電路設計和EMC設計的關鍵 第9篇 評估電路和評估板（3） 電磁干擾（EMI）與電磁敏感性（EMS）

大家好！我是ROHM的稻垣。

第9篇是“評估電路和評估板”的第3篇。本文將探討半導體積體電路（LSI和IC）評估板的製作方法和電路板佈局等內容。

冒昧地問一下，您喜歡製作電路板嗎？

我很喜歡。電路板佈局包括元件的配置和訊號線的走線等要素，其中對我來說，設計電路板佈局就像玩拼圖一樣，思考如何讓佈局看起來很漂亮是一件很有趣的事。

雖是工學領域，可能不重視“美”這種感性視角，但整體俯瞰電路板得到的印象與電路板的性能是有關係的。元件的配置是決定電路板的製作成功與否的第一個重點，也是非常重要的一點。一旦確定了元件與元件的位置，它們之間的佈線就自然而然地確定了。在決定元件的位置時，需要在腦海中想像重要的訊號線和其他線路在電路板上如何走線。此外，在製作過程中，還需要充分發揮想像力，注意是否存在因元件的位置而特別長的走線，以及是否有需要繞行的走線。

電路板佈線的“美”是……

換句話說，是訊號線和走線的井然有序。具體來講，就是指佈線的長度要短，沒有奇怪的彎曲和繞行，元件與元件之間的走線是簡潔直接的。最近，出現一種EDA工具（CAD工具），可以在輸入電路板的電路圖後自動生成電路板佈局，不過我沒用過。也許把電路板佈局的工作交給工具，它會做得更完美，但對我來說，這是一項很有樂趣的工作，所以還是喜歡自己做。

電路板佈局與電磁相容性（EMC）密切相關，因此是非常重要的。

電磁相容性（EMC）大致包括兩部分，一部分是自身產生電磁雜訊的電磁干擾（EMI，Emission），另一部分因外部電磁雜訊而導致誤動作或損壞的電磁敏感性（EMS，抗擾度）。另外，根據電磁雜訊的傳輸路徑又分為傳導（Conducted）和輻射（Radiated）。在製作電路板時，必須考慮它們之間的四種組合，即傳導雜訊（CE： Conducted Emission）、輻射雜訊（RE： Radiated Emission）、傳導抗擾度（CI： Conducted Immunity）、輻射抗擾度（RI： Radiated Immunity）。這些術語之間的關係圖如下：

製作電路板時最需要注意的是電路板的寄生電感（L）和寄生電容（C）。這是因為它們很可能會導致在高頻段中的串聯諧振頻率和並聯諧振頻率處的電磁相容性（EMC）特性變差。

那麼如何透過電路板佈局來改善電磁相容性（EMC）呢？

“EMC對策元件”在市場上均有銷售，可以使用這些產品來改善電磁相容性，但是當使用這些產品也無法滿足要求時，就需要思考對策方法，有一些方法可以參考。

對於電磁干擾（產生電磁雜訊的一方），可以將電路板佈線看作是電磁雜訊的“發射天線”。對於電磁敏感性（受電磁雜訊影響而誤動作的一方），可將電路板佈線視為電磁雜訊的“接收天線”。然後就可以比較清楚怎樣佈線更好。

近年來，多層電路板（比如4層）開始普及。在多層電路板中，可以看到很多是儘可能使用電路板表面層和背面層作為實體接地面的。這是一種電路板的金屬遮罩方法，在內層建立訊號線和控制線。

此外，需要盡可能地縮小電路板的尺寸。電路板越小，佈線長度也就越短。這樣可以減少寄生電感和電容。從同樣的視角來看，元件尺寸較小的表面安裝型產品是比較理想的選擇。事實上，“美”的電路板佈局不外乎減少這些寄生分量。

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