EMC

本文主要通过对EMC封装成形的过程中常出现的问题（缺陷）一未填充、气孔、麻点、冲丝、开裂、溢料、粘模等进行分析与研究，并提出行之有效的解决办法与对策。

EMC主要是通过测试产品在电磁方面的干扰大小和抗干扰能力的综合评定，是产品在质量安全认证重要的指标之一。很多产品在做产品安全认证时都会遇到产品测试不合格的情况，尤其是在电磁兼容测试（即EMC测试）出错频率更是普遍。当产品一旦测试不合格，那么随之而来的肯定是EMC整改通知书。

单片机的设计应根据客户的需求来选择较低的工作频率，采用低的晶振和总线频率使得我们可以选择较小的单片机满足时序的要求，这样单片机的工作电流可以变得更低，最重要的是VDD到VSS的电流峰值会更小。

所谓EMC就是：设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

EMC是Electromagnetic Compatibility（电磁兼容性）的缩写，在日语中多用“电磁两立性”或“电磁适合性”等字样来表达，可能还有其他一些表述方式。意为“不对其他设备产生电磁干扰，即使受到来自其他设备的电磁干扰仍保持原有的性能”，因需要兼备两种性能而被称为“电磁兼容性”。

在研制带处理器的电子产品时，如何提高抗干扰能力和电磁兼容性？

<strong>1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰：</strong>

(1) 微控制器时钟频率特别高，总线周期特别快的系统。

(2) 系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。

(3) 含微弱模拟信号电路以及高精度A/D变换电路的系统。

<strong>2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施：</strong>

(1) 选用频率低的微控制器：

选用外时钟频率低的微控制器可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。同样频率的方波和正弦波，方波中的高频成份比正弦波多得多。虽然方波的高频成份的波的幅度，比基波小，但频率越高越容易发射出成为噪声源，微控制器产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3倍。

(2) 减小信号传输中的畸变

本应用笔记旨在提供有关电路保护器件和印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）布线指南的建议，以提高应用在电噪声环境中的抗扰度，并按照下列国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，IEC）标准所述提高应用在发生 EMI、EMC、EFT 和 ESD 事件时的生存能力：IEC 61000-4-2、IEC 61000-4-4 和 IEC 61000-4-5。

<font color="#0000C6" size="4"><a href="http://mcu.eetrend.com/files/2018-09/wen_zhang_/100014436-49123-87.pdf"…《针对 32 位单片机的 EMI、EMC、EFT 和 ESD 电路设计注意事项》</a></font>

ESD、EMI、EMC 设计是电子工程师在设计中遇到常见难题，电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。 所谓电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。而所谓电磁干扰是指因电磁干扰而引起的设备或系统的性能下降。

EMC包括EMI(电磁干扰)及EMS(电磁耐受性)两部份，所谓EMI电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而EMS乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。

在电子产品的设计中，为获得良好的EMC性能和成本比，对产品进行EMC设计是重要的；电子产品的EMC性能是设计赋予的。测试仅仅是将电子产品固有的EMC性能用某种定量的方法表征出来。

对于EMC设计来讲：

首先，应在研发前期考虑EMC设计。

<strong>一、电源平面和地平面要满足20H规则</strong>

<strong>二、当电源层、底层数及信号的走线层数确定后，为使PCB具有良好的EMC性能它们之间的相对排布位置基本要求如下</strong>

1.元器件层下面（第二层）为地平面，提供器件屏蔽层及为顶层布线提供参考平面。

2.所有信号层尽可能与地平面相邻

3.尽量避免两信号层走线相邻。如果无法避免，应加大相邻信号层的走线间距，是两层信号线走线在上下位置呈垂直走线状态

4.主电源尽可能与其对应地相邻，并尽可能减小电源和地平面之间的距离，以小于5mil为优，最好不要超过10mil

5.兼顾层压结构的对称叠层还要兼顾PCB制造工艺和控制PCB的翘曲度。通常民用产品采用IPC_II标准，要求PCB的翘曲度要小于0.75%。

6.采用偶数层结构。

<strong>三、常见的PCB叠层结构</strong>

<font color="blue">1、四层板的叠层结构：</font>

PCB上模块的划分和关键器件的布局在PCB的EMC设计中有至关重要的作用。PCB上的各功能模块如频率生成器、电源模块、滤波器和晶振等PCB上的位置和方向对电磁场的发射和接收有巨大的影响。PCB上的器件可以根据 不同的标准进行划分，如按照功能、工作频率、信号类型等。

1.按照功能划分。

各电路按照实现功能的不同如时钟电路、放大电路、驱动电路、A/D D/A转换电路、I/O电路、开关电源电路和滤波电路等进行模块划分。在进行PCB设计时可以根据信号流对整个电路进行模块划分，从而保证整个电路布局的合理，达到整体布线路径断，各个模块互不交错的效果，减少各模块之间互相干扰的可能。

2.按照频率划分。

按照信号的工作频率和速度对电路模块进行划分，在布局是安装高频、中频和低频依次展开，布局互不交错。

3.按照信号类型划分。

电路模块按照数字电路和模拟电路进行划分。为了降低数字电路对模拟电路的干扰，在PCB布局是要给他们定义不同的区域，在空间上进行必要的隔离减小相互之间的耦合。对于A/D和D/A转换电路应该布放在数字电路和模拟电路交界的位置。电路模块布局的方向应该以信号的流向为前提，是信号引线最短并使模拟部分的引脚位于模拟地上方，数字部分位于数字地上方。

PCB布局是一个综合布局的过程。