മൾട്ടി ലെയർ പിസിബി രൂപകൽപ്പനയിലെ ഇഎംഐ പ്രശ്നം എങ്ങനെ പരിഹരിക്കും?

മൾട്ടി-ലെയർ പിസിബി രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുമ്പോൾ ഇഎംഐ പ്രശ്നം എങ്ങനെ പരിഹരിക്കാമെന്ന് നിങ്ങൾക്കറിയാമോ?

ഞാൻ നിങ്ങളോട് പറയട്ടെ!

ഇഎംഐ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിന് നിരവധി മാർഗങ്ങളുണ്ട്. ആധുനിക ഇഎംഐ അടിച്ചമർത്തൽ രീതികളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: ഇഎംഐ സപ്രഷൻ കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിച്ച്, ഉചിതമായ ഇഎംഐ സപ്രഷൻ ഭാഗങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുക്കൽ, ഇഎംഐ സിമുലേഷൻ ഡിസൈൻ. ഏറ്റവും അടിസ്ഥാന പിസിബി ലേ layout ട്ടിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഈ പേപ്പർ ഇഎംഐ റേഡിയേഷനും പിസിബി ഡിസൈൻ കഴിവുകളും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിൽ പിസിബി സ്റ്റാക്കിന്റെ പ്രവർത്തനത്തെക്കുറിച്ച് ചർച്ചചെയ്യുന്നു.

പവർ ബസ്

ഐസിയുടെ പവർ പിൻക്ക് സമീപം ഉചിതമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് സ്ഥാപിക്കുന്നതിലൂടെ ഐസിയുടെ voltage ട്ട്‌പുട്ട് വോൾട്ടേജ് ജമ്പ് ത്വരിതപ്പെടുത്താനാകും. എന്നിരുന്നാലും, ഇത് പ്രശ്നത്തിന്റെ അവസാനമല്ല. കപ്പാസിറ്ററിന്റെ പരിമിതമായ ആവൃത്തി പ്രതികരണം കാരണം, പൂർണ്ണ ആവൃത്തി ബാൻഡിൽ ഐസി output ട്ട്‌പുട്ട് വൃത്തിയായി ഓടിക്കാൻ ആവശ്യമായ ഹാർമോണിക് പവർ കപ്പാസിറ്ററിന് സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയില്ല. കൂടാതെ, പവർ ബസ്സിൽ രൂപം കൊള്ളുന്ന ക്ഷണിക വോൾട്ടേജ് ഡീകോപ്പിംഗ് പാതയുടെ ഇൻഡക്റ്റൻസിന്റെ രണ്ട് അറ്റത്തും വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പിന് കാരണമാകും. ഈ ക്ഷണിക വോൾട്ടേജുകളാണ് പ്രധാന പൊതു മോഡ് ഇഎംഐ ഇടപെടൽ ഉറവിടങ്ങൾ. ഈ പ്രശ്നങ്ങൾ എങ്ങനെ പരിഹരിക്കാനാകും?

ഞങ്ങളുടെ സർക്യൂട്ട് ബോർഡിലെ ഐസിയുടെ കാര്യത്തിൽ, ഐ‌സിക്ക് ചുറ്റുമുള്ള പവർ ലെയർ ഒരു നല്ല ഹൈ-ഫ്രീക്വൻസി കപ്പാസിറ്ററായി കണക്കാക്കാം, ഇത് ശുദ്ധമായ .ട്ട്‌പുട്ടിനായി ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി energy ർജ്ജം നൽകുന്ന ഡിസ്ക്രീറ്റ് കപ്പാസിറ്റർ ചോർന്ന energy ർജ്ജം ശേഖരിക്കാൻ കഴിയും. കൂടാതെ, ഒരു നല്ല പവർ ലെയറിന്റെ ഇൻഡക്റ്റൻസ് ചെറുതാണ്, അതിനാൽ ഇൻഡക്റ്റർ സമന്വയിപ്പിച്ച ക്ഷണിക സിഗ്നലും ചെറുതാണ്, അതിനാൽ സാധാരണ മോഡ് ഇഎംഐ കുറയ്ക്കുന്നു.

തീർച്ചയായും, പവർ സപ്ലൈ ലെയറും ഐസി പവർ സപ്ലൈ പിൻ തമ്മിലുള്ള കണക്ഷൻ കഴിയുന്നത്ര ഹ്രസ്വമായിരിക്കണം, കാരണം ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലിന്റെ ഉയരുന്ന ദൂരം വേഗതയേറിയതും വേഗതയുള്ളതുമാണ്. ഐസി പവർ പിൻ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന പാഡിലേക്ക് ഇത് നേരിട്ട് ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതാണ് നല്ലത്, അത് പ്രത്യേകം ചർച്ച ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്.

കോമൺ മോഡ് ഇ‌എം‌ഐ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന്, പവർ ലെയർ നന്നായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ഒരു ജോഡി പവർ ലെയറുകളായിരിക്കണം. ചില ആളുകൾ ചോദിച്ചേക്കാം, ഇത് എത്രത്തോളം നല്ലതാണ്? ഉത്തരം പവർ ലെയർ, ലെയറുകൾക്കിടയിലുള്ള മെറ്റീരിയൽ, ഓപ്പറേറ്റിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി (അതായത്, ഐസി ഉയരുന്ന സമയത്തിന്റെ പ്രവർത്തനം) എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. പൊതുവേ, പവർ ലെയറുകളുടെ അകലം 6 മില്ലി ആണ്, ഇന്റർലേയർ FR4 മെറ്റീരിയലാണ്, അതിനാൽ പവർ ലെയറിന്റെ ഒരു ചതുരശ്ര ഇഞ്ചിന് തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് 75pF ആണ്. വ്യക്തമായും, ലെയർ സ്പേസിംഗ് ചെറുതാണെങ്കിൽ കപ്പാസിറ്റൻസ് വലുതായിരിക്കും.

100-300 പി‌എസ് ഉയരുന്ന സമയമുള്ള നിരവധി ഉപകരണങ്ങളില്ല, എന്നാൽ ഐ‌സിയുടെ നിലവിലെ വികസന നിരക്ക് അനുസരിച്ച്, 100-300 പി‌എസ് പരിധിയിൽ ഉയരുന്ന സമയമുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ ഉയർന്ന അനുപാതത്തിൽ ഉൾക്കൊള്ളും. 100 മുതൽ 300 വരെ പി‌എസ് ഉയരുന്ന സമയമുള്ള സർക്യൂട്ടുകൾ‌ക്ക്, 3 മിൽ‌ ലെയർ‌ സ്‌പെയ്‌സിംഗ് മിക്ക അപ്ലിക്കേഷനുകൾ‌ക്കും ഇനി ബാധകമല്ല. ആ സമയത്ത്, 1 മില്ലിൽ താഴെയുള്ള ഇന്റർലേയർ സ്പേസിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് ഡീലിമിനേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ സ്വീകരിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ എഫ്ആർ 4 ഡീലക്‌ട്രിക് മെറ്റീരിയലിന് പകരം ഉയർന്ന ഡീലക്‌ട്രിക് സ്ഥിരാങ്കം ഉപയോഗിച്ച് മെറ്റീരിയൽ നൽകണം. ഇപ്പോൾ, സെറാമിക്സിനും പോട്ടഡ് പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾക്കും 100 മുതൽ 300 പി‌എസ് വരെ ഉയരുന്ന സമയ സർക്യൂട്ടുകളുടെ ഡിസൈൻ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റാനാകും.

ഭാവിയിൽ പുതിയ മെറ്റീരിയലുകളും രീതികളും ഉപയോഗിക്കാമെങ്കിലും, സാധാരണ 1 മുതൽ 3 എൻ‌എസ് വരെ ഉയരുന്ന സമയ സർക്യൂട്ടുകൾ, 3 മുതൽ 6 മിൽ ലെയർ സ്പേസിംഗ്, എഫ്ആർ 4 ഡൈലെക്ട്രിക് മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവ സാധാരണയായി ഹൈ-എൻഡ് ഹാർമോണിക്സ് കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിനും ക്ഷണികമായ സിഗ്നലുകൾ വേണ്ടത്ര കുറയ്ക്കുന്നതിനും പര്യാപ്തമാണ്, അതായത് , കോമൺ മോഡ് ഇഎം‌ഐ വളരെ കുറയ്‌ക്കാം. ഈ പേപ്പറിൽ, പിസിബി ലേയേർഡ് സ്റ്റാക്കിംഗിന്റെ ഡിസൈൻ ഉദാഹരണം നൽകിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ലെയർ സ്പേസിംഗ് 3 മുതൽ 6 മില്ലായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

വൈദ്യുതകാന്തിക കവചം

സിഗ്നൽ റൂട്ടിംഗ് വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, എല്ലാ സിഗ്നൽ ട്രെയ്സുകളും ഒന്നോ അതിലധികമോ ലെയറുകളിൽ സ്ഥാപിക്കുക, അവ പവർ ലെയറിനോ ഗ്ര ground ണ്ട് പ്ലെയിനിനോ അടുത്തായിരിക്കണം. Supply ർജ്ജ വിതരണത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, ഒരു നല്ല ലേയറിംഗ് തന്ത്രം പവർ ലെയർ നിലത്തെ തലം തൊട്ടടുത്തായിരിക്കണം, കൂടാതെ പവർ ലെയറും ഗ്ര plane ണ്ട് പ്ലെയിനും തമ്മിലുള്ള ദൂരം കഴിയുന്നത്ര ചെറുതായിരിക്കണം, ഇതിനെയാണ് ഞങ്ങൾ “ലേയറിംഗ്” തന്ത്രം എന്ന് വിളിക്കുന്നത്.

പിസിബി സ്റ്റാക്ക്

ഇഎംഐയെ സംരക്ഷിക്കാനും അടിച്ചമർത്താനും സഹായിക്കുന്ന സ്റ്റാക്കിംഗ് തന്ത്രം ഏതാണ്? ഇനിപ്പറയുന്ന ലേയേർഡ് സ്റ്റാക്കിംഗ് സ്കീം, supply ർജ്ജ വിതരണ കറന്റ് ഒരൊറ്റ പാളിയിൽ ഒഴുകുന്നുവെന്നും ഒരൊറ്റ വോൾട്ടേജ് അല്ലെങ്കിൽ ഒന്നിലധികം വോൾട്ടേജുകൾ ഒരേ പാളിയുടെ വിവിധ ഭാഗങ്ങളിൽ വിതരണം ചെയ്യുന്നുവെന്നും അനുമാനിക്കുന്നു. ഒന്നിലധികം പവർ ലെയറുകളുടെ കാര്യം പിന്നീട് ചർച്ച ചെയ്യും.

4-പ്ലൈ പ്ലേറ്റ്

4-പ്ലൈ ലാമിനേറ്റുകളുടെ രൂപകൽപ്പനയിൽ ചില പ്രശ്നങ്ങളുണ്ട്. ഒന്നാമതായി, സിഗ്നൽ പാളി പുറം പാളിയാണെങ്കിലും പവർ, ഗ്ര plane ണ്ട് പ്ലെയിൻ ആന്തരിക പാളിയിലാണെങ്കിലും, പവർ ലെയറും ഗ്ര plane ണ്ട് പ്ലെയിനും തമ്മിലുള്ള ദൂരം ഇപ്പോഴും വളരെ വലുതാണ്.

ചെലവ് ആവശ്യകത ആദ്യത്തേതാണെങ്കിൽ, പരമ്പരാഗത 4-പ്ലൈ ബോർഡിന് ഇനിപ്പറയുന്ന രണ്ട് ബദലുകൾ പരിഗണിക്കാം. ഇവ രണ്ടിനും ഇഎംഐ അടിച്ചമർത്തൽ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, എന്നാൽ ബോർഡിലെ ഘടകങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത വേണ്ടത്ര കുറവുള്ളതും ഘടകങ്ങൾക്ക് ചുറ്റും മതിയായ വിസ്തീർണ്ണമുള്ളതുമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ മാത്രമേ അവ അനുയോജ്യമാകൂ (വൈദ്യുതി വിതരണത്തിന് ആവശ്യമായ ചെമ്പ് കോട്ടിംഗ് സ്ഥാപിക്കാൻ).

ആദ്യത്തേത് ഇഷ്ടപ്പെട്ട പദ്ധതിയാണ്. പിസിബിയുടെ പുറം പാളികൾ എല്ലാം പാളികളാണ്, മധ്യ രണ്ട് പാളികൾ സിഗ്നൽ / പവർ ലെയറുകളാണ്. സിഗ്നൽ ലെയറിലെ വൈദ്യുതി വിതരണം വിശാലമായ ലൈനുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വഴിതിരിച്ചുവിടുന്നു, ഇത് വൈദ്യുതി വിതരണത്തിന്റെ പാത്ത് ഇം‌പെഡൻസ് കുറയ്ക്കുകയും സിഗ്നൽ മൈക്രോസ്ട്രിപ്പ് പാതയുടെ ഇം‌പാഡൻസ് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇഎംഐ നിയന്ത്രണത്തിന്റെ വീക്ഷണകോണിൽ, ലഭ്യമായ ഏറ്റവും മികച്ച 4-ലെയർ പിസിബി ഘടനയാണിത്. രണ്ടാമത്തെ സ്കീമിൽ, പുറം പാളി ശക്തിയും നിലവും വഹിക്കുന്നു, മധ്യ രണ്ട് പാളി സിഗ്നൽ വഹിക്കുന്നു. പരമ്പരാഗത 4-ലെയർ ബോർഡുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഈ സ്കീമിന്റെ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ ചെറുതാണ്, കൂടാതെ ഇന്റർലേയർ ഇം‌പെഡൻസ് പരമ്പരാഗത 4-ലെയർ ബോർഡിനേക്കാൾ മികച്ചതല്ല.

വയറിംഗ് ഇം‌പെഡൻസ് നിയന്ത്രിക്കണമെങ്കിൽ, വൈദ്യുതി വിതരണത്തിന്റെയും ഗ്ര ing ണ്ടിംഗിന്റെയും ചെമ്പ് ദ്വീപിന്റെ കീഴിൽ വയറിംഗ് സ്ഥാപിക്കുന്നതിന് മുകളിലുള്ള സ്റ്റാക്കിംഗ് പദ്ധതി വളരെ ശ്രദ്ധാലുവായിരിക്കണം. കൂടാതെ, വൈദ്യുതി വിതരണത്തിലോ സ്ട്രാറ്റമിലോ ഉള്ള ചെമ്പ് ദ്വീപ് ഡിസിയും കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ഉറപ്പാക്കുന്നതിന് കഴിയുന്നത്ര പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കണം.

6-പ്ലൈ പ്ലേറ്റ്

4-ലെയർ ബോർഡിലെ ഘടകങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത വലുതാണെങ്കിൽ, 6-ലെയർ പ്ലേറ്റ് മികച്ചതാണ്. എന്നിരുന്നാലും, 6-ലെയർ ബോർഡിന്റെ രൂപകൽപ്പനയിൽ ചില സ്റ്റാക്കിംഗ് സ്കീമുകളുടെ ഷീൽഡിംഗ് പ്രഭാവം മതിയായതല്ല, കൂടാതെ പവർ ബസിന്റെ ക്ഷണിക സിഗ്നൽ കുറയുന്നില്ല. രണ്ട് ഉദാഹരണങ്ങൾ ചുവടെ ചർച്ചചെയ്യുന്നു.

ആദ്യ സാഹചര്യത്തിൽ, വൈദ്യുതി വിതരണവും നിലവും യഥാക്രമം രണ്ടാമത്തെയും അഞ്ചാമത്തെയും പാളികളിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു. ചെമ്പ് പൊതിഞ്ഞ വൈദ്യുതി വിതരണത്തിന്റെ ഉയർന്ന ഇം‌പാഡൻസ് കാരണം, സാധാരണ മോഡ് ഇഎംഐ വികിരണം നിയന്ത്രിക്കുന്നത് വളരെ പ്രതികൂലമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, സിഗ്നൽ ഇം‌പെഡൻസ് നിയന്ത്രണത്തിന്റെ കാഴ്ചപ്പാടിൽ, ഈ രീതി വളരെ ശരിയാണ്.

രണ്ടാമത്തെ ഉദാഹരണത്തിൽ, വൈദ്യുതി വിതരണവും നിലവും യഥാക്രമം മൂന്നാമത്തെയും നാലാമത്തെയും പാളികളിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ രൂപകൽപ്പന വൈദ്യുതി വിതരണത്തിന്റെ ചെമ്പ് പൊതിഞ്ഞ ഇം‌പാഡൻസിന്റെ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നു. ലെയർ 1, ലെയർ 6 എന്നിവയുടെ മോശം വൈദ്യുതകാന്തിക ഷീൽഡിംഗ് പ്രകടനം കാരണം ഡിഫറൻഷ്യൽ മോഡ് ഇഎംഐ വർദ്ധിക്കുന്നു. രണ്ട് ബാഹ്യ പാളികളിലെ സിഗ്നൽ ലൈനുകളുടെ എണ്ണം ഏറ്റവും കുറഞ്ഞതും വരികളുടെ നീളം വളരെ ചെറുതുമാണെങ്കിൽ (സിഗ്നലിന്റെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന ഹാർമോണിക് തരംഗദൈർഘ്യത്തിന്റെ 1/20 ൽ താഴെ), ഡിസൈന് ഡിഫറൻഷ്യൽ മോഡ് ഇഎംഐയുടെ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ കഴിയും. ബാഹ്യ പാളി ചെമ്പ് കൊണ്ട് നിറയ്ക്കുകയും ചെമ്പ് പൊതിഞ്ഞ പ്രദേശം നിലത്തുവീഴുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ (ഓരോ 1/20 തരംഗദൈർഘ്യ ഇടവേളയിലും) ഡിഫറൻഷ്യൽ മോഡ് ഇഎംഐ അടിച്ചമർത്തുന്നത് നല്ലതാണെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, ചെമ്പ് ഇടും


പോസ്റ്റ് സമയം: ജൂലൈ -29-2020