PCB的EMC技术措施有:接地、滤波、隔离和屏蔽。接地是为了将噪声导入地平面,滤波是将无用的信号滤除,隔离是阻挡噪声的传导耦合,屏蔽是为了阻断噪声的辐射耦合。除了屏蔽抑制辐射干扰外,减弱PCB的走线天线效应也是必要的手段。下面就减弱PCB走线天线效应、屏蔽两方面阐述抑制辐射干扰的技术措施。
1、减弱PCB走线天线效应
在高速PCB走线时,对于关键信号的stub走线要尽量减少,既有利于PCB走线,又有利于减弱PCB走线的天线效应。为减少由高速信号过孔产生的stub,一种方法是采用背钻技术(Back Drill),如下图所示:
什么叫背钻?背钻是比较特殊的一种PCB加工方式,多用于多层板加工。以12层板加工为例,我们需要将第1层连到第9层,通常我们钻出通孔(一次钻),然后陈铜。这样第1层直接连到第12层,实际我们可能只需要第1层连到第9层,而第10到第12层由于没有线路相连,像一个柱子。这个柱子影响信号的通路,在通讯信号会引起信号完整性问题。所以将这个多余的柱子(业内叫stub)从反面钻掉(二次钻),这就称为背钻。但是一般也不会钻那么干净,因为后续工序会电解掉一点铜,且钻尖本身也是尖的。
除了背钻之外,在高速电路设计中,一般在TOP层和BOTTOM层不走线,为了对PCB的内层信号进行有效的屏蔽并有利于PCB制板的压合工艺,一般会在表面进行大面积的敷铜。表面进行敷铜时,必须充分打地孔,严禁孤立的铜箔出现,这点在检查PCB时要特别关注!对于PCB上各个部分的铜皮,建议修成45°角或者圆角,如下图所示,当表层铜皮接地不充分时,孤立的铜箔将呈现出天线效应,同时把敷铜的铜皮设计成45°角或者圆角,有利于减弱铜皮的天线效应,这样就降低了PCB的对外的辐射。同样在PCB走线时也尽量避免直角走线。
3.2、屏蔽
在PCB的边缘或PCB各个功能模块电路的边缘,每隔1/10波长的距离,打一个与层内GND平面相连接的地孔,为PCB或PCB上的各功能模块电路构建一个法拉第电磁屏蔽笼,该屏蔽笼能够起到一定的屏蔽作用。在PCB各层走线时,为了发挥法拉第电磁屏蔽笼的最佳效果,不能走线在屏蔽笼之外。法拉第电磁屏蔽笼在手机主板屏蔽中的应用如下图所示:
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