Que faut-il noter pour la disposition des diodes dans le PCB du module de communication?

一, stratégie de disposition de protection pour les diodes TVS
1. Pré-positionnement des nœuds de protection
Les diodes TVS doivent être déployées à l'entrée du signal pour former la première barrière protectrice. Prenant l'exemple de l'interface de communication RS485, une diode TVS bidirectionnelle doit être organisée à moins de 5 mm derrière le connecteur pour s'assurer que les impulsions ESD sont serrées avant d'entrer dans l'émetteur-récepteur. Les données de test d'un certain équipement de communication industrielle montrent qu'après avoir adopté cette disposition, le niveau statique anti - de l'équipement a été relevé de la CEI 61000-4-2 de niveau 2 au niveau 4.
2. Optimisation du chemin de mise à la terre
Les diodes TVS doivent être connectées au plan de masse à faible impédance à travers des vias indépendants pour éviter de partager le routage avec le chemin de retour du signal. Pour les modules de communication de fréquence - élevés, il est recommandé d'adopter une structure "de mise à la terre": un coussin de mise à la terre dédié doit être configuré près de la position d'installation TVS, connecté au plan de sol intérieur à travers plusieurs vias (diamètre plus élevé ou égal à 0,3 mm). Un test de station de base 5G a montré que cette disposition peut réduire la tension de la pince de 18% et protéger efficacement les puces sensibles.
3. Contrôle de la longueur du câblage
La longueur du câblage de la diode TVS vers le périphérique protégé doit être strictement contrôlée à moins de 50 mil. Selon les données de simulation électromagnétique, pour chaque augmentation de 100 mil de la longueur du fil, l'inductance parasite augmentera d'environ 3NH, ce qui entraînera une augmentation de 15% - 20% de la tension de la pince. Pour les signaux à grande vitesse (tels que USB 3.0), il est recommandé d'utiliser la technologie de compensation "Routing Serpentine" pour garantir la correspondance de synchronisation du signal.
2, points de mise en page des diodes de redresseur
1. Conception de gestion thermique
Les diodes de redresseur à haute puissance (telles que 1N5822) doivent suivre le principe de "conception thermique de CO électrique": un réseau thermique via (diamètre 0,5 mm, espacement de 1,0 mm) est réglé sous la diode, et la chaleur est conduite sur la couche intérieure du PCB par une feuille de cuivre. Les tests sur un convertisseur CC - ont montré que cette disposition peut réduire la température de la jonction de 12 degrés et augmenter la durée de vie de l'appareil de plus de trois fois.
2. Optimisation actuelle du chemin
La diode du redresseur doit adopter une conception de câblage "courte et large": la largeur de câblage de l'anode doit être supérieure ou égale à 0,5 mm, et la largeur de câblage de la cathode doit être supérieure ou égale à 1,0 mm. Pour les applications de tension élevées - (telles que l'alimentation POE), un chanfrein de 45 degrés doit être utilisé dans le coin de câblage pour éviter la décharge de la corona causée par la concentration de champ électrique. Un certain test du module Gigabit Ethernet a montré que la disposition optimisée réduisait la chute de tension de 0,3 V à 0,1 V et améliore l'efficacité du système de 2,3%.
3. Symmétrie de mise en page
Dans un circuit de redresseur de pont complet, les quatre diodes doivent être réparties symétriquement au centre pour s'assurer que le chemin de courant est de longueur égale. Après avoir adopté cette disposition, la tension d'entraînement d'un certain module de puissance AC - a diminué de 120 mV à 45 mV, répondant à la norme de classe D CEI 61000-3-2.
3, spécification de mise en page pour les diodes de signal
1. Protection du signal à grande vitesse
Pour les signaux différentiels (tels que LVDS), les diodes Schottky avec une "Layout" Back - à - "Layout (telles que BAT54S) doivent être utilisées pour la protection contre la surtension. La diode doit être bien placée contre le connecteur, et la différence de longueur de câblage entre les paires différentielles doit être contrôlée dans ± 5 ml. Un test d'un module de caméra de vitesse élevé - a montré que cette disposition réduit la gigue d'image oculaire de 40% et réduit le taux d'erreur de 10 ⁻⁹ à 10 ⁻¹ ².
2. Isolement du signal analogique
Dans le canal d'entrée ADC, la diode limite (telle que 1N4148) doit être mise à la terre avec la source de signal et isolée de la terre numérique à travers des billes magnétiques (100 Ω à 100 MHz). Un certain test d'instruments industriels montre que cette disposition peut améliorer le rapport de bruit signal - à - par 8DB et supprimer efficacement l'interférence de bruit du circuit numérique.
3. Contrôle de la densité de disposition
Dans les scénarios de disposition denses, l'espacement entre les diodes doit répondre aux exigences suivantes:
La distance entre les composants dans la même direction est supérieure ou égale à 0,3 mm
La distance entre les composantes directionnelles opposées est supérieure ou égale à 0,13 × H +0.3 mm (H est la différence de hauteur maximale des composants)
Après avoir adopté cette spécification pour un certain module de mise en réseau, le taux de défaillance du soudage est passé de 0,8% à 0,15%, et l'efficacité de production a augmenté de 25%.
4, techniques de mise en page pour les scénarios d'application spéciaux
1. Applications électroniques automobiles
Dans l'interface Bus Bus, les diodes TVS doubles (telles que P6SMB18CA) doivent être utilisées pour la protection du mode différentiel, et l'inductance en mode commune doit être utilisée (10mh à 100 MHz) supprimer l'interférence en mode commun. Un test d'ECU monté sur véhicule montre que cette disposition peut atteindre la certification ISO 11452-2 Level 4 pour la compatibilité électromagnétique.
2. Applications aérospatiales
Pour la conception d'armature de rayonnement, les diodes encapsulées en céramique (telles que 1N5711W) doivent être utilisées, et le risque d'effets de particules uniques doit être réduit par le câblage de «croisement». Un test de module de communication par satellite a montré que cette disposition peut augmenter la dose de rayonnement d'un ordre de grandeur.
3. Applications électroniques médicales
Dans les dispositifs portables, les diodes de courant de fuite à faible- (telles que BAS70-04) doivent être utilisées, et l'électricité statique humaine doit être isolée par une conception "sol flottante". Un test de bracelet médical a montré que cette disposition peut réduire le courant de fuite de 0,5 μ A à 0,02 μ A, répondant à la norme CEI 60601-1.
5, méthodes de vérification et d'optimisation de mise en page
1. Extraction parasite des paramètres
Utilisez des outils de simulation SI / PI pour extraire l'inductance parasite (L) et la capacité parasite (c) de la disposition des diodes, en garantissant que:
L × di / dt
C × dv / dt
Après avoir optimisé un certain module d'onde 5 g de millimètres en utilisant cette méthode, l'indice d'intégrité du signal s'est amélioré de 15%.
2. Analyse de simulation thermique
Utilisez ANSYS ICEPAK pour la simulation thermique pour vous assurer que la température de la jonction de diode ne dépasse pas 80% de la valeur nominale. Pour les dispositifs d'alimentation, il est nécessaire de vérifier si l'efficacité de dissipation de chaleur des vias thermiques répond aux exigences suivantes:
θ JA (jonction à la résistance thermique environnementale)<40 ° C/W
Un module de pilote LED de puissance élevé - a optimisé la disposition thermique via la mise en page pour réduire θ JA de 55 degrés C / W à 32 degrés C / W.
3. Conception pour la fabrication (DFM)
Suivez la norme IPC-2221 pour l'inspection de mise en page, en mettant l'accent sur la vérification:
Taille du tampon et correspondance des broches de composant
Clarité de l'étiquette d'écran de l'écran
Position raisonnable de V - Panneau de coupe
Un certain module électronique grand public a été optimisé via DFM, entraînant une augmentation du débit de production de 82% à 96%.
https://www.trrsemicon.com/transistor/to {3 }92102