先進(jìn)emc的pcb設(shè)計(jì)和布局第8部分-資料下載頁(yè)
2025-06-26 06:33本頁(yè)面
【正文】 這樣就將IC封閉到“法拉第籠子”中 屏蔽IC，造成散熱器和平面的更好結(jié)合，在PCB級(jí)別給出最好的EMC性能。在PCB級(jí)別屏蔽IC(如[12]中討論)限制了氣流，可能引起過(guò)熱，將屏蔽與散熱組合可以解決這個(gè)問(wèn)題。一個(gè)適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)的例子見圖8P。 圖8P顯示了一個(gè)包圍IC的金屬結(jié)構(gòu)，使用彈簧舌接觸頂部和底部，造成一個(gè)與PCB 組件側(cè)面的OV保護(hù)跡線的電氣接觸(鍍錫且不用焊接電阻覆蓋)，并形成與散熱器基座的電氣接觸。這樣的金屬結(jié)構(gòu)有時(shí)稱為“尖樁籬笆”或“畫框”。圖8P沒(méi)有顯示尖樁籬笆上的任何對(duì)準(zhǔn)或裝配針腳，也沒(méi)有顯示如何將散熱器固定在其位置上。 將散熱器結(jié)合到IC周圍的OV平面來(lái)形成屏蔽的設(shè)計(jì)可能性有很多：可以使用金屬組成的尖樁籬笆或鍍膜塑料。焊接到PCB的多個(gè)位置而不是使用彈簧舌。如果IC的外形足夠小，就可以使用可壓縮的傳導(dǎo)墊圈，甚至傳導(dǎo)膠水珠。它可以是直接焊接或錫焊到散熱器的結(jié)束結(jié)構(gòu)，或形成其固有的一部分。 為成為有效的屏蔽，尖樁籬笆（或其它類似物）必須在IC周圍連續(xù)，必須形成到散熱器和OV保護(hù)環(huán)或其周邊的PCB頂部的平面二者的頻繁的低阻抗電氣接觸。必須非常頻繁地經(jīng)由OV保護(hù)環(huán)或頂部平面的四周到主OV平面。接觸點(diǎn)和經(jīng)由點(diǎn)的間距的設(shè)計(jì)指南與[12]中2節(jié)的PCB屏蔽相同。 其它有用的散熱器技術(shù) 可能的地方，增加氣流（或其它冷卻介質(zhì)），以便能減少散熱器的尺寸，增加其最低共振頻率。使用具有較低介電常數(shù)和/或較厚的熱絕緣接口材料，來(lái)散熱器和半導(dǎo)體硅片和結(jié)合電線之間的零散電容的大小 [20]。 可以使用被屏蔽的熱接口，它們有兩個(gè)熱傳導(dǎo)絕緣層，以及夾在中間的金屬屏蔽層，有助于保持零散噪聲電流從散熱器出來(lái)。內(nèi)部金屬層應(yīng)該直接結(jié)合到適當(dāng)?shù)钠矫?，理想情況下應(yīng)該是平面周邊的多個(gè)位置，以減少發(fā)射，增加最低共振頻率，如前面討論的那樣。 使用導(dǎo)熱管時(shí)，其長(zhǎng)度一般給出比等價(jià)的直接固定到設(shè)備的散熱器的低的共振頻率。導(dǎo)熱管應(yīng)該如前討論的那樣，沿著其長(zhǎng)度方向，結(jié)合到適當(dāng)?shù)腜CB平面，以減少低頻發(fā)射，使其共振頻率遠(yuǎn)離任何始終諧振或其它PCB中強(qiáng)信號(hào)的頻率。理想地，導(dǎo)熱管的共振頻率應(yīng)該位于涉及的最高頻率以上，但通常是不可能的。 導(dǎo)熱管中從設(shè)備收集熱量的部分應(yīng)該非常小，本身應(yīng)該具有比整個(gè)導(dǎo)熱管（或等價(jià)的直接固定到設(shè)備的散熱器）高得多的共振頻率。將整個(gè)導(dǎo)熱管結(jié)合組裝到PCB平面或附屬的基座（結(jié)果仍是良好地結(jié)合到PCB平面，參見[7]）時(shí)，如果比較困難，就可以如前那樣將熱量收集部分結(jié)合到PCB平面，然后在導(dǎo)熱管周圍夾一個(gè)鐵氧體，以減少導(dǎo)熱管組裝的較大部分的發(fā)射，如圖8Q。 電源設(shè)備的散熱 ，但也適用于電源設(shè)備的散熱。 在設(shè)備與其散熱器之間沒(méi)有電氣隔離時(shí)（常用的低成本方法），散熱器可能需要經(jīng)由一個(gè)提供必要的電流隔離的適當(dāng)比率的電容，連接到相關(guān)的電源平面。使用的電容的類型和數(shù)目、它們?cè)赑CB上的位置，對(duì)較高頻率的散熱器結(jié)合有重大影響，類似于[21]中討論的解耦電容問(wèn)題。對(duì)于這樣的“活動(dòng)”散熱器，設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮電氣安全問(wèn)題 (例如，可能限制使用的電容的總量，以防止電氣沖擊，電容可能需要類別Y1或Y2的安全防范)，參見[5]的卷4。 即使沒(méi)有固定上外部散熱器時(shí)，電源晶體管的散熱調(diào)整片也可能是發(fā)射的高效輻射器。我曾看見PCB上的一個(gè)不超過(guò)20mm見方的低成本反相器，有一個(gè)單一的TO220電源開關(guān)設(shè)備垂直地樹立在PCB上。從TO220的金屬調(diào)整片的發(fā)射引起反相器在較寬的頻率范圍內(nèi)不能滿足一般的（傳導(dǎo)或輻射）發(fā)射限制，當(dāng)然，它不能連接到參考點(diǎn)，因?yàn)樗苯舆B接到開關(guān)半導(dǎo)體的漏極。從調(diào)整片到適當(dāng)參考平面加一個(gè)幾pF的電容，就解決了這個(gè)問(wèn)題。 電源設(shè)備通常沿PCB的一個(gè)邊緣裝配，這樣就可以使用金屬封閉作為散熱以節(jié)省成本，如圖8R。這是，金屬封閉應(yīng)該在多個(gè)點(diǎn)結(jié)合到PCB的主OV平面，特別是在電源設(shè)備的附近。其目的是激勵(lì)電源設(shè)備引起的零散電流以涉及的最高頻率處的較低阻抗，返回到PCB（從而回到所有相關(guān)的電源橫條），這樣（由于趨膚效應(yīng)）這些電流幾乎停留在封閉的內(nèi)部，不引起外部發(fā)射。文獻(xiàn)[7]討論了PCB基座結(jié)合，其設(shè)計(jì)指南與這里相關(guān)。理想地，金屬封閉在年設(shè)備附近和靠近封閉PCB結(jié)合點(diǎn)的附近，應(yīng)該沒(méi)有孔隙或連接點(diǎn)，因?yàn)檫@個(gè)區(qū)域中流經(jīng)封閉的密集電流使得它們“泄露”RFR場(chǎng)。16 / 1
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