મલ્ટિલેયર પીસીબી ડિઝાઇનમાં ઇએમઆઈ સમસ્યાને કેવી રીતે હલ કરવી?

જ્યારે તમે મલ્ટિ-લેયર પીસીબી ડિઝાઇન કરો છો ત્યારે ઇએમઆઈ સમસ્યાને કેવી રીતે હલ કરવી તે જાણો છો?

હું તમને કહી દો!

ઇએમઆઈ સમસ્યાઓ હલ કરવાની ઘણી રીતો છે. આધુનિક EMI દમન પદ્ધતિઓમાં શામેલ છે: EMI દમન કોટિંગનો ઉપયોગ કરીને, યોગ્ય EMI દમનના ભાગો અને EMI સિમ્યુલેશન ડિઝાઇન પસંદ કરો. સૌથી મૂળભૂત પીસીબી લેઆઉટને આધારે, આ કાગળ ઇએમઆઈ રેડિયેશન અને પીસીબી ડિઝાઇન કુશળતાને નિયંત્રિત કરવા માટે પીસીબી સ્ટેકના કાર્યની ચર્ચા કરે છે.

પાવર બસ

આઇસીના આઉટપુટ વોલ્ટેજ જમ્પને આઇસીના પાવર પિનની નજીક યોગ્ય કેપેસિટીન્સ મૂકીને વેગ આપ્યો છે. જો કે, આ સમસ્યાનો અંત નથી. કેપેસિટરના મર્યાદિત આવર્તન પ્રતિસાદને લીધે, કેપેસિટર માટે સંપૂર્ણ આવર્તન બેન્ડમાં આઇસી આઉટપુટને સ્વચ્છ રીતે ચલાવવા માટે જરૂરી હાર્મોનિક શક્તિ પેદા કરવી અશક્ય છે. આ ઉપરાંત, પાવર બસ પર રચાયેલ ક્ષણિક વોલ્ટેજ, ડીકોપ્લિંગ પાથના ઇન્ડક્ટન્સના બંને છેડે વોલ્ટેજ ડ્રોપનું કારણ બનશે. આ ક્ષણિક વોલ્ટેજ મુખ્ય સામાન્ય મોડ EMI દખલ સ્રોત છે. આપણે આ સમસ્યાઓ કેવી રીતે હલ કરી શકીએ?

અમારા સર્કિટ બોર્ડ પરના આઇસીના કિસ્સામાં, આઇસીની આસપાસના પાવર લેયરને સારી ઉચ્ચ-આવર્તન કેપેસિટર તરીકે ગણી શકાય છે, જે સ્વતંત્ર આઉટપુટ માટે ઉચ્ચ-આવર્તન energyર્જા પ્રદાન કરનાર સ્વતંત્ર કેપેસિટર દ્વારા લીક થતી collectર્જાને એકત્રિત કરી શકે છે. આ ઉપરાંત, સારી પાવર લેયરની ઇન્ડક્ટન્સ ઓછી છે, તેથી ઇન્ડક્ટર દ્વારા સંશ્લેષિત ક્ષણિક સંકેત પણ નાનો છે, આમ સામાન્ય મોડ EMI ઘટાડે છે.

અલબત્ત, વીજ પુરવઠો સ્તર અને આઇસી પાવર સપ્લાય પિન વચ્ચેનું જોડાણ શક્ય તેટલું ટૂંકું હોવું જોઈએ, કારણ કે ડિજિટલ સિગ્નલની વધતી ધાર ઝડપી અને ઝડપી છે. તેને સીધા પેડથી કનેક્ટ કરવું વધુ સારું છે જ્યાં આઇસી પાવર પિન સ્થિત છે, જેની ચર્ચા અલગથી કરવાની જરૂર છે.

સામાન્ય સ્થિતિ EMI ને નિયંત્રિત કરવા માટે, પાવર સ્તર એ ડીસપ્પલ કરવામાં મદદ કરવા માટે અને પાવર લેયરની સારી રીતે ડિઝાઇન કરેલી જોડી હોવી જોઈએ અને પૂરતી ઓછી ઇન્ડક્ટન્સ હોવી જોઈએ. કેટલાક લોકો પૂછે છે, તે કેટલું સારું છે? જવાબ પાવર સ્તર, સ્તરો વચ્ચેની સામગ્રી અને operatingપરેટિંગ આવર્તન (એટલે ​​કે, આઇસી રાઇઝ ટાઇમનું કાર્ય) પર આધારિત છે. સામાન્ય રીતે, પાવર લેઅર્સનું અંતર 6 મિલ છે, અને ઇન્ટરલેયર એફઆર 4 સામગ્રી છે, તેથી પાવર લેયરના ચોરસ ઇંચ દીઠ સમકક્ષ કેપેસિટીન્સ લગભગ 75 પીએફ છે. દેખીતી રીતે, સ્તરનું અંતર જેટલું નાનું છે, કેપેસિટીન્સ જેટલું મોટું છે.

100 થી 300 પીએસના ઉદયના સમય સાથે ઘણા બધા ઉપકરણો નથી, પરંતુ આઇસીના વર્તમાન વિકાસ દર અનુસાર, 100 થી 300 પીએસની રેન્જમાં વધતા સમયવાળા ઉપકરણો ઉચ્ચ પ્રમાણમાં કબજો કરશે. 100 થી 300 પીએસ રાઇઝ ટાઇમવાળા સર્કિટ્સ માટે, મોટાભાગની એપ્લિકેશનો માટે 3 મિલ લેયર અંતર લાંબા સમય સુધી લાગુ નથી. તે સમયે, ઇન્ટરલેયર અંતરે 1 મિલ કરતાં ઓછી અંતર સાથે ડીલેમિનેશન તકનીકને અપનાવવી જરૂરી છે, અને એફઆર 4 ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીને ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરતાવાળી સામગ્રી સાથે બદલો. હવે, સિરામિક અને પોટેડ પ્લાસ્ટિક 100 થી 300ps રાઇઝ ટાઇમ સર્કિટ્સની ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરી શકે છે.

જો કે ભવિષ્યમાં નવી સામગ્રી અને પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ થઈ શકે છે, સામાન્ય 1 થી 3 એનએસ રાઇઝ ટાઇમ સર્કિટ્સ, 3 થી 6 મિલ લેયર સ્પેસિંગ, અને એફઆર 4 ડાઇલેક્ટ્રિક મટિરિયલ્સ સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ-અંતના હાર્મોનિક્સને હેન્ડલ કરવા અને ક્ષણિક સંકેતોને ઓછા પ્રમાણમાં બનાવવા માટે પૂરતી છે, તે છે , સામાન્ય મોડ EMI ખૂબ ઓછી કરી શકાય છે. આ કાગળમાં, પીસીબી સ્તરવાળી સ્ટેકીંગનું ડિઝાઇન ઉદાહરણ આપવામાં આવ્યું છે, અને સ્તરનું અંતર 3 થી 6 મીલી હોવાનું માનવામાં આવે છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ

સિગ્નલ રૂટીંગ પોઇન્ટના દૃષ્ટિકોણથી, એક સારી લેયરિંગ વ્યૂહરચના એ સિગ્નલના બધા નિશાનો એક અથવા વધુ સ્તરોમાં મૂકવી જોઈએ, જે પાવર લેયર અથવા ગ્રાઉન્ડ પ્લેનની બાજુમાં છે. વીજ પુરવઠો માટે, એક સારી લેયરિંગ વ્યૂહરચના હોવી જોઈએ કે પાવર લેયર ગ્રાઉન્ડ પ્લેનને અડીને છે, અને પાવર લેયર અને ગ્રાઉન્ડ પ્લેન વચ્ચેનું અંતર શક્ય તેટલું ઓછું હોવું જોઈએ, જેને આપણે "લેયરિંગ" સ્ટ્રેટેજી કહીએ છીએ.

પીસીબી સ્ટેક

કયા પ્રકારની સ્ટેકીંગ વ્યૂહરચના ઇએમઆઈને ieldાલ અને દબાવવામાં મદદ કરી શકે છે? નીચેની સ્તરવાળી સ્ટેકીંગ યોજના ધારે છે કે વીજ પુરવઠો વર્તમાન એક જ સ્તર પર વહે છે અને તે એક જ વોલ્ટેજ અથવા મલ્ટીપલ વોલ્ટેજ એક જ સ્તરના જુદા જુદા ભાગોમાં વહેંચવામાં આવે છે. મલ્ટીપલ પાવર લેયર્સના કેસની ચર્ચા પછી કરવામાં આવશે.

4-પ્લાય પ્લેટ

4-પ્લાય લેમિનેટ્સની ડિઝાઇનમાં કેટલીક સંભવિત સમસ્યાઓ છે. સૌ પ્રથમ, જો સિગ્નલ સ્તર બાહ્ય સ્તરમાં હોય અને પાવર અને ગ્રાઉન્ડ પ્લેન આંતરિક સ્તરમાં હોય તો પણ, પાવર લેયર અને ગ્રાઉન્ડ પ્લેન વચ્ચેનું અંતર હજી પણ ખૂબ મોટું છે.

જો ખર્ચની આવશ્યકતા પ્રથમ છે, તો પરંપરાગત 4-પ્લાય બોર્ડના નીચેના બે વિકલ્પો ધ્યાનમાં લઈ શકાય છે. તે બંને ઇએમઆઈ સપ્રેસન પ્રદર્શનમાં સુધારો કરી શકે છે, પરંતુ તે ફક્ત તે જ કેસ માટે યોગ્ય છે જ્યાં બોર્ડ પરના ઘટકોની ઘનતા પર્યાપ્ત ઓછી હોય અને ઘટકોની આસપાસ પૂરતો વિસ્તાર હોય (વીજ પુરવઠો માટે જરૂરી કોપર કોટિંગ મૂકવા માટે).

પ્રથમ પસંદગીની યોજના છે. પીસીબીના બાહ્ય સ્તરો એ બધા સ્તરો છે, અને મધ્યમ બે સ્તરો સિગ્નલ / પાવર સ્તરો છે. સિગ્નલ લેયર પરનો વીજ પુરવઠો વિશાળ લાઇનો સાથે રૂટ કરવામાં આવે છે, જે પાવર સપ્લાયના પાથ અવરોધને વર્તમાન અને સિગ્નલ માઇક્રોસ્ટ્રિપ પાથનું અવરોધ બનાવે છે. ઇએમઆઈ નિયંત્રણના દ્રષ્ટિકોણથી, આ ઉપલબ્ધ 4-સ્તરનું શ્રેષ્ઠ પીસીબી બંધારણ છે. બીજી યોજનામાં, બાહ્ય સ્તર શક્તિ અને જમીન વહન કરે છે, અને મધ્યમ બે સ્તર એ સંકેત રાખે છે. પરંપરાગત 4-લેયર બોર્ડની તુલનામાં, આ યોજનામાં સુધારો ઓછો છે, અને ઇન્ટરલેયર અવબાધ પરંપરાગત 4-લેયર બોર્ડની જેમ સારી નથી.

જો વાયરિંગ અવબાધને નિયંત્રિત કરવો હોય, તો ઉપરોક્ત સ્ટેકીંગ યોજના વીજ પુરવઠો અને ગ્રાઉન્ડિંગના કોપર આઇલેન્ડ હેઠળ વાયરિંગ નાખવા માટે ખૂબ કાળજી લેવી જોઈએ. વધુમાં, વીજ પુરવઠો અથવા સ્ટ્રેટમ પરના કોપર આઇલેન્ડને ડીસી અને ઓછી આવર્તન વચ્ચે જોડાણની ખાતરી કરવા માટે શક્ય તેટલું એકબીજા સાથે જોડવું જોઈએ.

6-પ્લાય પ્લેટ

જો 4-લેયર બોર્ડ પરના ઘટકોની ઘનતા મોટી હોય, તો 6-લેયર પ્લેટ વધુ સારી છે. જો કે, 6-લેયર બોર્ડની ડિઝાઇનમાં કેટલીક સ્ટેકીંગ યોજનાઓની શિલ્ડિંગ અસર એટલી સારી નથી, અને પાવર બસનું ક્ષણિક સંકેત ઘટાડવામાં આવતું નથી. બે ઉદાહરણો નીચે ચર્ચા કરવામાં આવી છે.

પ્રથમ કિસ્સામાં, વીજ પુરવઠો અને જમીન અનુક્રમે બીજા અને પાંચમા સ્તરોમાં મૂકવામાં આવે છે. કોપર .ંકાયેલ વીજ પુરવઠોની edંચી અવબાધને લીધે, સામાન્ય મોડ EMI રેડિયેશનને નિયંત્રિત કરવું ખૂબ જ પ્રતિકૂળ છે. જો કે, સિગ્નલ અવબાધ નિયંત્રણના દૃષ્ટિકોણથી, આ પદ્ધતિ ખૂબ જ સાચી છે.

બીજા ઉદાહરણમાં, વીજ પુરવઠો અને જમીન અનુક્રમે ત્રીજા અને ચોથા સ્તરોમાં મૂકવામાં આવે છે. આ ડિઝાઇન વીજ પુરવઠાના કોપર claંકાયેલ અવરોધની સમસ્યાનું નિરાકરણ લાવે છે. સ્તર 1 અને સ્તર 6 ની નબળી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ પ્રદર્શનને કારણે, વિભેદક મોડ EMI વધે છે. જો બે બાહ્ય સ્તરો પર સિગ્નલ લાઇનોની સંખ્યા ઓછામાં ઓછી હોય અને રેખાઓની લંબાઈ ખૂબ જ ટૂંકી હોય (સિગ્નલની સૌથી વધુ હાર્મોનિક તરંગલંબાઇના 1/20 કરતા ઓછી), તો ડિઝાઇન ડિફરન્સલ મોડ EMI ની સમસ્યાનું નિરાકરણ લાવી શકે છે. પરિણામો દર્શાવે છે કે વિભેદક મોડ EMI નું દમન ખાસ કરીને સારું છે જ્યારે બાહ્ય સ્તર તાંબાથી ભરેલું હોય છે અને કોપર claંકાયેલું ક્ષેત્ર ગ્રાઉન્ડ થાય છે (દર 1/20 તરંગલંબાઇ અંતરાલ). ઉપર જણાવ્યા મુજબ, કોપર નાખ્યો આવશે


પોસ્ટ સમય: જુલાઇ -29-2020