Wat moet worden opgemerkt voor de lay -out van diodes in de printplaat van de communicatiemodule?

一, beveiligingslay -outstrategie voor tv -diodes
1. Pre -positionering van beschermingsknooppunten
TVS -diodes moeten worden ingezet bij de signaalingang om de eerste beschermende barrière te vormen. Als voorbeeld RS485 -communicatie -interface als voorbeeld, moet een bidirectionele tv -diode binnen 5 mm achter de connector worden gerangschikt om ervoor te zorgen dat ESD -pulsen worden geklemd voordat de zendontvanger wordt ingevoerd. De testgegevens van een bepaalde industriële communicatieapparatuur laten zien dat na het aannemen van deze lay-out het anti - het statische niveau van de apparatuur is verhoogd van IEC 61000-4-2 Niveau 2 tot niveau 4.
2. Optimalisatie van de aardingspad
TVS -diodes moeten worden aangesloten op het grondvlak met lage impedantie door onafhankelijke vias om te voorkomen dat routing met het signaalretourpad wordt gedeeld. Voor hoge - frequentiecommunicatiemodules wordt het aanbevolen om een ​​"sterrenbeelden" -structuur aan te nemen: een speciaal aardingskussen moet worden ingesteld in de buurt van de installatiepositie van de tv's, verbonden met het binnenste grondvlak door meerdere VIA's (diameter groter dan of gelijk aan 0,3 mm). Een 5G -basisstation -test toonde aan dat deze lay -out de klemspanning met 18% kan verminderen en gevoelige chips effectief kan beschermen.
3. Regeling van de bedradingslengte
De lengte van de bedrading van de tv -diode naar het beschermde apparaat moet strikt worden geregeld binnen 50 mil. Volgens elektromagnetische simulatiegegevens zal de parasitaire inductie voor elke toename van de draad van 100 mil met ongeveer 3NH toenemen, wat resulteert in een 15% - 20% toename van klemspanning. Voor hogesnelheidssignalen (zoals USB 3.0) wordt het aanbevolen om "Serpentine Routing" -compensatietechnologie te gebruiken om te garanderen dat de signaaltiming overeenkomt.
2, lay -outpunten van gelijkrichtersdioden
1. Thermisch managementontwerp
Hoge vermogensrichtersdioden (zoals 1N5822) moeten het principe van "Thermal Electrical Co Design" volgen: een thermische via array (diameter 0,5 mm, afstand 1,0 mm) wordt onder de diode ingesteld en warmte wordt uitgevoerd op de binnenste laag van de PCB door koperfolie. Tests op een DC - DC -converter hebben aangetoond dat deze lay -out de junctietemperatuur met 12 graden kan verlagen en de levensduur van het apparaat meer dan drie keer kan verhogen.
2. Huidige padoptimalisatie
De gelijkrichterdiode moet een "kort en breed" bedradingsontwerp aannemen: de anodebedradingsbreedte moet groter zijn dan of gelijk zijn aan 0,5 mm, en de kathodebedradingsbreedte moet groter zijn dan of gelijk aan 1,0 mm. Voor hoge - spanningstoepassingen (zoals POE -voeding) moet een 45 -graden afscheiding worden gebruikt in de bedradingshoek om corona -ontlading te voorkomen veroorzaakt door elektrische veldconcentratie. Een bepaalde Gigabit Ethernet -moduletest toonde aan dat de geoptimaliseerde lay -out de spanningsdaling van 0,3V tot 0,1V verminderde en de systeemefficiëntie met 2,3%verbeterde.
3. Layout -symmetrie
In een volledige bruggelijkrichter circuit moeten de vier diodes symmetrisch worden verdeeld in het midden om ervoor te zorgen dat het huidige pad van gelijke lengte is. Na het aannemen van deze lay-out nam de rimpelspanning van een bepaalde AC - DC-stroommodule af van 120 mV tot 45 mV, en voldeed aan de IEC 61000-3-2 Klasse D-standaard.
3, lay -outspecificatie voor signaaldiodes
1. Hoge snelheidssignaalbescherming
Voor differentiële signalen (zoals LVD's) moeten Schottky -diodes met een "back - naar - terug" lay -out (zoals BAT54s) worden gebruikt voor overspanningsbeveiliging. De diode moet strak worden geplaatst tegen de connector en het verschil in bedradingslengte tussen differentiële paren moet binnen ± 5 ml worden geregeld. Een test van een hoge - snelheidscameramodule toonde aan dat deze lay -out de oogbeeldjitter met 40% vermindert en het foutenpercentage verlaagt van 10 ⁻⁹ tot 10 ⁻¹ ².
2. Analoge signaalisolatie
In het ADC -ingangskanaal moet de beperkende diode (zoals 1N4148) worden geaard met de signaalbron en geïsoleerd uit digitale grond door magnetische kralen (100 Ω @ 100MHz). Een bepaalde industriële instrument -test laat zien dat deze lay -out het signaal - kan verbeteren tot - ruisverhouding door 8dB en effectief onderdrukken van digitale circuitruisinterferentie.
3. Lay -outdichtheidscontrole
In dichte lay -outscenario's moet de afstand tussen diodes voldoen aan de volgende vereisten:
De afstand tussen componenten in dezelfde richting is groter dan of gelijk aan 0,3 mm
De afstand tussen tegengestelde directionele componenten is groter dan of gelijk aan 0,13 × H +0.3 mm (H is het maximale hoogteverschil van de componenten)
Na het gebruik van deze specificatie voor een bepaalde netwerkmodule daalde het lasfoutpercentage van 0,8%tot 0,15%en nam de productie -efficiëntie met 25%toe.
4, lay -outtechnieken voor speciale applicatiescenario's
1.. Automotive elektronische toepassingen
In de CAN -businterface moeten dubbele tv -diodes (zoals P6SMB18CA) worden gebruikt voor de bescherming van de differentiële modus, en de gemeenschappelijke modus -inductie moet worden gebruikt (10mh@100 MHz) onderdrukken de interferentie van de gemeenschappelijke modus. Een op voertuig gemonteerde ECU-test laat zien dat deze lay-out ISO 11452-2 niveau 4 certificering kan bereiken voor elektromagnetische compatibiliteit.
2. Aerospace -toepassingen
Voor het ontwerp van de stralingsversterking moeten keramische ingekapselde diodes (zoals 1N5711W) worden gebruikt en moet het risico op enkele deeltjeseffecten worden verminderd door "kruising" bedrading. Een test van satellietcommunicatiemodule toonde aan dat deze lay -out de stralingsdosis met één orde van grootte kan verhogen.
3. Medische elektronische toepassingen
In draagbare apparaten moet ultra - lage lekstroomdioden (zoals BAS70-04) worden gebruikt en moet menselijke statische elektriciteit worden geïsoleerd door een "drijvende grond" -ontwerp. Een medische polsbandtest toonde aan dat deze lay-out de lekstroom kan verminderen van 0,5 μ A tot 0,02 μ A, en voldoet aan de IEC 60601-1-standaard.
5, lay -outverificatie en optimalisatiemethoden
1. Parasitaire parameter -extractie
Gebruik SI/PI -simulatietools om de parasitaire inductie (L) en parasitaire capaciteit (C) van de diode -lay -out te extraheren, om ervoor te zorgen dat:
L × di/dt
C × DV/DT
Na het optimaliseren van een bepaalde 5G -millimetergolfmodule met behulp van deze methode verbeterde de signaalintegriteitsindex met 15%.
2. Thermische simulatieanalyse
Gebruik ANSYS ICEPAK voor thermische simulatie om ervoor te zorgen dat de diode junctietemperatuur niet groter is dan 80% van de nominale waarde. Voor vermogensapparaten is het noodzakelijk om te verifiëren of de warmtedissipatie -efficiëntie van thermische Vias voldoet aan de volgende vereisten:
θ Ja (kruising naar thermische weerstand van de omgeving)<40 ° C/W
Een hoog {- Power LED -stuurprogramma -module heeft de thermische via lay -out geoptimaliseerd om θ Ja te verminderen van 55 graden C/W tot 32 graden C/W.
3. Ontwerp voor de fabrieken (DFM)
Volg de IPC-2221-standaard voor lay-outinspectie, met een focus op het verifiëren:
Padgrootte en component pin -matching
Schermafdruklabel Duidelijkheid
Redelijke positie van V - Cut Panel
Een bepaalde consumentenelektronicamodule is geoptimaliseerd door DFM, wat resulteert in een toename van de productiedoorvoer van 82% tot 96%.
https://www.trrsemicon.com/Transistor/to{{3}92 {{4}; Plastic-Capsulate-Transistors-2N3904.html