PCB numpuk minangka faktor penting kanggo nemtokake kinerja produk EMC. Lapisan sing apik bisa efektif banget kanggo nyuda radiasi saka loop PCB (emisi mode diferensial), uga saka kabel sing disambungake menyang papan (emisi mode umum).

Saliyane, kaskade sing ala bisa nambah radiasi kalorone mekanisme kasebut. Papat faktor penting kanggo dipikirake numpuk piring:

1. Jumlah lapisan;

2. Nomer lan jinis lapisan sing digunakake (daya lan / utawa lemah);

3. Urutan utawa urutan lapisan;

4. interval antarane lapisan.

Biasane mung jumlah lapisan sing dianggep. Ing pirang-pirang kasus, telung faktor liyane uga penting, lan nomer papat kadang ora dingerteni dening desainer PCB. Nalika nemtokake jumlah lapisan, coba pikirake ing ngisor iki:

1. Jumlah sinyal lan biaya kabel;

2. Frekuensi;

3. Apa produk kasebut kudu memenuhi persyaratan peluncuran Kelas A utawa Kelas B?

4. PCB ana ing omah tameng utawa ora dilindhungi;

5. Keahlian teknik EMC saka tim desain.

Biasane mung istilah pertama sing dianggep. Pancen, kabeh barang iku penting lan kudu dianggep padha. Barang pungkasan iki penting banget lan ora kudu dilalekake yen desain optimal kudu digayuh paling sethithik wektu lan biaya.

Piring multilayer nggunakake pesawat lemah lan / utawa tenaga listrik nyuda emisi radiasi sing signifikan dibandhingake karo piring rong lapis. Aturan umum jempol sing digunakake yaiku piring papat lapis ngasilake radiasi 15dB luwih murah tinimbang piring loro lapis, kabeh faktor liyane padha. Papan kanthi permukaan sing rata luwih apik tinimbang papan tanpa permukaan sing rata amarga alasan ing ngisor iki:

1. Dheweke ngidini sinyal bisa diowahi dadi garis mikrostrip (utawa garis pita). Struktur kasebut dikendhaleni jalur transmisi impedansi kanthi radiasi luwih sithik tinimbang kabel acak sing digunakake ing papan loro-lapis;

2. Pesawat dhasar nyuda impedansi lemah (lan mula gangguan lemah).

Sanajan rong piring wis sukses digunakake ing pager sing ora dilindhungi 20-25mhz, kasus kasebut kalebu pangecualian tinimbang aturan kasebut. Ndhuwur udakara 10-15mhz, panel multilayer biasane kudu dipikirake.

Ana limang target sing kudu dicoba nalika nggunakake papan multilayer. Padha:

1. Lapisan sinyal kudu jejer karo pesawat;

2. Lapisan sinyal kudu gandheng kenceng (cedhak) karo bidang sing jejer;

3, bidang tenaga listrik lan pesawat dhasar kudu dikombinasikake kanthi rapet;

4, sinyal kacepetan dhuwur kudu dikubur ing garis antarane rong pesawat, pesawat bisa uga duwe peran tameng, lan bisa nahan radiasi garis cetak kanthi kecepatan dhuwur;

5. Multiple grounding planes duwe akeh kaluwihan amarga bakal nyuda grounded (pesawat referensi) impedansi papan lan nyuda radiasi mode umum.

Umumé, kita bakal nemoni pilihan ing antarane kopling jarak / sinyal (Objektif 2) lan kopling jarak jarak listrik / ground ground (objektif 3). Kanthi teknik konstruksi PCB konvensional, kapasitansi piring rata antarane pasokan listrik sing cedhak lan pesawat dhasar ora cukup kanggo nyedhiyakake decoupling sing cukup ing ngisor 500 MHz.

Mula, decoupling kudu ditangani kanthi cara liya, lan umume kudu milih kopling sing ketat ing antarane sinyal lan pesawat bali saiki. Keuntungan kopling sing ketat ing antarane lapisan sinyal lan bidang bali saiki bakal luwih gedhe tinimbang kerugian sing disebabake dening sawetara kapasitas kapasitansi ing antarane pesawat kasebut.

Wolung lapisan minangka nomer minimal lapisan sing bisa digunakake kanggo nggayuh limang target kasebut. Sawetara target kasebut kudu dikompromi ing papat – lan papan enem lapis. Ing kahanan kasebut, sampeyan kudu nemtokake target sing paling penting kanggo desain sing ana.

Paragraf ing ndhuwur ora bisa ditafsirake supaya sampeyan ora bisa nggawe desain EMC sing apik ing papan papat utawa enem undakan, kaya sing bisa sampeyan lakoni. Iku mung nuduhake manawa ora kabeh tujuan bisa dipikolehi sekaligus lan sawetara kompromi dibutuhake.

Amarga kabeh target EMC sing dikepengini bisa digayuh kanthi wolung lapisan, ora ana sebab manawa nggunakake luwih saka wolung lapisan kajaba kanggo nampung lapisan perutean sinyal tambahan.

Saka sudut pandang mekanik, target liyane sing ideal yaiku nggawe salib papan PCB kanthi simetris (utawa seimbang) kanggo nyegah perang.

Contone, ing papan wolung lapisan, yen lapisan liya yaiku bidang, mula lapisan kaping pitu uga pesawat.

Mula, kabeh konfigurasi sing ditampilake ing kene nggunakake struktur simetris utawa seimbang. Yen struktur asimetris utawa ora imbang diidini, sampeyan bisa nggawe konfigurasi cascading liyane.

Papan papat lapisan

Struktur piring papat lapis paling umum ditampilake ing Gambar 1 (bidang tenaga listrik lan pesawat lemah bisa diganti). Iki kalebu papat lapisan sing rata kanthi pesawat tenaga internal lan pesawat dhasar. Kaloro lapisan kabel eksternal biasane duwe arah kabel orthogonal.

Sanajan konstruksi iki luwih apik tinimbang panel dobel, nanging sawetara fitur sing kurang dikarepake.

Kanggo dhaptar target ing Bagean 1, tumpukan iki mung memenuhi target (1). Yen lapisan padha-padha diwenehi jarak, ana celah gedhe ing antarane lapisan sinyal lan bidang bali saiki. Uga ana jurang sing gedhe ing antarane bidang tenaga listrik lan pesawat darat.

Kanggo papan papat-lapis, kita ora bisa mbenerake kalorone cacat bebarengan, mula kita kudu milih sing paling penting kanggo kita.

Kaya sing wis diandharake sadurunge, capacitance interlayer antarane pasokan listrik sing cedhak lan pesawat dhasar ora cukup kanggo nyedhiyakake decoupling sing cukup nggunakake teknik manufaktur PCB konvensional.

Decoupling kudu ditangani kanthi cara liya, lan kita kudu milih kopling sing ketat ing antarane sinyal lan pesawat bali saiki. Keuntungan kopling sing ketat ing antarane lapisan sinyal lan bidang bali saiki bakal luwih gedhe tinimbang kerugian sing entek saka kapasitansi interlayer.

Mula, cara paling gampang kanggo ningkatake kinerja EMC saka piring papat lapis yaiku nggawa lapisan sinyal sing paling cedhak karo pesawat. 10mil), lan nggunakake inti dielektrik gedhe antarane sumber daya lan pesawat lemah (> 40mil), kaya sing dituduhake ing Gambar 2.

Iki duwe telung kaluwihan lan sawetara kekurangan. Area loop sinyal luwih cilik, mula radiasi mode diferensial kurang digawe. Kanggo kasus interval 5mil ing antarane lapisan kabel lan lapisan pesawat, pangurangan radiasi loop 10dB utawa luwih bisa ditindakake relatif karo struktur tumpukan sing padha.

Kapindho, kopling kabel sinyal sing ketat ing lemah nyuda impedansi planar (induktansi), saengga bisa nyuda radiasi mode umum kabel sing disambungake menyang papan.

Katelu, kopling kabel sing nyenyet ing pesawat bakal nyuda crosstalk ing antarane kabel. Kanggo jarak kabel sing tetep, crosstalk sebanding karo kothak dhuwur kabel. Iki minangka salah sawijining cara paling gampang, murah, lan paling gampang dilalekake kanggo nyuda radiasi saka PCB papat lapis.

Kanthi struktur kaskade iki, kita bisa nggayuh tujuan (1) lan (2).

Apa kemungkinan liya kanggo struktur laminasi papat lapisan? Dadi, kita bisa nggunakake sawetara struktur sing ora konvensional, yaiku ngoper lapisan sinyal lan lapisan pesawat ing Gambar 2 kanggo ngasilake kaskade sing ditampilake ing Gambar 3A.

Kauntungan utama laminasi iki yaiku pesawat njaba nyedhiyakake tameng kanggo nuntun sinyal ing lapisan njero. Kerugian kasebut yaiku pesawat dhasar bisa uga dikethok bantalan komponen kanthi kepadatan dhuwur ing PCB. Iki bisa dirampungake nganti sawetara pesawat kanthi mbalikke pesawat, nyelehake pesawat listrik ing sisih elemen, lan nyelehake pesawat dhasar ing sisih liya papan.

Kapindho, sawetara wong ora seneng duwe pesawat listrik sing wis kapapar, lan sing kaping telu, lapisan sinyal sing dikubur nggawe angel nggawe papan kasebut. Kaskade marem objektif (1), (2), lan parsial puas karo objektif (4).

Loro saka telung masalah kasebut bisa dirampungake dening kaskade kaya sing dituduhake ing Gambar 3B, ing endi loro pesawat njaba yaiku pesawat dhasar lan pasokan listrik diangkut ing pesawat sinyal minangka kabel.Pasokan listrik bakal diluncurake kanthi nggunakake jejak sudhut ing lapisan sinyal.

Rong kaluwihan tambahan saka kaskade iki yaiku:

(1) Kaloro pesawat dhasar nyedhiyakake impedansi lemah sing luwih murah, saengga bisa nyuda radiasi kabel modus umum;

(2) Loro pesawat dhasar kasebut bisa dijahit ing pinggiran piring kanggo nutup kabeh tandha sinyal ing kandhang Faraday.

Saka sudut pandang EMC, lapisan iki, yen wis rampung kanthi apik, bisa uga lapisan PCB paling apik kanggo lapisan paling apik. Saiki kita wis entuk target (1), (2), (4) lan (5) kanthi mung siji papan papat lapisan.

Gambar 4 nuduhake kemungkinan kaping papat, dudu sing biasa, nanging sing bisa performa kanthi apik. Iki padha karo Gambar 2, nanging pesawat dhasar digunakake tinimbang pesawat listrik, lan pasokan listrik minangka jejak ing lapisan sinyal kanggo kabel.

Kaskade iki ngatasi masalah rework kasebut ing ndhuwur lan uga menehi impedansi lemah sing murah amarga loro pesawat dhasar kasebut. Nanging, pesawat kasebut ora nyedhiyakake tameng. Konfigurasi iki nglegakake target (1), (2), lan (5), nanging ora nggayuh target (3) utawa (4).

Dadi, kaya sing sampeyan ngerteni ana opsi liyane kanggo lapisan papat lapisan tinimbang sing sampeyan pikirake sadurunge, lan bisa uga entuk papat target limang gol kanthi PCBS papat lapisan. Saka sudut pandang EMC, tata letak Gambar 2, 3b, lan 4 kabeh bisa digunakake kanthi apik.

Papan lapisan 6

Umume papan enem-lapisan kalebu papat lapisan kabel sinyal lan rong lapisan pesawat, lan papan enem-lapisan umume luwih unggul tinimbang papan papat-lapisan saka perspektif EMC.

Gambar 5 nuduhake struktur cascading sing ora bisa digunakake ing papan enem lapisan.

Pesawat iki ora nyedhiyakake tameng kanggo lapisan sinyal, lan loro lapisan sinyal (1 lan 6) ora ana gandhengane karo pesawat. Pangaturan iki mung bisa digunakake yen kabeh sinyal frekuensi dhuwur diarahake ing lapisan 2 lan 5, lan mung sinyal frekuensi sing kurang banget, utawa luwih becik, ora ana kabel sinyal kabeh (mung bantalan solder) sing diarahake ing lapisan 1 lan 6.

Yen digunakake, area sing ora digunakake ing lantai 1 lan 6 kudu diaspal lan dipasang ing lantai utama ing akeh lokasi.

Konfigurasi iki mung bisa nyediakake salah sawijining target asli (Gol 3).

Kasedhiya enem lapisan, prinsip nyedhiyakake rong lapisan sing dikubur kanggo sinyal kacepetan dhuwur (kaya sing dituduhake ing Gambar 3) gampang dileksanakake, kayata ing Gambar 6. Konfigurasi iki uga nyedhiyakake rong lapisan permukaan kanggo sinyal kacepetan rendah.

Iki bisa uga struktur enem lapis sing paling umum lan bisa efektif banget kanggo ngontrol emisi elektromagnetik yen ditindakake kanthi apik. Konfigurasi iki memenuhi target 1,2,4, nanging ora target 3,5. Kerugian utamane yaiku pamisahan bidang tenaga listrik lan pesawat darat.

Amarga misahake iki, ora ana akeh kapasitansi interplane ing antarane bidang tenaga listrik lan pesawat dhasar, mula desain decoupling sing ati-ati kudu ditindakake kanggo ngatasi kahanan iki. Kanggo informasi luwih lengkap babagan decoupling, waca tips teknik Decoupling kita.

Struktur laminasi enem lapisan sing meh padha, tumindak sing apik ditampilake ing Gambar 7.

H1 nggambarake lapisan perutean horisontal saka sinyal 1, V1 nggambarake lapisan nuntun vertikal sinyal 1, H2 lan V2 makili tegese padha kanggo sinyal 2, lan kaunggulan saka struktur iki yaiku sinyal perute orthogonal mesthi nuduhake pesawat sing padha.

Kanggo ngerti sebabe penting, deleng bagean babagan pesawat sinyal-referensi ing Bagean 6. Kerugian kasebut yaiku sinyal lapisan 1 lan lapisan 6 ora dilindhungi.

Mula, lapisan sinyal kudu cedhak banget karo bidang sing ana gandhengane lan lapisan inti tengah sing luwih kenthel kudu digunakake kanggo nggawe kekandelan piring sing dibutuhake. Jarak lempeng khas 0.060 inci biasane 0.005 “/ 0.005” / 0.040 “/ 0.005” / 0.005 “/ 0.005”. Struktur iki gawe gol Gol 1 lan 2, nanging ora nggayuh tujuan 3, 4 utawa 5.

Plat enem lapisan liyane kanthi kinerja apik ditampilake ing Gambar 8. Nyedhiyakake rong lapisan sing dikubur sinyal lan pesawat listrik lan pesawat sing cedhak kanggo memenuhi kabeh limang tujuan. Nanging, kekurangan paling gedhe yaiku mung ana rong lapisan kabel, mula asring banget ora digunakake.

Enem lapisan lapisan luwih gampang entuk kompatibilitas elektromagnetik sing apik tinimbang piring papat lapis. Kita uga duwe kauntungan saka papat lapisan nuntun sinyal tinimbang diwatesi dadi loro.

Kaya dene papan sirkuit papat lapisan, PCB enem lapisan entuk papat saka limang target. Kabeh limang target bisa ditindakake yen mbatesi awake dhewe dadi rong lapisan perutean sinyal. Struktur ing Gambar 6, Gambar 7, lan Gambar 8 kabeh bisa digunakake kanthi perspektif EMC.