u pianu, mettendu u pianu di potenza da u latu di l’elementu, è piazzendu u pianu di terra da l’altra parte di u bordu.

Siconda, à certe persone ùn li piace micca avè un pianu di putenza esposta, è u terzu, i strati di signale intarrati facenu difficiule à rifà a tavula. A cascata soddisfa l’ughjettivu (1), (2), è soddisfa in parte l’obiettivu (4).

Dui di sti trè prublemi ponu esse mitigati da una cascata cum’è mostratu in a Figura 3B, induve i dui piani esterni sò piani terrestri è l’alimentazione elettrica hè instradata nantu à u pianu di segnale cum’è cablaggio.L’alimentazione elettrica deve esse rasterizata aduprendu tracce larghe in u stratu di segnale.

Dui vantaghji addiziunali di sta cascata sò:

(1) I dui piani terrestri furniscenu impedanza di terra assai più bassa, riducendu cusì a radiazione di cavu in modu cumunu;

(2) I dui piani terrestri ponu esse cuciti inseme à a periferia di a piastra per sigillà tutte e tracce di segnale in una gabbia di Faraday.

Da un puntu di vista EMC, sta stratificazione, se fatta bè, pò esse u megliu stratificazione di un PCB à quattru strati. Avà avemu scuntratu i scopi (1), (2), (4) è (5) cù una sola tavola di quattru strati.

A Figura 4 mostra una quarta pussibilità, micca a solita, ma una chì pò riesce bè. Questu hè simile à a Figura 2, ma u pianu di terra hè adupratu invece di u pianu di alimentazione, è l’alimentazione funziona cum’è una traccia nantu à u stratu di segnale per u cablaggio.

Questa cascata supera u prublema di riformulazione sopra menzionatu è furnisce ancu una bassa impedanza di terra per via di i dui piani di terra. Tuttavia, sti piani ùn furniscenu micca schermatura. Questa cunfigurazione soddisfa i scopi (1), (2) è (5), ma ùn soddisfa micca i scopi (3) o (4).

Cusì, cum’è pudete vede ci sò più opzioni per stratificazione di quattru strati di ciò chì puderete inizialmente pensà, è hè pussibule di scuntrà quattru di i nostri cinque scopi cù PCBS à quattru strati. Da un puntu di vista EMC, a stratificazione di e figure 2, 3b, è 4 funziona bè.

Cunsigliu di 6 strati

A maiò parte di e schede di sei strati sò custituite da quattru strati di cablaggio di segnale è dui strati piani, è e schede di sei strati sò generalmente superiori à e schede di quattru strati da una prospettiva EMC.

A Figura 5 mostra una struttura in cascata chì ùn pò micca esse aduprata nantu à una tavola à sei strati.

Questi piani ùn furnenu micca schermatura per u stratu di segnale, è dui di i strati di segnale (1 è 6) ùn sò micca adiacenti à un pianu. Questa disposizione funziona solu se tutti i segnali à alta frequenza sò diretti à i livelli 2 è 5, è solu i segnali à frequenza assai bassa, o megliu, senza fili di segnale (solu pad di saldatura) sò diretti à i livelli 1 è 6.

S’ellu hè adupratu, tutte e zone inutilizate di i piani 1 è 6 devenu esse pavimentati è viAS attaccati à u pianu principale in quanti più lochi pussibule.

Questa cunfigurazione suddisfa solu unu di i nostri scopi originali (Goal 3).

Cù sei strati dispunibili, u principiu di furnisce dui strati sepolti per i signali à grande velocità (cum’è mostratu in a Figura 3) hè facilmente implementatu, cum’è mostratu in a Figura 6. Questa cunfigurazione furnisce ancu dui strati superficiali per signali à bassa velocità.

Questa hè probabilmente a struttura più cumuna di sei strati è pò esse assai efficace in u cuntrollu di l’emissioni elettromagnetiche se hè fatta bè. Questa cunfigurazione soddisfa u scopu 1,2,4, ma micca u scopu 3,5. U so principale svantaghju hè a separazione di u pianu di putenza è di u pianu di terra.

A causa di sta separazione, ùn ci hè micca assai capacità interpianu trà u pianu di potenza è u pianu di terra, dunque un cuncepimentu di disaccoppiamentu deve esse intraprese per affrontà sta situazione. Per saperne di più infurmazioni nantu à u disaccoppiu, vedi i nostri cunsiglii per a tecnica di u disaccoppiu.

Una struttura laminata à sei strati guasi identica, cumportata bè, hè mostrata in a Figura 7.

H1 riprisenta u stratu di routing horizontale di u signale 1, V1 rappresenta u stratu di routing verticale di u signale 1, H2 è V2 riprisentanu u listessu significatu per u signale 2, è u vantaghju di sta struttura hè chì i signali di routing ortogonali si riferiscenu sempre à u listessu pianu.

Per capisce perchè questu hè impurtante, vedi a sezione nantu à i piani signal-to-reference in a Parte 6. U svantaghju hè chì i segnali di u livellu 1 è di u livello 6 ùn sò micca schermati.

Dunque, u stratu di signale deve esse assai vicinu à u so pianu adiacente è un stratu di core mediu più spessore deve esse adupratu per cumpensà u spessore di a piastra necessaria. A spaziatura tipica di i piatti di 0.060 pollici hè spessu 0.005 “/ 0.005” / 0.040 “/ 0.005” / 0.005 “/ 0.005”. Questa struttura soddisfa i scopi 1 è 2, ma micca i scopi 3, 4 o 5.

Un’altra piastra di sei strati cun prestazioni eccellenti hè mostrata in Figura 8. Prupone dui strati di signale intarrati è piani adiacenti di putenza è di terra per risponde à tutti i cinqui obiettivi. Tuttavia, u più grande svantaghju hè chì hà solu dui strati di cablaggio, dunque ùn hè micca adupratu assai spessu.

A piastra à sei strati hè più faciule d’ottene una bona cumpatibilità elettromagnetica ch’è a piastra à quattru strati. Avemu dinò u vantaghju di quattru strati di routing di signale invece di esse limitati à dui.

Cum’è era u casu cù u circuitu di quattru strati, u PCB di sei strati hà scontru quattru di i nostri cinque scopi. Tutti i cinque scopi ponu esse soddisfatti se ci limitemu à dui strati di routing di signale. E strutture in Figura 6, Figura 7, è Figura 8 funzionanu bè da una prospettiva EMC.