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하이브리드 IC의 EMC 설계
2021-06-05
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하이브리드 집적회로 반도체 집적기술과 두께 (박) 가 결합하여 형성된 집적회로이다. 공정 하이브리드 집적회로는 필름 형성 방법을 사용하여 칩 위에 두꺼운 필름 또는 얇은 필름 요소를 만든 기본 선입니다. 그리고, 이산 반도체 칩, 동일 기판 위에 모놀리식 통합 (monolithic integration) 또는 소규모 통합 (small-scale integration)을 결합하고, 외부 패키징을 결합합니다. 크고, 높고, 전기적 성능이 우수한 특성을 가지고 있다.  

 

회로의 크기가 작아지고 기능이 증가하며 동작주파수가 계속 늘어남에 따라 회로기판의 전자파간섭현상이 갈수록 두드러지고있으며 전자기판의 문제가 전자기판의 정상적인 동작의 관건이 되고있다. 전자기적 설계는 시스템 설계의 핵심이 되었습니다.  

EMC Design of Hybrid Integrated Circuit

  


1.  전자기적 원리 Principles of electromagnetic  

 전자파 간섭은 특정 전자파 간섭 하에서 전자 장비와 전력 공급이 정상적으로 작동하는 것을 말하며, 장비와 전력 공급이 자신의 전자파 간섭을 제한하고 다른 전자 장비와의 간섭을 피하는 능력이기도 합니다.  

어떠한 전자파간섭이 발생하는데는 세가지 기본조건이 있다:첫째, 간섭원인, 즉 해로운 전자장을 산생하는 장비가 있어야 한다; 둘째, 간섭을 확산시킬 수 있는 방법이 있어야 한다. 일반적으로 길이 (way)와 방사능 (radiation)의 두 가지로 나뉜다. 따라서 전자파 간섭 문제를 해결하기 위해서는 전자파 간섭의 세 가지 요인을 하나씩 해결해야 한다:잠재적 간섭 인자의 간섭의 강도; 간섭의 전파 경로 차단; 간섭에 대한 시스템의 감도를 줄입니다.  

하이브리드 통합 설계에서의 전자기 간섭에는 간섭, 혼선 간섭, 혼선 간섭이 있습니다. EMI 문제를 해결할 때는 먼저 배출원의 채취 경로가 잠복형인지 방사형인지, 혼선형인지 판단한다. 그리고 간섭 소스와 민감한 장치 사이에 완전한 회로가 연결되면 두 극에서 간섭이 나타나게 됩니다. 방사선 간섭은 고주파 신호를 전송하는 전선 사이에서 방출됩니다.  


2.  전자기 설계  

 전자기 방출 설계를 결정할 때는 기능 테스트를 먼저 수행해야 하며, 전자기 충족 요구 사항은 체계상의 회로에서 테스트해야 합니다. 파라미터가 충족되지 않으면 파라미터를 수정하여 전원 및 작동 빈도와 같은 인덱스를 달성하고 보호 설계를 따릅니다. 두 번째는 필터링, 차폐, 접지, 랩 설계 등 보호 설계를 하는 것이다. 세 번째는 전체 레이아웃의 검사, 부품과 와이어의 레이아웃 검사 등을 포함한 레이아웃의 조정 설계를 하는 것이다. 종종, 회로의 전자기 이물 설계는 다음을 포함합니다:기술 및 선택의 선택, 회로 장치 및 전선의 배치 등.  

  

3. 1. 공예품과 물건의 선택  

 하이브리드 통합에는 단층 필름, 박막 두꺼운 필름 및 미세 공동 발사 두꺼운 필름 중에서 선택할 수있는 다양한 제조 공정이 있습니다. 박막 공정은 작은 크기, 전력, 높은 전류 밀도의 고밀도 하이브리드 박막 소재를 생산할 수 있다. , 가격, 안정성, 신뢰성 및 유연성의 특성으로 고속 및 고출력 회로에 적합합니다. 하지만 한 겹으로만 만들 수 있고 비용도 비싸다. 보다 저렴한 비용으로 고두께 필름 공정을 제조할 수 있다. 전원 공급 장치의 전원 전자기층 및 접지층을 설정할 수 있기 때문에 회로 기판의 전자기 간섭 능력을 향상시킬 수 있으며, 회로 기판의 전자기 간섭 능력을 향상시킬 수 있습니다. 사이의 거리는 단지 층 사이의 거리일 뿐이다. 이렇게 하면 표면의 모든 신호의 경로를 줄일 수 있으므로 차동 모드에 대한 깊은 이해가 가능하다.  

 one-point co-firing 프로세스는 더 많은 장점을 가지고 있으며 기존의 수동적 통합의 주류 기술입니다. 전송 특성이다. 또한, 박막 기술로 좋은 특성을 가지며, 심층적이고 고성능의 합성회로를 조합하여 실현할 수 있습니다.  

하이브리드 회로의 능동 소자는 일반적으로 칩을 선택하며, 베어칩이 없을 경우 해당 패키징된 칩을 사용할 수 있다. 얻어진 EMC 특성으로는 표면실장칩이 사용된다. 제품 기술 지표를 충족하는 기준으로 칩을 선택합니다. HC를 사용할 수 있을 때 AC, CMOS40 HC 가 사용됩니다. 콘덴서는 신호의 큰 감쇠를 피하기 위해 루프에 트리거가 낮아야 한다.  

 하이브리드 회로의 캡슐화는 코바 금속으로 용접할 수 있고 커버인 평행 이음매로 차폐 효과가 우수합니다.  

  

3. 2. 회로 (circuit)의 레이아웃  

 하이브리드 마이크로회로의 레이아웃을 나눌 때는 입력/출력의 수, 성능, 비용의 세 가지 주요 요소를 우선적으로 고려해야 한다. , 제곱인치당 전력 소산은 2W를 넘지 않습니다.  

 경건성을 존중하여 원칙적으로 서로 관련된 부품은 손상되고 디지털회로, 아날로그회로, 전원회로는 독립적으로 작동되어야 하며 고주파 회로는 장비로부터 분리된 회로가 되어야 한다. 소음에 취약한 저전류, 고전류 회로. 등이 있습니다. 논리회로에서 떨어져 있어야해. 회로 회로 및 고주파 회로와 같은 주 간섭 및 광원 소스는 민감한 회로와 멀리 떨어져 따로 배치해야 한다. 출력 칩은 하이브리드 회로의 I/O 콘센트에 가까이 있어야 합니다.  

고주파 진동은 작은 진동 연결선을 소모하며, 전파 매개 변수 및 상호 전자기 간섭으로 인해 간섭에 취약합니다. 서로 근접할 수 없으며, 입력과 출력이 감소한다. 인터페이스 및 저나트륨 신호 칩. 생산하다.  

 혼성회로에서는 전원 공급기와 기판의 접지된 리드를 전원 공급기와 기판의 접지된 리드라고 한다. 전원과 접지된 I/O를 고르게 분배하는 것이 가장 좋습니다. ♠ 칩의 장착영역은 가장 많은 기판면에 연결된다. 

  

 성분의 혼합 회로에서 특정 회로 기판은 회로 기판의 층 사이에 배열되지만 일반적으로 다음과 같은 특성을 갖는다:  

 (1) 전원공급장치와 지상층은 주변층에 분포한다. 가시층은 회로 외부의 공통 모드 무선 주파수 간섭과 음파 전원 공급 장치의 확산을 잘 억제할 수 있습니다.  

 (2) 내부 전원면과 접지면 안테나는 일반적으로 접지상의 전원보드로서 서로 연결될 수 있으며, 층간 커패시턴스를 전원공급장치의 전원공급장치로 사용하고, 동시에 접지로는 평면 전원공급장치의 전류를 보호한다.  

 (3) 층층이 취소효과를 내도록 전력공급이나 지면을 준비하여야 한다.  


3.3, 와이어의 배치  

 회로 설계에서 장비가 장비에 미치는 영향, 장비 구성에 미치는 영향을 개선하거나 추구하는 데만 그치는 경우가 많아 많은 수의 신호가 간섭에 방사되어 공간 간섭 문제가 더 많이 발생할 수 있다. 따라서 간섭을 잘 방지합니다. 그것은 디자인의 성공의 열쇠이다.  

 

3.3.1  접지선의 배치 

 접지선은 회로 작업의 기본 기준점이며, 신호의 충격이 적은 경로로도 사용할 수 있다. 접지선은 주로 디지털 회로의 접지에 영향을 주며 디지털 회로가 낮은 전선을 출력하면 접지선의 노이즈에 민감하게 반응한다. 오작동은 영감과 방사능 방출을 야기했다. 따라서 이러한 간섭의 초점은 접지선 (디지털 회로, 추상적인 접지선 유도가 중요)의 세부 사항을 이해하는 데 있습니다.  

  

접지선의 배치는 다음과 같은 태양 에너지에 주의를 기울여야한다:  

(1) 다른 전원공급 전압에 따라 디지털 회로아날로그 회로는 각각 접지선으로 정한다.  

(2) 공통접지선이 대표적이다. 동시 두께 필름 공정을 사용할 때 접지면을 직접 설정할 수 있어 두꺼운 감김 범위가 안테나의 길이도 줄일 수 있습니다. 방패를 연결 합니다.  

(3) 빗접지선은 피해야 한다. 이 구조로 인해 신호가 복잡해져 복사와 감도가 높아지고, 칩과 칩 사이의 공통성으로 인해 회로 오류도 발생할 수 있습니다.  

(4) 신경회로비상칩의 경우 접지선에 나타날 시간차를 폐루프형으로 설계하여 회로의 노이즈 허용도를 향상시켜야 한다.  

(5) 아날로그와 디지털 기능을 모두 갖춘 회로기판. 아날로그 접지와 디지털 접지는 보통 전원에서만 분리되어 연결된다.  

 

3.3.2, 전원 코드의 레이아웃  

 일반적으로 전자기파에 의해 직접적으로 발생하는 간섭 외에도 전력선에 의한 전자파 간섭이 일반적이다. 따라서, 전원 코드의 배치 또한 매우 중요합니다. 일반적으로 다음과 같은 규칙을 따라야 합니다:  

 (1) 전원코드는 기본적으로 접지선에 가깝고 감아서 연결하며, 금형복사가 작고, 신호선이 교대로 교란된다. 서로 다른 전원 코드 연결이 서로 연결되어 있습니다.  

 (2) 정밀한 기술을 사용할 때 아날로그 전원 공급 장치와 디지털 전원 공급 장치가 별도로 존재하여 상호 간섭을 방지합니다.  

 (3) 동력면과 접지면은 완전한 배전, 속도, 속력을 채택할수 있으며 저배전 일정한 바탕판이 있어야 한다. 동력면은 지면과 가깝고 지면에 배치하여 동력면에 분포된 우주시계관에 작용하도록 하여야 한다.  

 (4) 칩의 전원 입력과 접지 연결 사이에 디커플링을 수행해야 한다. 디커플링 드라이브에는 0.01uF 칩 커패시터가 도입되어 있으며,이 커패시터는 디커플링 페이스트 커패시터의 회로 부품의 기본 개념을 만들기 위해 칩 가까이에 설치되어야 합니다.  

 (5) SMD 칩을 선택할 때는 전원이 접지에 가까운 칩을 선택하면 커플링 커패시터의 외부 인터페이스를 더욱 분리시켜 전자기 유도를 할 수 있다. 


3.3.3, 신호선의 배치  

 단층 필름 공정을 사용할 때 하우징에 적합한 방법은 접지선을 먼저 배치한 다음 고속 광섬유 신호나 접지에 가까운 감광회로 등 주요 신호를 느끼고 마지막으로 다른 입력 신호선을 바라는 것이다. 신호의 흐름에 따라 신호를 배열하여 무대의 신호가 일어나도록 하는 것이 좋다.  

 EMI를 최소화하고 싶다면 신호선이 루프의 크기를 줄이고 간섭을 피하기 위해 신호선과 함께 형성된 신호선에 가까워지도록 한다. 저신호 채널은 고밀도 신호 채널과 여과되지 않은 전력선에 가깝고, 소음에 민감한 연결 회선은 고전류, 고속 전환 회선에 평행이다. 어쩌면, 모든 열쇠 흔적을 줄무늬로 바꿀 수도 있다. 호환되지 않는 신호선 (아날로그, 디지털 및 고속 및 저속, 고전류)과 저전류, 고압 및 저전압 등)은 서로 떨어져 있어야 하며 병렬로 배선하지 않아야 한다. 브리프는 길어졌다 짧아졌다 했다.  

  

전도 밴드가 있는 유도 이어폰은 길이와 길이의 로그 값에 비례하고, 폭은 반비례합니다. 따라서 전도대역은 매우 짧아야 하며, 내부 부품의 각 어드레스 라인 또는 데이터 라인의 길이는 변하지 않습니다. 입력 회로로서의 저속 신호 입력을 줄일 수 있고, 고속 신호 입력을 가능한 작게 해야 한다.  

 특정 두꺼운 필름 프로세스에서 단층 성능의 규칙을 준수하는 것 외에, 당신은 또한 주의를 기울여야합니다:  

 접지평면, 신호층 레이아웃 및 접지층을 분리하여 설계해 보십시오. 동시에 사용할 수 없을 때는 고주파 또는 감광선에 설정해야 합니다. 서로 연결될 수 있도록 서로 다른 계층에 분포된 신호선. 각 층의 선들 사이의 신호선과 주변 간섭선을 줄이고; 동일 층의 신호는 특정 강도를 유지하며, 이에 상응하는 접지 루프 격리는 선간 신호선을 줄이기 위해 사용됩니다. 고속 신호선은 동일 계층의 신호선으로 제한되어야 합니다. 기질의 경계에 너무 가까이 있으면, 그렇지 않으면 특징적인 변화를 일으킬 것이고, 경계감을 높이고 영감을 증가시키기 쉽습니다. 

  

3.3.4, 회로 기판의 배치  

 2ns의 상승 에지를 가진 순환 신호 에너지를 가진 160MHz의 선택적 선택성.  

 회로기판의 배치에 관하여 다음과 같은 주의사항이 있습니다:  

 (1) daisy chain 구조를 사용하여 인터페이스 신호를 전송하지 말고, type 구조 즉, 모든 부하가 인터페이스 드라이버에 직접 연결되도록 한다.  

 (2) 수정발진기의 입력/단자에 연결된 전도대는 잡음간섭 및 수정발진기에 대한 모든 출력효과를 줄이기 위하여 가능한 한 짧게 하여야 한다.  

 (3) 진동접지선은 넓고 짧은 전도대로 상부에 연결되어야 한다; 크리스탈의 가장 가까운 디지털 지대가 크리스탈과 분리되어야하고 비아가 적어야 합니다.