Warum haben einige Leiterplatten freigelegte Perimeter?

Ich habe eine Reihe von Leiterplatten gesehen, hauptsächlich Hochgeschwindigkeits- und HF-Leiterplatten, bei denen Kupfer entweder am Umfang der gesamten Leiterplatte oder in verschiedenen Abschnitten freigelegt ist, häufig mit Durchkontaktierungen.

Ich habe den Zweck dieser nie vollständig verstanden. Einige Erklärungen, die ich gehört habe, nannten sie "ESD-Ringe", die für die Handhabung der Platine verwendet werden, aber das ist für mich weniger sinnvoll, wenn es viele einzelne Perimeter gibt, insbesondere solche mit mehr Innenborder, wie in der Abbildung unten. Sind dies nur die oberste freigelegte Grundfläche? Wenn ja, wozu dient es dann, es aufzudecken? Ich verstehe nicht, wie es aus EMI-Sicht einen Unterschied machen würde, ob die Bodengüsse freiliegen oder nicht.

Ich habe auch gehört und mehr oder weniger akzeptiert, dass für einen Ring mit Außenumfangsbeschichtung dieser Art häufig eine Verbindung zu GND und dann eine Verbindung zu einem Gehäuse über Montageteile hergestellt wird.

Vielen Dank!

Sie werden über Zäune aufgerufen, sie werden an der Außenseite der Platine platziert, um "HF-Zäune" ​​zu bilden, indem eine Barriere erzeugt wird, die kleiner ist als die Wellenlänge, die abgeschirmt werden muss. Bei sehr hohen Frequenzen kann der Bereich zwischen den Ebenen als Wellenleiter / Antenne fungieren, und hohe Frequenzen können sich zwischen den Ebenen und aus dem Rand der Leiterplatte heraus bewegen.

Zusätzlich können die Ebenen auf der oberen Schicht beschichtet werden, um EMI-Dichtungen / Abschirmungen aufzunehmen.

Quelle: https://sc01.alicdn.com/kf/HTB1uZSNRXXXXXahXpXXq6xXFXXXd/Photo-chemical-etching-RFI-EMI-shielding-box.jpg

Sind diese nur die oberste Ebene freigelegt? Wenn ja, wozu dient es dann, es aufzudecken?

Die Durchkontaktierungen werden höchstwahrscheinlich mit der Grundebene und der Leiterbahn / Ebene auf der obersten Ebene verbunden, müssen es aber nicht sein. Der Punkt, an dem es freigelegt wird, besteht darin, es leitend und kontinuierlich zu machen. Die Schicht wird dann mit einem Oberflächenfinish beschichtet, das ein Metall mit niedriger Impedanz / niedrigem Widerstand wie ENIG (mit Gold) ist. Auf diese Weise können die hochfrequenten Ströme mit einer EMI-Dichtung (leitfähiger Schaum oder verformbares Metallgitter) zur Masse kurzgeschlossen und zur Quelle zurückgeführt werden. Ohne die leitende Schicht auf der Leiterplatte könnte HF möglicherweise unter der HF-Abschirmung austreten.

Viele der Chips erzeugen HF auf der oben abgebildeten Platine, um Übersprechen und Leckagen zu vermeiden. Die EMI-Abschirmung verhindert, dass HF in andere Bereiche des Designs oder außerhalb der Platine gelangt (Entitäten wie die FCC regeln, wie viel Geräte abstrahlen dürfen) Funkfrequenzen). Aus diesem Grund unterteilt die Abschirmung auch verschiedene Bereiche des PCB-Designs.

Hier ist die Entfernungsgebühr für das Fechten. Wenn Sie sehen möchten, welche Frequenzen auf der Platine oben abgeschirmt werden sollen, können Sie zwischen den Durchkontaktierungen messen, um die Grenzfrequenz zu ermitteln.

Quelle: https://www.edn.com/Pdf/ViewPdf?contentItemId=4406491

Es wird eine Abschirmung von oben angebracht und mit Schrauben an der Leiterplatte befestigt (daher die Löcher).
Die Abschirmung schirmt nicht nur den Stromkreis von der Außenwelt ab, sondern auch die Teilstromkreise voneinander.

Hier ist ein Beispiel für eine solche Abschirmung: Bild von http://tennvac.com/custom-shielding-solutions

Antwort: Die Montagelöcher sind eine freie Kontaktfläche für den geflochtenen Kontakt mit einer Abdeckung.

https://images.app.goo.gl/usAPvRQmVPCfHtQu9

Sie werden keine online finden, da dies alles kundenspezifische Designs sind. Das Obige ist nur eine einfache rechteckige Form.

Wenn Sie logische Geschwindigkeiten und HF-Frequenzen mischen, die sich hier in diesem Design mit einem Bereich von bis zu 6 GHz für diese Typen überlappen, benötigen Sie eine gute gemeinsame Masse mit vielen Schichten, ohne dass die logischen Impulsströme durch die HF-Massen geleitet werden.

Sie werden also alle Microvias sehen $\lambda/20$ für die höchste interessierende Frequenz, um die Schleifenquerschnittsfläche dieser logischen Stromspitzen zu verringern (CMOS-FETs haben eine Kapazität, wenn sie geschaltet sind).

Es ist wahrscheinlich, dass die Oberfläche in vergrabene Schichten mit vergoldetem Kupfer eingetaucht wird, um die Oxidation zu verringern und eine ungleichmäßige Lotplattierung zu verhindern, die die Impedanz der Übertragungsleitungen beeinflusst.

Sie werden keine Mikrovias für alle linearen HF-Elemente sehen, da deren Masseebene von der logischen Masseebene isoliert ist. und sie werden nur in der Nähe der HF-Anschlüsse angeschlossen. Dies minimiert das Übersprechen von geleiteten und abgestrahlten Erdströmen zwischen Logik und HF.

Die breite Grenze um jede Zone ist wie die mexikanisch-amerikanische Grenze. Es senkt Streustrahlungsfelder, reduziert das Übersprechen, stoppt aber nicht die Wanderung von Strom- oder Spannungsfeldern. Es ist immerhin koplanar und die Streukopplung wird immer mit einer dazwischenliegenden Erdungsspur reduziert. Die digitale Seite ist aber auch analog zu Flankenjitter und internen Prozessen, die immer noch empfindlich auf das Übersprechen benachbarter Module reagieren.

Es ist üblich, dass Faraday-Abschirmungen bei Bedarf oben angelötet werden, um das Übersprechen durch Aufschmelzen weiter zu reduzieren.

Wenn Sie eine Reihe dieser Boards ohne Abschirmungen gesehen haben, dann haben sie ein verdammt gutes Layout-Design. Nortel und andere haben auch einige dieser Designs ohne Abschirmungen mit bis zu 1 Gbit / s mit sehr ausgeglichenen differentiellen Mikrostreifen (auch bankrott) ausgeführt. Ich habe einige Pre-Y2K-Designs für das 1-GHz-ISM-Band für den AMR-Markt mit eigenen verzinnten Messinggehäusen, die von lokalen Leiterplattengeschäften geätzt wurden.

Leider ist diese Firma pleite gegangen. Es hatte über 130 Patente und viele Wurzeln wie HP Mikrowelle und ein Dutzend andere alle Experten in der mobilen drahtlosen Technologie. Intel hat alle Patente gekauft.