By John Burkhert Jr
大(dà)多(duō)數的(de)多(duō)層電路闆中，至少有一層或者多(duō)層為接地平面，附加的(de)接地層意味著額外的(de)產品功能。這些多(duō)功能闆一般都是數位類比混合電路，這是現代產品規格的(de)自然規律。
問題是如果放任自流，類比和(hé)數位則不能很好地工作起來。電路闆上，數位類比並存的(de)科學擺放方法是將兩者用(yòng)大(dà)塊空間隔離開來。但是當下(xià)產品的(de)封裝面積越來越小：工作站變成了(le)筆記型電腦，接著變成了(le)平闆電腦，又縮小到手機，然後是手錶…下(xià)一個產品會是衣服紐扣嗎？在每個節點，頻譜管理(lǐ)和(hé)散熱團隊都面臨著更大(dà)的(de)挑戰。
全接地平面
在接地平面上，銅的(de)形狀與電路闆的(de)形狀相同，但是其周邊比電路闆縮小一到兩百分(fēn)之一英寸。計算(suàn)不良輻射的(de)人(rén)有一個規則用(yòng)以控制這些雜散輻射—— 3H 規則。3H 代表從訊號層到最近的(de)參考接地平面 Z 軸的(de)高(gāo)度或電介質厚度的(de)三倍，該變數用(yòng)作阻抗控制線與佈線層上的(de)其他(tā)銅特徵之間的(de)間隙。
例如，如果疊層使用(yòng) 5mils 的(de)介電質厚度，那麼兩者之間的(de)間隙規則為 15mils。3H 規則也(yě)可(kě)以應用(yòng)於電源平面層上的(de)鋪銅內縮的(de)值，這是對所有銅層的(de)強制回撤的(de)補充；如果地平面從邊緣偏移 20mils 且介電材料是相同的(de) 5mils，那麼從闆邊緣到內層平面或訊號走線的(de)邊緣，我們總共需要 20+（3x5），即 35mils。
圖片：為了(le)抑制 EMI 較厚的(de)層面需要更多(duō)的(de)銅邊，
3mils（.076mm）介電質需要在電源層上額外增加 15mils 的(de)去銅邊界
這使得(de)印刷電路闆的(de)外邊緣隻有地面形狀，因為其他(tā)零件都具有更寬的(de)邊緣內縮。現在，我們可(kě)以在電路闆周圍放置接地縫合過孔。所有接地平面都被鎖定在一個法拉第籠中，從而減少了(le)那些幹擾 FCC 合規工作的(de)諧波。電路闆的(de)邊緣是容易忽視潛在問題的(de)地方之一。而將過孔串在外部並同時完成機構孔、定位點等其他(tā)部分(fēn)的(de)方式，比在最後試圖將過孔硬塞進來要更為自然。
同樣的(de)方法也(yě)適用(yòng)於在部件描述中隔離記憶體匯流排和(hé)標注類比部分(fēn)的(de)邊界隔離或任何敏感部分(fēn)的(de)隔離。俗話說「籬笆築得(de)牢,鄰居處得(de)好」，當接地平面彼此連接良好時，接地平面保持在地電位。過孔即是籬笆裡的(de)釘子：用(yòng)過孔定義邊緣有助於防止形狀的(de)不規則變成天線。當元件過於靠近時，過孔可(kě)以使它們保持正常工作。
圖片：需留意匯流排周圍的(de)一排綠色接地過孔。
距離多(duō)近才算(suàn)近？
用(yòng)於 EMI 抑制的(de)過孔間隔取決於訊號的(de)頻率或位元速率以及需要多(duō)少隔離。此圖表顯示了(le)我們想要抑制的(de)波長。
縮小回闆級，傳輸線周圍的(de)法拉第籠(靜電屏蔽)具有緊密排列的(de)縫合微過孔，與製造商們同意建造的(de)距離相近。如果有空間，我會在走線周圍開闢第二行接地過孔，以填充第一行的(de)間隙。儘管即將推出的(de) 5G 應用(yòng)程式必然會要求這種隔離，但這種間隙方法對於大(dà)多(duō)數設計來說都是過度的(de)。
圖片：電源平面的(de)相同區域添加上第二排過孔。
接地過孔是 EMI 抑制、熱管理(lǐ)和(hé)提供訊號返回路徑的(de)必備工具。由於增加過孔並不會花費額外費用(yòng)，加之形狀因素趨向於更小的(de)輪廓，改變過孔設計將使產品的(de)可(kě)靠性產生可(kě)測量的(de)差異。多(duō)鑽孔吧！
譯文授權轉載出處 (映陽科技協同校閱)
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