Новости PCB - Проектирование гибридных интегральных схем с обеспечением электромагнитной совместимости

Гибридные микросхемы - это интегральные схемы, созданные на основе сочетания технологии интеграции полупроводников и толщины (thin). Гибридные микросхемы Craft - это базовые схемы, в которых используются методы пленкообразования для создания толстых или тонкопленочных компонентов на кристалле. И в сочетании с дискретными полупроводниковыми чипами, монолитной интеграцией или маломасштабной интеграцией на одной подложке с последующей внешней упаковкой. Он обладает такими характеристиками, как большие размеры, высокая производительность и хорошие электрические характеристики.

По мере того как размер схемы становится все меньше и меньше, появляется все больше функций, рабочая частота продолжает увеличиваться, явление электромагнитных помех на печатной плате становится все более заметным, проблема электронной платы стала ключом к нормальному функционированию электронной платы. Электромагнитный дизайн стал ключом к проектированию систем.

1. Электромагнитный принцип

Электромагнитные помехи - это способность электронного оборудования и источников питания функционировать должным образом при определенном уровне электромагнитных помех, а также способность оборудования и источников питания ограничивать собственные электромагнитные помехи и избегать помех другому электронному оборудованию.

Для возникновения любых электромагнитных помех существуют три основных условия: во-первых, должен быть источник помех, то есть оборудование, генерирующее вредное электромагнитное поле; во-вторых, должен быть способ рассеивания помех.Общепризнано, что есть два способа сделать это: с помощью технических средств и с помощью излучения. Следовательно, для решения проблемы электромагнитных помех необходимо последовательно устранить три фактора электромагнитных помех: уровень потенциального фактора помех; блокирование пути распространения помех; и снижение чувствительности системы к сухим помехам.

Электромагнитные помехи в гибридной интегрированной конструкции включают в себя помехи, перекрестные помехи и сухие помехи. При решении проблем с электромагнитными помехами первым шагом является определение того, является ли путь сбора источника скрытым, излучаемым или перекрестными помехами. Если между источником помех и чувствительным оборудованием имеется полное электрическое соединение, помехи будут возникать на обоих полюсах.Излучаемые помехи могут возникать между проводами, передающими высокочастотные сигналы.

2. Электромагнитная конструкция

При определении схемы электромагнитного излучения сначала необходимо провести функциональные испытания и проверить требования к электромагнитному излучению в цепи программы.Если параметры не удовлетворяют требованиям, измените параметры, чтобы они соответствовали заданным, таким как мощность и рабочая частота, а затем защитите конструкцию.Во-вторых, необходимо разработать схему защиты, включая фильтрацию, экранирование, заземление и схему соединения. В-третьих, выполнить настройку компоновки, включая общую проверку компоновки, проверку компоновки компонентов и выводов. Проектирование электромагнитной схемы зарубежного производства часто включает в себя: выбор технологического процесса, выбор схемы размещения устройств и проводов.

3.1.Выбор технологических процессов и изделий

Hybrid Integration предлагает на выбор несколько производственных процессов: однослойную тонкую пленку, тонкопленочную толстую пленку и тонкую толстую пленку с совместным обжигом.Тонкопленочный процесс позволяет получать гибридизованные тонкопленочные материалы высокой плотности с небольшими размерами, высокой мощностью и высокой плотностью тока. Он обладает такими характеристиками, как низкая цена, стабильность, надежность и гибкость, и подходит для высокоскоростных и мощных цепей. Однако его можно изготавливать только в один слой, а стоимость высока. Пленки большой толщины могут быть изготовлены с меньшими затратами. Поскольку можно настроить электромагнитный слой источника питания и слой заземления, можно повысить устойчивость печатной платы к электромагнитным помехам. Расстояние между слоями - это просто расстояние между слоями.

Процесс совместного сжигания в одной точке является более выгодным и является доминирующей технологией для существующей пассивной интеграции. Этот процесс обладает отличными характеристиками передачи. Кроме того, он обладает хорошими характеристиками тонкопленочной технологии, которые позволяют создавать глубокие и высокопроизводительные синтетические схемы.

Активные компоненты гибридных схем, как правило, выбираются в виде микросхем, и при отсутствии готовых микросхем можно использовать соответствующие упакованные микросхемы. Для обеспечения необходимых характеристик электромагнитной совместимости используются микросхемы для поверхностного монтажа. Микросхемы выбираются на основе соответствия спецификациям продукта. Если возможно использование высокочастотного сигнала, используйте переменный ток, CMOS40HC. Конденсаторы должны иметь низкий уровень срабатывания в цепи, чтобы избежать чрезмерного ухудшения сигнала.

Корпус гибридной схемы может быть изготовлен из деформируемого металла, а защитная пластина может быть сварена или прошита параллельно, что обеспечивает хороший экранирующий эффект.

3.2.Схема подключения

При планировании компоновки гибридной микросхемы в первую очередь необходимо учитывать три основных фактора: количество входов/выходов, производительность и стоимость. Потребляемая мощность на квадратный дюйм не должна превышать 2 Вт.

С точки зрения благочестия, в принципе, взаимосвязанные компоненты должны быть повреждены, цифровые схемы, аналоговые схемы и силовые схемы должны работать независимо, а высокочастотные схемы должны быть отделены от оборудования. Слаботочные и сильноточные схемы, которые могут создавать помехи, следует размещать подальше от логических схем. Слаботочные и сильноточные схемы, которые могут создавать помехи, следует размещать подальше от логических схем. Основные источники помех и засветки, такие как электрические цепи и высокочастотные цепи, следует размещать отдельно и вдали от чувствительных цепей. Выходные микросхемы следует размещать вблизи разъемов ввода-вывода гибридной схемы.

Высокочастотные вибрации требуют использования небольших вибрационных кабелей и подвержены влиянию таких факторов, как параметры распространения и взаимные электромагнитные помехи. Они не должны располагаться в непосредственной близости друг от друга, что уменьшает количество входов и выходов. Интерфейсы и сигнальные микросхемы с низким содержанием натрия. Производство.

В гибридной схеме выводы питания и заземления на подложке называются выводами питания и заземления на подложке. Желательно равномерно распределить ввод-вывод питания и заземления. Монтажная область голой микросхемы подключается к ближайшей плоскости подложки.

В гибридной схеме данной композиции между слоями печатной платы расположены специальные печатные платы, но в целом они обладают следующими характеристиками:

(1) Слои питания и заземления распределены по окружающим слоям.Видимый слой может хорошо подавлять синфазные радиочастотные помехи и рассеивание акустической мощности извне схемы.

(2) Внутренняя плоскость источника питания и заземленная антенна, как правило, могут быть соединены друг с другом как заземленная плата источника питания, используя в качестве источника питания емкость промежуточного слоя, в то время как ток питания заземленной экранирующей плоскости.

(3) Каждый слой должен быть подготовлен с помощью источника питания или заземления для создания эффекта подавления.

3.3. Расположение провода

При проектировании схем, часто просто для улучшения или усиления воздействия оборудования на оборудование, влияние конфигурации оборудования и, следовательно, большого количества излучаемых сигналов на помехи может привести к возникновению дополнительных проблем с пространственными помехами. Таким образом, помехи могут быть эффективно предотвращены. Это ключ к успешному дизайну.

3.3.1 Планировка территории

Заземление является основной точкой отсчета для работы схемы и может также использоваться в качестве канала передачи сигналов с низким уровнем воздействия. Заземление в основном влияет на заземление цифровых схем. Цифровые схемы чувствительны к помехам на земле при выводе сигналов низкого напряжения. Неправильная работа приводит к вдыханию и выбросам радиации. Таким образом, основное внимание в этих помехах уделяется нашему пониманию деталей заземления (для цифровых схем важно измерение накачки заземления).

При планировке заземления следует обратить внимание на следующие параметры солнечной энергии:

(1) В зависимости от различных напряжений питания цифровые и аналоговые схемы настраиваются отдельно.

(2) Обычно используется общее заземление.При использовании синхронного процесса с толстыми пленками вы можете настроить свою собственную плоскость заземления, так что диапазон намотки толстых пленок также может уменьшить длину антенны. Экранирование проводов.

(3) Провод заземления не должен пересекаться.Такая конструкция усложняет передачу сигнала, увеличивает излучение и чувствительность, а универсальность подключения может привести к ошибкам в цепи.

(4) Для микросхем нейроаварийной защиты разница во времени, возникающая на земле, должна быть спроектирована как замкнутый контур, чтобы повысить помехоустойчивость схемы.

(5) Печатные платы с аналоговыми и цифровыми функциями. Аналоговое и цифровое заземления обычно разделены и подключаются только к источнику питания.

3.3.2. Схема подключения шнура питания

Вообще говоря, помимо помех, вызываемых непосредственно электромагнитным излучением, также очень распространены электромагнитные помехи, создаваемые силовыми кабелями. Поэтому расположение силовых кабелей также очень важно. Как правило, следует соблюдать следующие правила:

(1) Линия электропередачи, в основном, расположена близко к земле, соединена с помощью намотанного провода, с небольшим излучением от формы и чередующимися сигнальными линиями. Различные линии электропередачи соединены друг с другом.

(2) При использовании прецизионной технологии аналоговые и цифровые источники питания устанавливаются отдельно, чтобы избежать взаимных помех.

(3) Силовая плоскость и плоскость заземления могут использоваться с полным набором диэлектриков, скоростей и перепадов высот и должны иметь столешницу с низкой диэлектрической проницаемостью. Силовая панель должна находиться близко к земле и располагаться на плоскости заземления, чтобы воздействовать на лампы космических часов, расположенные на плоскости питания.

(4) Микросхема должна быть отсоединена от источника питания и заземления. Развязывающий драйвер содержит SMD-конденсатор емкостью 0,01 мкФ, который должен быть установлен близко к микросхеме, чтобы создать базовую концепцию элемента схемы для развязывающего SMD-конденсатора.

(5) При выборе микросхемы на микросхеме выбирайте микросхему с источником питания, расположенным близко к земле, что может дополнительно разъединить внешний интерфейс конденсатора связи и реализовать электромагнитную индукцию.

3.3.3. Схема сигнальной линии

При использовании технологии нанесения однослойной пленки подходящим методом для внешней оболочки является сначала прокладка линии заземления, затем восприятие ключевых сигналов, таких как сигналы по высокоскоростному оптоволокну или чувствительные цепи, расположенные близко к земле, и, наконец, необходимы другие линии входного сигнала. Лучше всего расположить сигналы в соответствии с направлением потока сигналов таким образом, чтобы они появлялись на сцене.

Если необходимо свести к минимуму электромагнитные помехи, располагайте сигнальные линии близко к сигнальным линиям, из которых они сформированы, чтобы уменьшить размер контура и избежать помех. Трассы с низким уровнем сигнала расположены близко к трассам с высокой плотностью сигнала и нефильтрованным линиям электропередачи, а чувствительные к помехам соединения параллельны линиям с высокой токовой и высокоскоростной коммутацией. По возможности, все критические трассы должны быть изолированы от линий электропередачи. Несовместимые сигнальные линии (аналоговые, цифровые, высокоскоростные и низкоскоростные, сильноточные) и слаботочные, высоковольтные и низковольтные линии электропередачи и т.д.) должны располагаться на расстоянии друг от друга и не прокладываться параллельно. Короткие удлинения и сокращения длины.

Длина индуктивной гарнитуры с направляющей планкой пропорциональна логарифму длины и обратно пропорциональна ширине. Поэтому лента должна быть очень короткой, а длина каждой адресной строки или строки данных внутренних компонентов должна оставаться постоянной. Низкоскоростные сигнальные входы в качестве входных цепей могут быть уменьшены, а высокоскоростные сигнальные входы должны быть как можно меньше.

В дополнение к соблюдению правил нанесения одного слоя при данном способе нанесения толстых пленок, следует соблюдать осторожность:

По возможности проектируйте отдельные плоскости заземления, схемы расположения сигнальных слоев и слои заземления. Если их нельзя использовать одновременно, они должны располагаться на высокочастотных или чувствительных линиях. Распределите сигнальные линии на разных уровнях так, чтобы их можно было соединить друг с другом. Уменьшите количество сигнальных линий и окружающих линий помех между линиями на каждом уровне; поддерживайте уровень сигнала на одном и том же уровне на определенном уровне и используйте соответствующие контуры заземления для изоляции и уменьшения количества сигнальных линий между линиями. Высокоскоростные сигнальные линии должны быть только на одном уровне. Слишком близко к границе подложки, в противном случае произойдет характерное изменение, которое легко усилит ощущение границы и усилит чувство вдохновения.

3.3.4.Схема печатной платы

Избирательность на частоте 160 МГц при циклической энергии сигнала с нарастающим фронтом в 2 мс.

Следует обратить внимание на следующие моменты, касающиеся схемы платы:

(1) Для передачи интерфейсных сигналов не используйте последовательную структуру, а скорее такую структуру, в которой все нагрузки подключаются непосредственно к интерфейсному драйверу.

(2) Провод к входу/выходу кристалла должен быть как можно короче, чтобы свести к минимуму шумовые помехи и влияние всех выходных сигналов на кристалл.

(3) Вибрационное заземление должно быть подключено в верхней части широкого короткого провода; ближайшее цифровое заземление к кристаллу должно быть отделено от кристалла и иметь меньшее количество переходных отверстий.