EMI/EMC設計講座：印刷電路板的EMI噪訊對策技巧

接著(zhù)針對被測基板A進(jìn)行層結構改善，制作圖15所示6層Built up被測基板B，它是利用「Pad on Via」與「雷射Via」加工技術(shù)，將上述被測基板A的外層信號線(xiàn)導線(xiàn)變成內層，使Return電流可能流入接地Plane，外層當作接地Plane包覆所有信號層。

改變被測基板結構主要理由是一般4層基板的Return路徑，通常都設有可以通行電源Plane或是最短距離接地，因此在貫穿部位經(jīng)常造成Return路徑迂回問(wèn)題，如果信號導線(xiàn)包覆接地Plane，如此一來(lái)大部份的Return路徑會(huì )流入接地 Plane，進(jìn)而解決Return路徑迂回的困擾，被測基板B就是根據上述構想制成 ，因此Return路徑在PCB整體減少30%，同時(shí)縮減信號圖案與Return路徑構成的電流Loop距離，進(jìn)而達成EMI噪訊抑制的目的。圖16是被測基板B的各層結構圖。

圖16是被測基板B的EMI噪訊測試結果，根據測試結果顯示包含利用外層接地Plane的遮蔽(Field)結構，與回避Return路徑迂回的設計確實(shí)具有抑制EMI噪訊的效果，不過(guò)實(shí)際上各式各樣的電路基板要作如此的層結構變更，勢必面臨制作成本暴增的困擾，尤其是所有信號導線(xiàn)都將Return路徑列入設計考慮的話(huà)，幾乎無(wú)法作業(yè)，因此Layout階段盡量避免高頻信號導線(xiàn)透過(guò)Via作布線(xiàn)，同時(shí)必需在該信號導線(xiàn)鄰近的層設置接地Plane，藉此防止Return路徑迂回或是分斷，接地Plane之間以復數Via連接，Return路徑利用復數Via作理想性的歸返。

c.設置多點(diǎn)Grand接地

Return電流流動(dòng)時(shí)PCB內的接地Plane會(huì )產(chǎn)生電位差，該電位差往往是EMI噪訊的發(fā)生原因之一，而且可能會(huì )通過(guò)PCB形成所謂的二次噪訊，因此將接地Plane與金屬板作多點(diǎn)連接(圖18、圖19)，使PCB的側面與中心位置得電位差均勻化，同時(shí)降低接地Plane本身的阻抗(Impedance)并抑制電壓下降。

圖20是多點(diǎn)接地后的EMI測試結果，由圖可知低頻領(lǐng)域EMI噪訊強度略為上升，不過(guò)200MHz以上時(shí)EMI噪訊受到抑制，這意味著(zhù)多點(diǎn)接地的有效性獲得證實(shí)。

d.鋪設Shield

圖21是在基板側面鋪設Shield的實(shí)際外觀(guān)，具體方法是在基板側面粘貼導電膠帶，試圖藉此抑制基板內層信號線(xiàn)、Via與電源Plane的噪訊，接著(zhù)再與外層接地Plane連接，測試基板側面的EMI噪訊遮蔽效果，圖22是基板側面鋪設Shield的EMI測試結果，根據測試結果顯示200MHz以下時(shí)EMI噪訊強度有下降趨勢，甚至符合規范的Level，證實(shí)基板側面鋪設Shield確實(shí)可以抑制EMI噪訊。

實(shí)際制作PCB時(shí)在基板側面鋪設Shield，同樣會(huì )面臨成本上升的質(zhì)疑，類(lèi)似圖23在基板側面附近設置接地Plane與連續性貫穿Via的新結構，除了可是解決成本問(wèn)題之外，還可以有效抑制基板側面的EMI噪訊強度;圖24是結合以上各種EMI噪訊對策的PCB測試結果。

結語(yǔ)

綜合以上介紹的EMI噪訊對策，分別如下所示:

?設置EMI噪訊對策用電容

?回避Return路徑迂回的基板層結構設計

?設置多點(diǎn)Grand接地

?基板側面包覆Shield

實(shí)際上PCB得EMI噪訊對策會(huì )隨著(zhù)組件封裝、導線(xiàn)、基板外形、層結構，與筐體限制出現極大差異，因此本文主要是探討如何在PCB Layout階段，充分應用EMI噪訊對策手法，根據一連串的對策中找出最符合制作成本，同時(shí)又可以滿(mǎn)足規范要求的方法。