PCB板層布局與EMC
?關(guān)鍵電源平面與其對(duì)應(yīng)的地平面相鄰電源、地平面存在自身的特性阻抗,電源平面的阻抗比地平面阻抗高,將電源平面與地平面相鄰可形成耦合電容,并與PCB板上的去耦電容一起降低電源平面的阻抗,同時(shí)獲得較寬的濾波效果。通過研究發(fā)現(xiàn),門的反轉(zhuǎn)能量首先由電源與地平面之間的電容來提供,其次才由去耦電容決定。
?參考面的選擇應(yīng)推薦地平面電源、地平面均能用作參考平面,且有一定的屏蔽作用。但相對(duì)而言,電源平面具有較高的特性阻抗,與參考電平存在較大的電位差。從屏蔽角度考慮,地平面一般均作接地處理,并作為基準(zhǔn)電平參考點(diǎn),其屏蔽效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于電源平面。
?相鄰層的關(guān)鍵信號(hào)不跨分割區(qū)這樣將形成較大的信號(hào)環(huán)路,產(chǎn)生強(qiáng)的輻射和敏感度問題。
?元件面下面有相對(duì)完整的地平面對(duì)多層板必須盡可能保持地平面的完整,通常不允許有信號(hào)線在地平面上走線。當(dāng)走線層布線密度太大時(shí),可考慮在電源平面的邊緣走線。
?高頻、高速、時(shí)鐘等關(guān)鍵信號(hào)有一相鄰地平面這樣設(shè)計(jì)的信號(hào)線與地線間的距離*為線路板層間的距離,高頻電路將選擇環(huán)路面積**小的路徑流動(dòng),因此實(shí)際的電流總在信號(hào)線正下方的地線流動(dòng),形成**小的信號(hào)環(huán)路面積,從而減小輻射。
為什么要導(dǎo)入類載板極細(xì)化線路疊加SIP封裝需求?佛山pcb打樣
PCB多層板LAYOUT設(shè)計(jì)規(guī)范之十一:
80.在信號(hào)線需要轉(zhuǎn)折時(shí),使用45度或圓弧折線布線,避免使用90度折線,以減小高頻信號(hào)的反射。
81.布線時(shí)避免90度折線,減少高頻噪聲發(fā)射
82.注意晶振布線。晶振與單片機(jī)引腳盡量靠近,用地線把時(shí)鐘區(qū)隔離 起來,晶振外殼接地并固定
83.電路板合理分區(qū),如強(qiáng)、弱信號(hào),數(shù)字、模擬信號(hào)。盡可能把干擾源(如電機(jī),繼電器)與敏感元件(如單片機(jī))遠(yuǎn)離
84.用地線把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離,數(shù)字地與模擬地要分離,***在一 點(diǎn)接于電源地。A/D、D/A芯片布線也以此為原則,廠家分配A/D、D/A芯片 引腳排列時(shí)已考慮此要求
85.單片機(jī)和大功率器件的地線要單獨(dú)接地,以減小相互干擾。 大功率 器件盡可能放在電路板邊緣
86.布線時(shí)盡量減少回路環(huán)的面積,以降低感應(yīng)噪聲
87.布線時(shí),電源線和地線要盡量粗。除減小壓降外,更重要的是降低耦 合噪聲
88.IC器件盡量直接焊在電路板上,少用IC座 多層板 pcbIC封裝基板/IC封裝基板/稱IC載板,主要是作為IC載體,并提供芯片與PCB之間的訊號(hào)互聯(lián),散熱通道,芯片保護(hù)。
PCB四層板的疊層
1.SIG-GND(PWR)-PWR(GND)-SIG;
2.GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
以上兩種疊層設(shè)計(jì),潛在的問題是對(duì)于傳統(tǒng)的1.6mm(62mil)板厚。層間距將會(huì)變得很大,不僅不利于控制阻抗,層間耦合及屏蔽;特別是電源地層之間間距很大,降低了板電容,不利于濾除噪聲
第一種方案,通常應(yīng)用于板上芯片較多的情況。此方案可得到較好的SI性能,對(duì)于EMI性能來說并不是很好,主要要通過走線及其他細(xì)節(jié)來控制。注意:地層放在信號(hào)**密集的信號(hào)層的相連層,利于吸收和抑制輻射;增大板面積,體現(xiàn)20H規(guī)則。
第二種方案,應(yīng)用于板上芯片密度足夠低和芯片周圍有足夠面積(放置所要求的電源覆銅層)的場(chǎng)合。此種方案PCB的外層均為地層,中間兩層均為信號(hào)/電源層。信號(hào)層上的電源用寬線走線,這可使電源電流的路徑阻抗低,且信號(hào)微帶路徑的阻抗也低,也可通過外層地屏蔽內(nèi)層信號(hào)輻射。從EMI控制的角度看,是現(xiàn)有的比較好4層PCB結(jié)構(gòu)。
注意:中間兩層信號(hào)、電源混合層間距要拉開,走線方向垂直,避免出現(xiàn)串?dāng)_;適當(dāng)控制板面積,體現(xiàn)20H規(guī)則;如要控制走線阻抗,上述方案要非常小心地將走線布置在電源和接地鋪銅的下邊。另外,電源或地層上的鋪銅之間盡可能地互連一起,以確保DC和低頻的連接性
PCB多層板LAYOUT設(shè)計(jì)規(guī)范之二十四-機(jī)殼:
206.機(jī)箱結(jié)合點(diǎn)和邊緣防護(hù)準(zhǔn)則:結(jié)合點(diǎn)和邊緣很關(guān)鍵,在機(jī)箱箱體接合處,要使用耐高壓硅樹脂或者墊圈實(shí)現(xiàn)密閉、防ESD、防水和防塵。
207.不接地機(jī)箱至少應(yīng)該具有20kV的擊穿電壓(規(guī)則A1到A9);而對(duì)接地機(jī)箱,電子設(shè)備至少要具備1500V擊穿電壓以防止二級(jí)電弧,并且要求路徑長度大于等于2.2mm。
208.機(jī)箱用以下屏蔽材料制作:金屬板;聚酯薄膜/銅或者聚酯薄膜/鋁壓板;具有焊接結(jié)點(diǎn)的熱成型金屬網(wǎng);熱成型金屬化的纖維墊子(非編織)或者織物(編織);銀、銅或者鎳涂層;鋅電弧噴涂;真空金屬處理;無電電鍍;塑料中加入導(dǎo)體填充材料;
209.屏蔽材料防電化學(xué)腐蝕準(zhǔn)則:相互接觸的部件彼此之間的電勢(shì) (EMF)<0.75V。如果在一個(gè)鹽性潮濕環(huán)境中,那么彼此之間的電勢(shì)必須<0.25V。陽極(正極)部件的尺寸應(yīng)該大于陰極(負(fù)極)部件。
210.用縫隙寬度5倍以上的屏蔽材料疊合在接縫處。
211.在屏蔽層與箱體之間每隔20mm(0.8英寸)的距離通過焊接、緊固件等方式實(shí)現(xiàn)電連接。
212.用墊圈實(shí)現(xiàn)縫隙的橋接,消除開槽并且在縫隙之間提供導(dǎo)電通路。
213.避免屏蔽材料中出現(xiàn)直拐角以及過大的彎角。 PCB層說明:多層板和堆疊規(guī)則。
PCB多層板LAYOUT設(shè)計(jì)規(guī)范之十九:
170.如有可能,敏感電路采用平衡線路作輸入,平衡線路不接地
171.繼電器線圈增加續(xù)流二極管,消除斷開線圈時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)干擾。*加 續(xù)流二極管會(huì)使繼電器的斷開時(shí)間滯后,增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時(shí)間內(nèi)可 動(dòng)作更多的次數(shù)
172.在繼電器接點(diǎn)兩端并接火花抑制電路(一般是RC串聯(lián)電路,電阻一般選幾K 到幾十K,電容選0.01uF),減小電火花影響
173.給電機(jī)加濾波電路,注意電容、電感引線要盡量短
174.電路板上每個(gè)IC要并接一個(gè)0.01μF~0.1μF高頻電容,以減小IC對(duì)電源的 影響。注意高頻電容的布線,連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短,否則,等于增大了電 容的等效串聯(lián)電阻,會(huì)影響濾波效果
175.可控硅兩端并接RC抑制電路,減小可控硅產(chǎn)生的噪聲(這個(gè)噪聲嚴(yán)重時(shí)可能 會(huì)把可控硅擊穿的)
176.許多單片機(jī)對(duì)電源噪聲很敏感,要給單片機(jī)電源加濾波電路 或穩(wěn)壓器,以減小電源噪聲對(duì)單片機(jī)的干擾。比如,可以利用磁珠和電容 組成π形濾波電路,當(dāng)然條件要求不高時(shí)也可用100Ω電阻代替磁珠
177.如果單片機(jī)的I/O口用來控制電機(jī)等噪聲器件,在I/O口與噪聲源之 間應(yīng)加隔離(增加π形濾波電路)。 控制電機(jī)等噪聲器件,在I/O口與噪聲源之 間應(yīng)加隔離(增加π形濾波電路)。 隔離方法包括:屏蔽其中一個(gè)或全部屏蔽、空間遠(yuǎn)離、地線隔開。深圳pcb制版
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PCB多層板LAYOUT設(shè)計(jì)規(guī)范之十二:
98.用于阻抗匹配目的的阻容器件的放置,應(yīng)根據(jù)其屬性合理布局。
99.匹配電容電阻的布局 要分清楚其用法,對(duì)于多負(fù)載的終端匹配一定要放在信號(hào)的**遠(yuǎn)端進(jìn)行匹配。
100.匹配電阻布局時(shí)候要靠近該信號(hào)的驅(qū)動(dòng)端,距離一般不超過500mil。
101.調(diào)整字符,所有字符不可以上盤,要保證裝配以后還可以清晰看到字符信息,所有字符在X或Y方向上應(yīng)一致。字符、絲印大小要統(tǒng)一。
102.關(guān)鍵信號(hào)線優(yōu)先:電源、模擬小信號(hào)、高速信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)和同步信號(hào)等關(guān)鍵信號(hào)優(yōu)先布線;
103.環(huán)路**小規(guī)則:即信號(hào)線與其回路構(gòu)成的環(huán)面積要盡可能小,環(huán)面積要盡可能小,環(huán)面積越小,對(duì)外的輻射越少,接收外界的干擾也越小。在雙層板設(shè)計(jì)中,在為電源留下足夠空間的情況下,應(yīng)該將留下的部分用參考地填充,且增加一些必要的過孔,將雙面信號(hào)有效連接起來,對(duì)一些關(guān)鍵信號(hào)盡量采用地線隔離,對(duì)一些頻率較高的設(shè)計(jì),需特別考慮其他平面信號(hào)回路問題,建議采用多層板為宜。
104.接地引線**短準(zhǔn)則:盡量縮短并加粗接地引線(尤其高頻電路)。對(duì)于在不同電平上工作的電路,不可用長的公共接地線。
105.內(nèi)部電路如果要與金屬外殼相連時(shí),要用單點(diǎn)接地,防止放電電流流過內(nèi)部電路 佛山pcb打樣
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