តើធ្វើដូចម្តេចដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហា EMI នៅក្នុងការរចនា Multilayer PCB?

តើអ្នកដឹងពីរបៀបដោះស្រាយបញ្ហា EMI នៅពេលដែលការរចនា PCB ច្រើនស្រទាប់ទេ?

ចាំ​ខ្ញំ​ុ​ប្រាប់​អ្នក!

មានវិធីជាច្រើនដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហា EMI ។វិធីសាស្រ្តទប់ស្កាត់ EMI ទំនើបរួមមាន: ការប្រើប្រាស់ថ្នាំកូតទប់ស្កាត់ EMI ការជ្រើសរើសផ្នែកទប់ស្កាត់ EMI ដែលសមស្រប និងការរចនាក្លែងធ្វើ EMI ។ដោយផ្អែកលើប្លង់ PCB ជាមូលដ្ឋានបំផុត ឯកសារនេះពិភាក្សាអំពីមុខងាររបស់ PCB stack ក្នុងការគ្រប់គ្រងវិទ្យុសកម្ម EMI និងជំនាញរចនា PCB ។

ឡានក្រុងថាមពល

ការលោតវ៉ុលលទ្ធផលរបស់ IC អាចត្រូវបានពន្លឿនដោយដាក់ capacitance សមស្របនៅជិត pin ថាមពលរបស់ IC ។ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយនេះមិនមែនជាទីបញ្ចប់នៃបញ្ហានោះទេ។ដោយសារតែការឆ្លើយតបប្រេកង់មានកម្រិតនៃ capacitor វាមិនអាចទៅរួចទេសម្រាប់ capacitor ដើម្បីបង្កើតថាមពលអាម៉ូនិកដែលត្រូវការដើម្បីជំរុញទិន្នផល IC យ៉ាងស្អាតនៅក្នុងក្រុមប្រេកង់ពេញលេញ។លើសពីនេះ វ៉ុលបណ្តោះអាសន្នដែលបង្កើតឡើងនៅលើរថយន្តក្រុងនឹងបណ្តាលឱ្យមានការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុងនៅចុងទាំងពីរនៃអាំងឌុចស្យុងនៃផ្លូវបំបែក។វ៉ុលបណ្តោះអាសន្នទាំងនេះគឺជារបៀបទូទៅចម្បងចម្បងប្រភពរំខាន EMI ។តើយើងអាចដោះស្រាយបញ្ហាទាំងនេះដោយរបៀបណា?

ក្នុងករណី IC នៅលើបន្ទះសៀគ្វីរបស់យើង ស្រទាប់ថាមពលជុំវិញ IC អាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជា capacitor ប្រេកង់ខ្ពស់ដ៏ល្អ ដែលអាចប្រមូលថាមពលដែលលេចធ្លាយដោយ capacitor ដាច់ដែលផ្តល់ថាមពលប្រេកង់ខ្ពស់សម្រាប់លទ្ធផលស្អាត។លើសពីនេះទៀត inductance នៃស្រទាប់ថាមពលល្អគឺតូច ដូច្នេះសញ្ញាបណ្តោះអាសន្នដែលត្រូវបានសំយោគដោយ inductor ក៏តូចដែរ ដូច្នេះកាត់បន្ថយ EMI mode ទូទៅ។

ជាការពិតណាស់ ការតភ្ជាប់រវាងស្រទាប់ផ្គត់ផ្គង់ថាមពល និងម្ជុលផ្គត់ផ្គង់ថាមពល IC ត្រូវតែខ្លីតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន ពីព្រោះការកើនឡើងនៃសញ្ញាឌីជីថលគឺលឿន និងលឿនជាងមុន។វាជាការល្អប្រសើរជាងមុនក្នុងការភ្ជាប់វាដោយផ្ទាល់ទៅនឹងបន្ទះដែលម្ជុលថាមពល IC ស្ថិតនៅ ដែលចាំបាច់ត្រូវពិភាក្សាដោយឡែកពីគ្នា។

ដើម្បីគ្រប់គ្រងមុខងារ EMI ទូទៅ ស្រទាប់ថាមពលត្រូវតែជាស្រទាប់ថាមពលដែលត្រូវបានរចនាឡើងយ៉ាងល្អ ដើម្បីជួយបំបែក និងមានអាំងឌុចទ័រទាបគ្រប់គ្រាន់។អ្នកខ្លះអាចសួរថា តើវាល្អប៉ុណ្ណា?ចម្លើយគឺអាស្រ័យលើស្រទាប់ថាមពល សម្ភារៈរវាងស្រទាប់ និងប្រេកង់ប្រតិបត្តិការ (ឧទាហរណ៍មុខងារនៃពេលវេលាកើនឡើង IC)។ជាទូទៅគម្លាតនៃស្រទាប់ថាមពលគឺ 6mil ហើយ interlayer គឺជាសម្ភារៈ FR4 ដូច្នេះ capacitance សមមូលក្នុងមួយអ៊ីញការ៉េនៃស្រទាប់ថាមពលគឺប្រហែល 75pF ។ជាក់ស្តែង គម្លាតស្រទាប់កាន់តែតូច សមត្ថភាពផ្ទុកកាន់តែធំ។

មិនមានឧបករណ៍ច្រើនទេដែលមានការកើនឡើងនៃ 100-300ps ប៉ុន្តែយោងទៅតាមអត្រានៃការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចុប្បន្នរបស់ IC ឧបករណ៍ដែលមានពេលវេលាកើនឡើងក្នុងចន្លោះពី 100-300ps នឹងកាន់កាប់សមាមាត្រខ្ពស់។សម្រាប់សៀគ្វីដែលមានការកើនឡើងពី 100 ទៅ 300 PS គម្លាតស្រទាប់ 3 mil លែងអនុវត្តសម្រាប់កម្មវិធីភាគច្រើនទៀតហើយ។នៅពេលនោះ វាចាំបាច់ក្នុងការទទួលយកបច្ចេកវិជ្ជា delamination ជាមួយនឹងចន្លោះ interlayer តិចជាង 1mil ហើយជំនួសសម្ភារៈ dielectric FR4 ជាមួយនឹងសម្ភារៈដែលមានថេរ dielectric ខ្ពស់។ឥឡូវនេះ សេរ៉ាមិច និងផ្លាស្ទិចផើងអាចបំពេញតម្រូវការការរចនានៃសៀគ្វីពេលវេលាកើនឡើងពី 100 ទៅ 300ps ។

ទោះបីជាវត្ថុធាតុដើម និងវិធីសាស្រ្តថ្មីអាចត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅពេលអនាគតក៏ដោយ សៀគ្វីពេលវេលាកើនឡើង 1 ទៅ 3 ns ធម្មតា គម្លាតស្រទាប់ពី 3 ទៅ 6 មីល និងសម្ភារៈឌីអេឡិចត្រិច FR4 ជាធម្មតាគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីគ្រប់គ្រងអាម៉ូនិកកម្រិតខ្ពស់ និងធ្វើឱ្យសញ្ញាបណ្តោះអាសន្នទាបគ្រប់គ្រាន់ នោះគឺ , របៀបទូទៅ EMI អាចត្រូវបានកាត់បន្ថយទាបបំផុត។នៅក្នុងក្រដាសនេះ ឧទាហរណ៍នៃការរចនានៃការដាក់ស្រទាប់ PCB ត្រូវបានផ្តល់ឱ្យ ហើយគម្លាតស្រទាប់ត្រូវបានគេសន្មត់ថាមានពី 3 ទៅ 6 លាន។

ការការពារអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច

តាមទស្សនៈនៃការបញ្ជូនសញ្ញា យុទ្ធសាស្រ្តនៃការបញ្ឈប់ដ៏ល្អគួរតែជាការដាក់ដានសញ្ញាទាំងអស់នៅក្នុងស្រទាប់មួយ ឬច្រើន ដែលនៅជាប់នឹងស្រទាប់ថាមពល ឬយន្តហោះដី។សម្រាប់ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល យុទ្ធសាស្រ្តនៃការបញ្ឈប់ដ៏ល្អគួរតែថា ស្រទាប់ថាមពលនៅជាប់នឹងយន្តហោះដី ហើយចម្ងាយរវាងស្រទាប់ថាមពល និងយន្តហោះដីគួរតែតូចតាមដែលអាចធ្វើបាន ដែលនេះជាអ្វីដែលយើងហៅថាយុទ្ធសាស្ត្រ "ស្រទាប់"។

ជង់ PCB

តើយុទ្ធសាស្រ្តជង់ប្រភេទណាដែលអាចជួយការពារ និងទប់ស្កាត់ EMI?គ្រោងការណ៍ដាក់ជង់ស្រទាប់ខាងក្រោមសន្មត់ថាចរន្តផ្គត់ផ្គង់ថាមពលហូរលើស្រទាប់តែមួយ ហើយតង់ស្យុងតែមួយ ឬវ៉ុលច្រើនត្រូវបានចែកចាយនៅក្នុងផ្នែកផ្សេងៗនៃស្រទាប់ដូចគ្នា។ករណីនៃស្រទាប់ថាមពលច្រើននឹងត្រូវបានពិភាក្សានៅពេលក្រោយ។

ចាន 4 សន្លឹក

មានបញ្ហាសក្តានុពលមួយចំនួនក្នុងការរចនាកម្រាលឥដ្ឋ 4 ជាន់។ជាដំបូង ទោះបីជាស្រទាប់សញ្ញាស្ថិតនៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រៅ ហើយយន្តហោះថាមពល និងដីស្ថិតនៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្នុងក៏ដោយ ចម្ងាយរវាងស្រទាប់ថាមពល និងយន្តហោះដីនៅតែធំពេក។

ប្រសិនបើតំរូវការតំរូវការតំរូវការដំបូងនោះ ជម្រើសពីរខាងក្រោមសម្រាប់ក្តារបន្ទះ 4-ply អាចត្រូវបានគេពិចារណា។ពួកវាទាំងពីរអាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវការអនុវត្តការទប់ស្កាត់ EMI ប៉ុន្តែពួកវាគឺសមរម្យសម្រាប់តែករណីដែលដង់ស៊ីតេនៃសមាសធាតុនៅលើក្តារមានកម្រិតទាបគ្រប់គ្រាន់ និងមានផ្ទៃគ្រប់គ្រាន់ជុំវិញសមាសធាតុ (ដើម្បីដាក់ថ្នាំកូតទង់ដែងដែលត្រូវការសម្រាប់ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល) ។

ទីមួយគឺជាគ្រោងការណ៍ដែលពេញចិត្ត។ស្រទាប់ខាងក្រៅនៃ PCB គឺជាស្រទាប់ទាំងអស់ ហើយស្រទាប់កណ្តាលពីរគឺជាស្រទាប់សញ្ញា/ថាមពល។ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលនៅលើស្រទាប់សញ្ញាត្រូវបានបញ្ជូលដោយខ្សែធំទូលាយ ដែលធ្វើឱ្យផ្លូវនៃការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលមានចរន្តទាប និង impedance នៃផ្លូវ microstrip សញ្ញាមានកម្រិតទាប។តាមទស្សនៈនៃការគ្រប់គ្រង EMI នេះគឺជារចនាសម្ព័ន្ធ PCB 4 ស្រទាប់ដ៏ល្អបំផុតដែលមាន។នៅក្នុងគ្រោងការណ៍ទីពីរស្រទាប់ខាងក្រៅផ្ទុកថាមពលនិងដីហើយស្រទាប់កណ្តាលពីរផ្ទុកសញ្ញា។បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងបន្ទះក្តារ 4 ស្រទាប់បែបប្រពៃណី ការកែលម្អគ្រោងការណ៍នេះគឺតូចជាង ហើយភាពធន់នៃស្រទាប់ខាងក្នុងគឺមិនល្អដូចបន្ទះ 4 ស្រទាប់ប្រពៃណីនោះទេ។

ប្រសិនបើឧបសគ្គនៃខ្សែភ្លើងត្រូវបានគ្រប់គ្រង គ្រោងការណ៍ជង់ខាងលើគួរតែប្រុងប្រយ័ត្នបំផុតក្នុងការដាក់ខ្សែភ្លើងនៅក្រោមកោះទង់ដែងនៃការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល និងការចាក់ដី។លើសពីនេះទៀតកោះទង់ដែងនៅលើការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលឬ stratum គួរតែត្រូវបានទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកតាមដែលអាចធ្វើទៅបានដើម្បីធានាបាននូវការតភ្ជាប់រវាង DC និងប្រេកង់ទាប។

ចាន ៦ បន្ទះ

ប្រសិនបើដង់ស៊ីតេនៃសមាសធាតុនៅលើក្តារ 4 ស្រទាប់មានទំហំធំនោះចាន 6 ស្រទាប់គឺល្អជាង។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឥទ្ធិពលការពារនៃគ្រោងការណ៍ជង់មួយចំនួនក្នុងការរចនាបន្ទះ 6 ស្រទាប់គឺមិនល្អគ្រប់គ្រាន់ទេ ហើយសញ្ញាបណ្តោះអាសន្ននៃឡានក្រុងថាមពលមិនត្រូវបានកាត់បន្ថយទេ។ឧទាហរណ៍ពីរត្រូវបានពិភាក្សាខាងក្រោម។

ក្នុងករណីដំបូងការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលនិងដីត្រូវបានដាក់ក្នុងស្រទាប់ទីពីរនិងទីប្រាំរៀងគ្នា។ដោយសារតែការទប់ទល់ខ្ពស់នៃការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលដែលធ្វើពីទង់ដែង វាមិនអំណោយផលខ្លាំងណាស់ក្នុងការគ្រប់គ្រងវិទ្យុសកម្ម EMI នៃទម្រង់ទូទៅ។ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយតាមទស្សនៈនៃការគ្រប់គ្រងការរារាំងសញ្ញាវិធីសាស្ត្រនេះគឺត្រឹមត្រូវណាស់។

នៅក្នុងឧទាហរណ៍ទីពីរការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលនិងដីត្រូវបានដាក់ក្នុងស្រទាប់ទីបីនិងទីបួនរៀងគ្នា។ការរចនានេះដោះស្រាយបញ្ហានៃការស្ទះស្ពាន់នៃការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល។ដោយសារតែមុខងារការពារអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចមិនល្អនៃស្រទាប់ទី 1 និងស្រទាប់ទី 6 របៀបឌីផេរ៉ង់ស្យែល EMI កើនឡើង។ប្រសិនបើចំនួននៃខ្សែសញ្ញានៅលើស្រទាប់ខាងក្រៅទាំងពីរគឺតិចបំផុត ហើយប្រវែងនៃខ្សែគឺខ្លីណាស់ (តិចជាង 1/20 នៃរលកអាម៉ូនិកខ្ពស់បំផុតនៃសញ្ញា) ការរចនាអាចដោះស្រាយបញ្ហានៃរបៀបឌីផេរ៉ង់ស្យែល EMI ។លទ្ធផលបង្ហាញថាការទប់ស្កាត់នៃទម្រង់ឌីផេរ៉ង់ស្យែល EMI គឺល្អជាពិសេសនៅពេលដែលស្រទាប់ខាងក្រៅត្រូវបានបំពេញដោយទង់ដែង ហើយផ្ទៃស្ពាន់ត្រូវបានគ្របដណ្ដប់លើដី (រាល់ចន្លោះពេលរលក 1/20)។ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើស្ពាន់ត្រូវដាក់


ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ២៩ ខែកក្កដា ឆ្នាំ ២០២០