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PCB,藉由PCB分层堆栈设计控制EMI辐射

放大字体  缩小字体 发布日期:2009-11-14  浏览次数:440

就我们电路板上的 IC 而言, IC 周围的电源层可以看成是优良的高频电容器,它可以收集为干净输出提供高频能量的分立电容器所泄漏的那部份能量。此外,优良的电源层的电感要小,从而电感所合成的瞬态信号也小,进而降低共模 EMI 。

当然,电源层到 IC 电源引脚的联机必须尽可能短,因为数字信号的上升沿越来越快,最好是直接连到 IC 电源引脚所在的焊盘上,这要另外讨论。

为了控制共模 EMI ,电源层要有助于去耦和具有足够低的电感,这个电源层必须是一个设计相当好的电源层的配对。有人可能会问,好到什么程度才算好?问题的答案取决于电源的分层、层间的材料以及工作频率 ( 即 IC 上升时间的函数 ) 。通常,电源分层的间距是 6mil ,夹层是 FR4 材料,则每平方英寸电源层的等效电容约为 75pF 。显然,层间距越小电容越大。

上升时间为 100 到 300ps 的器件并不多,但是按照目前 IC 的发展速度,上升时间在 100 到 300ps 范围的器件将占有很高的比例。对于 100 到 300ps 上升时间的电路, 3mil 层间距对大多数应用将不再适用。那时,有必要采用层间距小于 1mil 的分层技术,并用介电常数很高的材料代替 FR4 介电材料。现在,陶瓷和加陶塑料可以满足 100 到 300ps 上升时间电路的设计要求。

尽管未来可能会采用新材料和新方法,但对于今天常见的 1 到 3ns 上升时间电路、 3 到 6mil 层间距和 FR4 介电材料,通常足够处理高端谐波并使瞬态信号足够低,就是说,共模 EMI 可以降得很低。本文给出的 PCB 分层堆栈设计实例将假定层间距为 3 到 6mil 。

 
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