Comment utiliser l'empilement de couches de PCB pour contrôler le rayonnement EMF

L'empilage de circuits imprimés en couches est l'un des meilleurs moyens de réduire la CEM et de contrôler les émissions de champs électromagnétiques. Toutefois, cette méthode n'est pas sans risques. La conception d'un circuit imprimé avec deux couches de signaux peut entraîner un manque d'espace sur la carte pour le routage des signaux, en coupant le plan PWR. Il est donc préférable de placer les couches de signaux entre deux plans conducteurs superposés.

Utilisation d'un empilage de circuits imprimés à 6 couches

Un empilage de circuits imprimés à 6 couches est efficace pour découpler les signaux à grande vitesse et les signaux à faible vitesse, et peut également être utilisé pour améliorer l'intégrité de l'alimentation. En plaçant une couche de signal entre la surface et les couches conductrices intérieures, il est possible de supprimer efficacement les interférences électromagnétiques.

L'emplacement de l'alimentation et de la masse sur les deuxième et cinquième couches du circuit imprimé est un facteur critique dans le contrôle du rayonnement EMI. Cet emplacement est avantageux car la résistance en cuivre de l'alimentation est élevée, ce qui peut affecter le contrôle des interférences électromagnétiques en mode commun.

Il existe différentes configurations d'empilages de circuits imprimés à 6 couches qui sont utiles pour différentes applications. Un empilage de circuits imprimés à 6 couches doit être conçu en fonction des spécifications de l'application. Il doit ensuite être testé de manière approfondie pour garantir sa fonctionnalité. Après cela, la conception sera transformée en une impression bleue qui guidera le processus de fabrication.

Les circuits imprimés étaient autrefois des cartes à une seule couche, sans vias et avec des vitesses d'horloge de l'ordre de la centaine de kHz. Aujourd'hui, ils peuvent contenir jusqu'à 50 couches, avec des composants nichés entre les couches et sur les deux côtés. La vitesse des signaux est passée à plus de 28 Gb/S. Les avantages de l'empilage de couches solides sont nombreux. Ils permettent de réduire le rayonnement, d'améliorer la diaphonie et de minimiser les problèmes d'impédance.

Utilisation d'un panneau stratifié

L'utilisation d'un circuit imprimé à noyau stratifié est un excellent moyen de protéger l'électronique contre les rayonnements EMI. Ce type de rayonnement est causé par des courants à variation rapide. Ces courants forment des boucles et émettent du bruit lorsqu'ils changent rapidement. Afin de contrôler le rayonnement, il convient d'utiliser un circuit imprimé à noyau stratifié ayant une faible constante diélectrique.

Les interférences électromagnétiques sont causées par diverses sources. La plus courante est l'IEM à large bande, qui se produit sur les fréquences radio. Elles sont produites par un certain nombre de sources, notamment les circuits, les lignes électriques et les lampes. Elles peuvent endommager les équipements industriels et réduire la productivité.

Une carte stratifiée peut comprendre des circuits de réduction des interférences électromagnétiques. Chaque circuit de réduction des interférences électromagnétiques comprend une résistance et un condensateur. Il peut également comprendre un dispositif de commutation. L'unité du circuit de commande contrôle chaque circuit de réduction des interférences électromagnétiques en envoyant des signaux de sélection et de commande aux circuits de réduction des interférences électromagnétiques.

Désadaptation de l'impédance

Les empilages de couches de circuits imprimés sont un excellent moyen d'améliorer le contrôle des interférences électromagnétiques. Ils permettent de contenir les champs électriques et magnétiques tout en minimisant les interférences électromagnétiques en mode commun. Le meilleur empilage comporte des plans d'alimentation et de masse solides sur les couches extérieures. La connexion des composants à ces plans est plus rapide et plus facile que le routage des arbres de puissance. Mais la contrepartie est une augmentation de la complexité et des coûts de fabrication. Les circuits imprimés multicouches sont coûteux, mais les avantages peuvent l'emporter sur les inconvénients. Pour obtenir les meilleurs résultats, travaillez avec un fournisseur de circuits imprimés expérimenté.

La conception d'un empilement de couches de circuits imprimés fait partie intégrante du processus d'intégrité des signaux. Ce processus nécessite un examen minutieux des exigences en matière de performances mécaniques et électriques. Le concepteur de circuits imprimés travaille en étroite collaboration avec le fabricant pour créer le meilleur circuit imprimé possible. En fin de compte, l'empilement des couches du circuit imprimé doit permettre d'acheminer tous les signaux avec succès, de maintenir intactes les règles d'intégrité des signaux et de fournir des couches d'alimentation et de masse adéquates.

Un empilement de couches sur le circuit imprimé peut contribuer à réduire le rayonnement électromagnétique et à améliorer la qualité du signal. Il peut également fournir un bus d'alimentation de découplage. Bien qu'il n'existe pas de solution unique à tous les problèmes d'interférence électromagnétique, il existe plusieurs bonnes options pour optimiser les empilages de circuits imprimés.

Séparation des traces

L'un des meilleurs moyens de contrôler le rayonnement électromagnétique est d'utiliser l'empilement des couches dans la conception des circuits imprimés. Cette technique consiste à placer le plan de masse et les couches de signaux l'un à côté de l'autre. Cela leur permet d'agir comme des boucliers pour les couches de signaux internes, ce qui contribue à réduire le rayonnement en mode commun. En outre, un empilage de couches est beaucoup plus efficace qu'un circuit imprimé à un seul plan en ce qui concerne la gestion thermique.

En plus d'être efficace pour contenir les radiations EMI, la conception d'un PCB en couches permet également d'améliorer la densité des composants. Pour ce faire, l'espace autour des composants est plus grand. Cela permet également de réduire les interférences électromagnétiques en mode commun.

Pour réduire le rayonnement électromagnétique, la conception d'un circuit imprimé doit comporter quatre couches ou plus. Une carte à quatre couches produira 15 dB de rayonnement en moins qu'une carte à deux couches. Il est important de placer la couche de signal près du plan d'alimentation. L'utilisation d'un bon logiciel de conception de circuits imprimés peut aider à choisir les bons matériaux et à effectuer des calculs d'impédance.