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来源: 发布时间:2022年09月16日

高频高速PCB设计中如何尽可能的达到EMC要求,又不致造成太大的成本压力?


PCB板上会因EMC而增加的成本通常是因增加地层数目以增强屏蔽效应及增加了ferritebead、choke等抑制高频谐波器件的缘故。

除此之外,通常还是需搭配其它机构上的屏蔽结构才能使整个系统通过EMC的要求。

以下就PCB板的设计技巧提供几个降低电路产生的电磁辐射效应。

尽可能选用信号斜率(slewrate)较慢的器件,以降低信号所产生的高频成分。

注意高频器件摆放的位置,不要太靠近对外的连接器。

注意高速信号的阻抗匹配,走线层及其回流电流路径(returncurrentpath),以减少高频的反射与辐射。

在各器件的电源管脚放置足够与适当的去耦合电容以缓和电源层和地层上的噪声。特别注意电容的频率响应与温度的特性是否符合设计所需。

对外的连接器附近的地可与地层做适当分割,并将连接器的地就近接到chassisground。

可适当运用groundguard/shunttraces在一些特别高速的信号旁。但要注意guard/shunttraces对走线特性阻抗的影响。

电源层比地层内缩20H,H为电源层与地层之间的距离。 PCB八层板的叠层详细解析。hdi高频板

PCB板翘控制方法之二:

3、半固化片的经纬向:半固化片层压后经向和纬向收缩率不一样,下料和迭层时必须分清经向和纬向。否则,层压后很容易造成成品板翘曲,即使加压力烘板亦很难纠正。多层板翘曲的原因,很多就是层压时半固化片的经纬向没分清,乱迭放而造成的。如何区分经纬向?成卷的半固化片卷起的方向是经向,而宽度方向是纬向;对铜箔板来说长边时纬向,短边是经向,如不能确定可向生产商或供应商查询。 

4、层压后除应力:多层板在完成热压冷压后取出,剪或铣掉毛边,然后平放在烘箱内150摄氏度烘4小时,以使板内的应力逐渐释放并使树脂完全固化,这一步骤不可省略。

5、薄板电镀时需要拉直:0.4~0.6mm超薄多层板作板面电镀和图形电镀时应制作特殊的夹辊,在自动电镀线上的飞巴上夹上薄板后,用一条圆棍把整条飞巴上的夹辊串起来,从而拉直辊上所有的板子,这样电镀后的板子就不会变形。若无此措施,经电镀二三十微米的铜层后,薄板会弯曲,而且难以补救。


hdi高频板PCB层说明:多层板和堆叠规则。


防止PCB板翘的方法之一:

1、工程设计:印制板设计时应注意事项:A.层间半固化片的排列应当对称,例如六层板,1~2和5~6层间的厚度和半固化片的张数应当一致,否则层压后容易翘曲。B.多层板芯板和半固化片应使用同一供应商的产品。C.外层A面和B面的线路图形面积应尽量接近。若A面为大铜面,而B面*走几根线,这种印制板在蚀刻后就很容易翘曲。如果两面的线路面积相差太大,可在稀的一面加一些**的网格,以作平衡。

2、下料前烘板:覆铜板下料前烘板(150摄氏度,时间8±2小时)目的是去除板内的水分,同时使板材内的树脂完全固化,进一步消除板材中剩余的应力,这对防止板翘曲是有帮助的。目前,许多双面、多层板仍坚持下料前或后烘板这一步骤。但也有部分板材厂例外,目前各PCB厂烘板的时间规定也不一致,从4-10小时都有,建议根据生产的印制板的档次和客户对翘曲度的要求来决定。剪成拼板后烘还是整块大料烘后下料,二种方法都可行,建议剪料后烘板。内层板亦应烘板。


PCB多层板设计规范之系统


259系统多个设备相连为电气系统时,为消除地环路电源引起的干扰,采用隔离变压器、中和变压器、光电耦合器和差动放大器共模输入等措施来隔离。

260系统识别***件和干扰电路:在启停或运行状态下,电压变化率dV/dt、电流变化率di/dt较大的器件或电路,为***件或干扰电路。

261系统在薄膜键盘电路和与其相对的邻近电路之间放置一个接地的导电层。


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PCB多层板LAYOUT设计规范之二十四-机壳:

206.机箱结合点和边缘防护准则:结合点和边缘很关键,在机箱箱体接合处,要使用耐高压硅树脂或者垫圈实现密闭、防ESD、防水和防尘。

 207.不接地机箱至少应该具有20kV的击穿电压(规则A1到A9);而对接地机箱,电子设备至少要具备1500V击穿电压以防止二级电弧,并且要求路径长度大于等于2.2mm。

 208.机箱用以下屏蔽材料制作:金属板;聚酯薄膜/铜或者聚酯薄膜/铝压板;具有焊接结点的热成型金属网;热成型金属化的纤维垫子(非编织)或者织物(编织);银、铜或者镍涂层;锌电弧喷涂;真空金属处理;无电电镀;塑料中加入导体填充材料;

209.屏蔽材料防电化学腐蚀准则:相互接触的部件彼此之间的电势 (EMF)<0.75V。如果在一个盐性潮湿环境中,那么彼此之间的电势必须<0.25V。阳极(正极)部件的尺寸应该大于阴极(负极)部件。

210.用缝隙宽度5倍以上的屏蔽材料叠合在接缝处。

 211.在屏蔽层与箱体之间每隔20mm(0.8英寸)的距离通过焊接、紧固件等方式实现电连接。

 212.用垫圈实现缝隙的桥接,消除开槽并且在缝隙之间提供导电通路。

 213.避免屏蔽材料中出现直拐角以及过大的弯角。 PCB技术发展的新趋势?欢迎来电咨询。打样pcb快速

PCB Layout的这些要点,建议重点掌握。hdi高频板

PCB板层布局与EMC

✪关键电源平面与其对应的地平面相邻电源、地平面存在自身的特性阻抗,电源平面的阻抗比地平面阻抗高,将电源平面与地平面相邻可形成耦合电容,并与PCB板上的去耦电容一起降低电源平面的阻抗,同时获得较宽的滤波效果。通过研究发现,门的反转能量首先由电源与地平面之间的电容来提供,其次才由去耦电容决定。

✪参考面的选择应推荐地平面电源、地平面均能用作参考平面,且有一定的屏蔽作用。但相对而言,电源平面具有较高的特性阻抗,与参考电平存在较大的电位差。从屏蔽角度考虑,地平面一般均作接地处理,并作为基准电平参考点,其屏蔽效果远远优于电源平面。

✪相邻层的关键信号不跨分割区这样将形成较大的信号环路,产生强的辐射和敏感度问题。

✪元件面下面有相对完整的地平面对多层板必须尽可能保持地平面的完整,通常不允许有信号线在地平面上走线。当走线层布线密度太大时,可考虑在电源平面的边缘走线。

✪高频、高速、时钟等关键信号有一相邻地平面这样设计的信号线与地线间的距离*为线路板层间的距离,高频电路将选择环路面积**小的路径流动,因此实际的电流总在信号线正下方的地线流动,形成**小的信号环路面积,从而减小辐射。


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