ビアシールド

 

2 列のビアでシールドされたネット。

 

また、Altium Designer では、Via Stitching として知られているビアの配列を配置できます。ビアスティッチングは、ある領域に多くのビアを配置するために使用します。ビアシールドは、選択した配線を多くのビアで仕切るために使用します。

ビアシールドの配置

Altium Designer でビアシールドを配置するには、メニューから Tools » Via Stitching/Shielding » Add Shielding to Net を選択します。下図のように、Add Shielding to Net ダイアログが表示されます:

ビアシールドの要件(ビア間の間隔、ビアシールドとオブジェクト間のクリアランス、ビア列の数等)を設定。

ビアパラメータの選択

ビアのサイズと位置は精密科学ではありませんが、経験に基づいた指標があります。

アンテナが搭載された PCB に関して、以下に記載したフォーラム (5) での話し合いの通り、"ビア間の距離は、最高でも反響する波長の 1/4 である必要があります。"

また、そのフォーラムでの話し合いは、technical note(6) とも関連があります。そこでは、"一般的な方法として、λ/10 以内(理想としては λ/20 と同じぐらい)にスティッチビアを配置することである" と説明しています。 "  

 

M K Armstrong 氏は、論文(PCB design techniques for lowest-cost EMC compliance Part 1 (7) と言う表題)で以下を推奨しています:

スティッチングビアは、λ/20 以下に配置することです。これは、多層デザインで GND プレーンへスティッチングするために良い方法です。λ は、以下の式に関して、デザインで最も高い周波数(不明な場合、周波数 1 GHz と仮定されます)の波長です:

f = C / λ

NB: C(光の速度)は、基板の絶縁体 FR4 から伝わる EM 放射の自由空間速度の約 60% になります。

 

スティッチングにシールドの銅箔を含める

下図のように、配線の両側に沿ってシールドの銅箔を含むシールドビアを配置できます。これを行うには、Add shielding copper オプションを有効にします。この銅箔は、ポリゴンとして作成されます。そのため、これは Clearance と Polygon Connect Style デザインルールに従います。このシールドの銅箔を、シールドされたネットから離すために、Add Shielding to Net ダイアログに Add clearance cutout オプションが含まれています。このオプションが有効な時、シールドされたネットの周りにポリゴンカットアウトが配置され、シールドの銅箔の端がシールドビアの端と同じ位置になり、シールドされたネットの配線との距離がシールドビアと同じ 距離 になります。

シールドの銅箔とクリアランス カットアウトを含むシールドビア。

 

既存のパッドやビアと、シールドの銅箔(ポリゴン)との接続形状は、シールドビアとポリゴンをターゲットにした polygon connect style デザインルールでコントロールできます。このビアとポリゴンをターゲットにするには、InViaShielding のクエリを使用します。

参考文献

  1. PCB デザインの全ての面の情報については、Printed Circuit Design and Fab Magazine web サイトを参照してください。そのサイトは、"via fence"(引用符を含めると検索結果の質が向上します)の役割のような技術的なテーマのリソースです。
  2. Wikipedia の記事 Via Fence
  3. Studies on Via Coupling on Multilayer Printed Circuit Boards
  4. PCB 構造内で伝わる EM 波の基本的な主体を紹介する文書 - Best practice in circuit board design
  5. 質問 Via fences for noise reduction of a chip antenna? に関するフォーラムでの話し合い。
     
  6. スティッチビア空間に関する指標を示す technical note
  7. PCB design techniques for lowest-cost EMC compliance: 1999 年 8 月、雑誌 Electronics & Communications Engineering Vol 11 No 4. IEE、パート 1’ M K Armstrong 氏による。
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