Sådan bruger du PCB Layered Stackup til at kontrollere EMF-stråling

En PCB-stackup i lag er en af de bedste måder at reducere EMC og kontrollere EMF-emissioner på. Det er dog ikke uden risici. Designet af et printkort med to signallag kan resultere i, at der ikke er nok plads på printkortet til at føre signalerne, og at PWR-planet skæres op. Det er derfor bedre at placere signallagene mellem to stablede ledende planer.

Brug af en 6-lags PCB-stackup

En 6-lags PCB-stackup er effektiv til at afkoble højhastighedssignaler og lavhastighedssignaler, og den kan også bruges til at forbedre strømintegriteten. Ved at placere et signallag mellem overfladen og de indvendige ledende lag, kan det effektivt undertrykke EMI.

Placeringen af strømforsyningen og jord på 2. og 5. lag af PCB-stackupen er en kritisk faktor i kontrollen af EMI-stråling. Denne placering er fordelagtig, fordi strømforsyningens kobbermodstand er høj, hvilket kan påvirke kontrollen af common-mode EMI.

Der er forskellige konfigurationer af 6-lags PCB-stackups, der er nyttige til forskellige applikationer. En 6-lags PCB-stackup skal designes til de relevante applikationsspecifikationer. Derefter skal den testes grundigt for at sikre dens funktionalitet. Herefter omdannes designet til et blue print, som vil guide fremstillingsprocessen.

PCB'er plejede at være enkeltlagskort uden vias og med clockhastigheder på omkring 100 kHz. I dag kan de indeholde op til 50 lag, med komponenter indlejret mellem lagene og på begge sider. Signalhastighederne er steget til over 28 Gb/S. Fordelene ved solid-layer stackup er mange. De kan reducere stråling, forbedre krydstale og minimere impedansproblemer.

Brug af en kernelamineret plade

At bruge et kernelamineret printkort er en fremragende måde at beskytte elektronik mod EMI-stråling. Denne type stråling er forårsaget af hurtigt skiftende strømme. Disse strømme danner sløjfer og udsender støj, når de ændrer sig hurtigt. For at kontrollere strålingen bør du bruge en kernelamineret plade, der har en lav dielektrisk konstant.

EMI er forårsaget af en række forskellige kilder. Den mest almindelige er bredbånds-EMI, som opstår over radiofrekvenser. Den produceres af en række kilder, herunder kredsløb, kraftledninger og lamper. Det kan beskadige industrielt udstyr og reducere produktiviteten.

En kernelamineret plade kan indeholde EMI-reducerende kredsløb. Hvert EMI-reducerende kredsløb består af en modstand og en kondensator. Det kan også omfatte en koblingsenhed. Kontrolkredsløbsenheden styrer hvert EMI-reducerende kredsløb ved at sende valg- og kontrolsignaler til de EMI-reducerende kredsløb.

Impedans mismatching

PCB-stackups med lag er en god måde at forbedre EMI-kontrollen på. De kan hjælpe med at inddæmme elektriske og magnetiske felter og samtidig minimere common-mode EMI. Den bedste opbygning har solide strøm- og jordplaner på de ydre lag. Det er hurtigere og nemmere at forbinde komponenter til disse planer end at trække strømtræer. Men kompromiset er øget kompleksitet og produktionsomkostninger. Flerlags-PCB'er er dyre, men fordelene kan opveje ulemperne. For at få de bedste resultater skal du arbejde sammen med en erfaren PCB-leverandør.

Design af en PCB-stackup med lag er en integreret del af signalintegritetsprocessen. Denne proces kræver nøje overvejelse af mekaniske og elektriske krav til ydeevne. En PCB-designer arbejder tæt sammen med fabrikanten for at skabe det bedst mulige PCB. I sidste ende skal PCB-lagopbygningen være i stand til at dirigere alle signaler, holde signalintegritetsreglerne intakte og sørge for tilstrækkelige strøm- og jordlag.

En PCB-lagdelt opbygning kan hjælpe med at reducere EMI-stråling og forbedre signalkvaliteten. Det kan også give en afkoblende strømbus. Selvom der ikke findes én løsning på alle EMI-problemer, er der flere gode muligheder for at optimere PCB-lagdelte stakke.

Adskillelse af spor

En af de bedste måder at kontrollere EMI-stråling på er at bruge lagdeling i PCB-design. Denne teknik indebærer, at jord- og signallagene placeres ved siden af hinanden. Det giver dem mulighed for at fungere som skjold for de indre signallag, hvilket hjælper med at reducere common-mode-stråling. Desuden er en lagdelt stackup meget mere effektiv end et enkeltplans PCB, når det gælder termisk styring.

Ud over at være effektiv til at begrænse EMI-stråling, hjælper et PCB-lagdelt stakdesign også med at forbedre komponenttætheden. Det sker ved at sikre, at pladsen omkring komponenterne er større. Det kan også reducere common-mode EMI.

For at reducere EMI-stråling bør et PCB-design have fire eller flere lag. Et printkort med fire lag vil producere 15 dB mindre stråling end et printkort med to lag. Det er vigtigt at placere signallaget tæt på effektplanet. Brug af god software til PCB-design kan hjælpe med at vælge de rigtige materialer og udføre impedansberegninger.