PCB 뉴스 - 다층 회로기판 설계에서 고려해야 할 요소

다중 레이어 PCB 보드의 설계 성능은 대부분 단일 레이어 또는 이중 레이어 보드와 비슷합니다.회로의 합리적인 배치에 주의하고 내부 용량, 절연 저항, 용접 저항과 제품 안전 등 요소를 고려한다.다음은 다층 PCB 보드를 설계할 때 고려해야 할 중요한 요소를 설계의 전기적, 기계적 측면에서 설명한 것입니다.

1. 기계 설계 요소

기계설계에는 적합한 판재의 두께를 선택하고 판재를 쌓으며 판재의 크기, 내동관, 종횡비 등이 포함된다.

1. 판재 두께

다중 기판의 두께는 신호 레이어의 양, 전원 패널의 양과 두께, 고품질 펀치 및 도금에 필요한 구멍 지름 및 두께의 종횡비, 자동 삽입에 필요한 컴포넌트 핀의 길이 및 사용되는 연결 유형과 같은 여러 요소에 의해 결정됩니다.전체 회로기판의 두께는 판 양쪽의 전도층, 구리층, 기판의 두께와 예침재의 두께로 구성된다.합성 다중 기재에서는 엄격한 공차를 얻기 어려우며 약 10% 의 공차 기준이 합리적으로 간주됩니다.

2. 판재 쌓기

판재의 변형 가능성을 최소화하고 평평한 완제품 판재를 얻기 위해 여러 기판의 층은 대칭적이어야 한다.즉, 짝수 개의 구리 레이어가 있으며 구리의 두께와 판층의 동박 패턴 밀도가 대칭임을 보장합니다.일반적으로 레이어 프레스에 사용되는 구조 재료 (예: 유리 섬유 천) 의 레이디얼 방향은 레이어 프레스의 측면과 평행해야 합니다.레이어 전압판은 접합 후 레이디얼 방향으로 수축되기 때문에 회로 기판의 레이아웃을 왜곡하여 가변성과 낮은 크기의 안정성을 나타냅니다.그러나 설계를 개선하여 다중 기판의 굴곡과 변형을 최소화할 수 있습니다.동박의 전체 차원에서의 균일한 분포를 통해 다기판 구조의 대칭성을 확보한다. 즉 예침재료의 분포와 두께가 같도록 확보함으로써 꼬임과 변형을 줄이는 목적을 달성할 수 있다.구리와 층압층은 다층 기판의 중심층에서 가장 바깥쪽의 두 층으로 해야 한다.두 구리층 사이에 규정된 최소 거리(개전 두께)는 0.080mm다. 경험에 따르면 두 구리층 사이의 최소 거리, 즉 접착 후 예침재의 최소 두께는 내장 구리층 두께의 최소 두 배 이상이어야 한다.즉, 인접한 두 구리 층 중 각각의 두께가 30E이면 예비 침출물 벽돌 재료의 두께는 최소 2 (2 x 30E) = 120E이며, 이는 두 겹의 예비 침출물 벽돌 재료 (유리 섬유) 를 사용하여 구현 될 수 있습니다.

3. 판재 사이즈

적용 요구 사항, 시스템 엔클로저 크기, PCB 보드 제조업체의 제한 사항 및 PCB 제조 역량에 따라 보드 크기를 최적화해야 합니다.대형 회로 기판은 기판이 적고 많은 구성 요소 간의 회로 경로가 짧기 때문에 운영 속도가 더 빨라지고 각 기판은 더 많은 입력과 출력 연결을 가질 수 있기 때문에 많은 응용 프로그램에서 대형 회로 기판이 우선되어야 한다.예를 들어, 개인용 컴퓨터에서는 더 큰 마더보드를 볼 수 있습니다.그러나 대판에서 신호선 배치를 설계하는 것은 더욱 어렵고 신호층이나 내부 배선이나 공간이 더 필요하며 열처리의 난이도도 더 크다.따라서 설계자는 표준 보드의 크기, 제조 장비의 크기 및 제조 공정의 제한과 같은 다양한 요소를 고려해야합니다.1PC-D-322에는 표준 인쇄 회로 기판 크기를 선택하는 몇 가지 지침이 나와 있습니다.

4. 내동박

가장 많이 사용되는 동박은 1온스 (평방 피트당 표면적 1온스 동박) 이다.그러나 촘촘한 보드의 경우 두께가 매우 중요하며 엄격한 임피던스 제어가 필요합니다.이런 널빤지는 사용해야 한다

0.50z 동박.전원 평면과 접지 평면의 경우 2온스 이상의 동박을 선택하는 것이 좋습니다.그러나 무거운 동박을 에칭하면 제어성이 떨어지고 필요한 선가중치 및 피치 공차의 패턴을 쉽게 구현할 수 없습니다.따라서 특수한 가공 기술이 필요하다.

5. 구멍

도금된 구멍의 지름은 컴포넌트 핀의 지름 또는 대각선 크기에 따라 일반적으로 0.028에서 0.010in 사이를 유지하므로 용접을 위해 충분한 볼륨을 확보할 수 있습니다.

6.종횡비

종횡비는 판의 두께와 구멍의 지름의 비율입니다.일반적으로 3 대 1은 표준 종횡비로 간주되지만 일반적으로 5 대 1과 같은 높은 종횡비를 사용합니다.종횡비는 드릴링, 슬래그 제거 또는 부식 및 도금과 같은 요소에 의해 결정됩니다.생산 가능한 범위 내에서 종횡비를 유지하려면 오버홀이 최소화되어야 합니다.

2. 전기 설계 요소

다중 기판은 고성능 고속 시스템이다.더 높은 주파수의 경우 신호의 상승 시간이 줄어들기 때문에 신호 반사 및 회선 길이 제어가 중요합니다.다중 기판 시스템에서 전자 부품의 제어 가능한 임피던스 성능에 대한 요구는 매우 엄격하므로 설계는 반드시 상술한 요구를 만족시켜야 한다.임피던스를 결정하는 요소는 라이닝과 예침재의 매전 상수, 같은 층 상도선의 간격, 층 간 전매질의 두께와 구리 도체의 두께이다.고속 응용에서는 다중 기판에서 도체의 계단식 순서와 신호망의 연결 순서도 매우 중요하다.개전 상수: 라이닝 재료의 개전 상수는 임피던스, 전파 지연 및 용량을 결정하는 중요한 요소입니다.유리 에폭시 기판과 예비 침출재 반제품 재료의 개전 상수는 수지 함량의 백분율을 바꾸어 제어할 수 있다.

상대적으로 낮은 개전 상수를 가진 예비 침전재 벽돌 재료는 무선 주파수와 마이크로파 회로에 적용된다.무선 주파수와 마이크로파 주파수에서는 낮은 개전 상수로 인한 신호 지연이 비교적 낮다.라이닝에서 저손실 인자는 전기 손실을 최소화할 수 있다.

에폭시 수지의 개전 상수는 3.45이고 유리의 개전 계수는 6.2이다.이러한 재료의 백분율을 제어함으로써 에폭시 유리의 개전 상수는 4.2-5.3에 달할 수 있습니다.라이닝의 두께는 개전 상수를 결정하고 제어하는 데 사용되는 좋은 지표입니다.