PCB 뉴스 - PCB 임피던스를 제어하고 신호 무결성 분석 도구를 사용하는 방법

많은 PCB 엔지니어들은 컴퓨터 마더보드를 자주 그리며 Allegro와 같은 우수한 도구에 매우 능숙합니다.그러나 유감스럽게도 임피던스를 제어하는 방법과 신호 무결성 분석을 위해 도구를 사용하는 방법을 거의 알지 못했습니다.IBIS 모델의 경우, 진정한 PCB 마스터는 연결선에 머무는 것이 아니라 신호 무결성 전문가여야 하며, 구멍을 통과하여 판을 깔기는 쉽지만 좋은 판을 깔기는 매우 어렵다고 생각합니다.

작은 정보는 전원, 접지, 신호층의 수를 확정한후 그들의 상대적인 배렬은 모든 PCB 공정사가 회피할수 없는 화제이다.

계층형 배치의 일반적인 원칙:

컴포넌트 표면의 아래쪽 (2층) 은 접지 평면으로 최상위 경로설정에 부품 차폐 레이어와 참조 평면을 제공합니다.

모든 신호층은 가능한 한 지평면에 접근한다.

가능한 한 두 신호층이 직접 인접하는 것을 피한다;s

주 전원 공급 장치는 가능한 한 주 전원에 접근해야 합니다.

층압 구조의 대칭성을 고려하였다.기존 마더보드는 마더보드의 계층화 레이아웃을 위해 병렬 장거리 경로설정을 제어하기 어려웠습니다.50MHZ 이상의 판급 작업 주파수(50MHZ 이하의 경우 참조, 적당히 완화)에 대해서는 부품 표면과 용접 표면이 완전한 접지 평면 (차폐) 이라는 배치 원칙을 권장한다.

인접한 평행 경로설정 레이어가 없습니다.

모든 신호층은 가능한 한 지평면에 접근한다.

버튼 신호는 지면과 인접하고 칸막이를 통과하지 않는다.참고: 특정 PCB 레이어를 설정할 때는 이러한 원칙을 유연하게 파악해야 합니다.상술한 원리를 리해하는 기초에서 단판의 실제요구, 례를 들면 관건적인 배선층, 전원, 접지평면구분 등이 필요한가 없는가 하는 등 각 층의 배열을 확정하고 복제나 선택만 하지 말아야 한다.다음은 단일 플레이트 레이어 배치에 대한 구체적인 논의입니다. * 4 레이어, 우선 순위 1, 사용 가능한 시나리오 3 시나리오 전원 레이어 수 접지층 수 신호 레이어 수 1 2 3 41 1 2 S G P S2 1 2 G S P3 1 2 S P G SScheme 1 이 시나리오의 4 레이어 PCB의 기본 레이어 설정 시나리오입니다.컴포넌트 표면 아래에 접지 평면이 있고 키 신호 선택은 TOP 레이어에 설정됩니다.레이어 두께의 설정에 대해 다음과 같은 권장 사항이 있습니다. 임피던스 제어 코어 보드 (GND-POWER) 를 충족하기 위해 너무 두껍지 않아야 하며 전원 및 접지면의 분포 임피던스를 낮출 수 있습니다.출력 평면의 결합 제거 효과 확보;특정 차단 효과를 얻기 위해 전원 공급 장치와 접지 평면을 상단, 하단 계층, 즉 솔루션 2: 원하는 차단 효과를 얻기 위해. 이 솔루션은 적어도 다음과 같은 결함이 있습니다. 전원 공급 장치와 접지 지점이 너무 멀리 떨어져 있고,전원 평면 임피던스는 심볼 용접판 등의 영향으로 전원 및 접지 평면이 매우 불완전합니다. 참조 평면이 불완전하기 때문에 신호 임피던스가 연속적이지 않습니다. 실제로 많은 표면 장착 장비로 인해부품의 밀도가 점점 높아지면 이 솔루션의 전원과 접지는 완전한 참조 평면으로 삼기 어렵고 의도한 차폐 효과에 도달하기 어렵습니다.솔루션 2의 사용은 제한적입니다.그러나 단일 보드에서는 시나리오 2가 가장 좋은 레이어 설정 시나리오입니다.다음은 옵션 2의 용례입니다.케이스 (특수): 설계 프로세스 중에 다음과 같은 상황이 발생했습니다.

A, 전체 보드에는 전원 평면이 없고 GND와 PGND만 각각 하나의 평면을 차지한다;

B. 전체 판은 쉽게 배선할 수 있지만 인터페이스 필터 판으로서 반드시 배선의 복사에 주의해야 한다;

C. 이 보드는 SMD 구성 요소가 적고 대부분 플러그인입니다.

분석: 1. 이 보드에 전원 평면이 없기 때문에 전원 평면 임피던스 문제가 없습니다.

2.SMD 컴포넌트 수가 적기 때문에(단면 레이아웃) 표면 레이어가 평면 레이어로 만들어지고 내부 레이어가 경로설정되면 기본적으로 참조 평면의 무결성을 보장합니다.2층은 구리로 경로설정하여 소량의 최상위 레이어가 참조 평면을 경로설정할 수 있습니다.

3. 인터페이스 필터보드로서 PCB 배선의 복사에 주의해야 한다. 만약 내부가 배선되면 표층이 GND와 PGND로 배선이 잘 차단되고 전송선의 복사가 제어된다.위의 이유로 보드의 레이어를 배치할 때 GND, S1, S2 및 PGND 옵션 2를 사용하기로 결정했습니다.표면층에는 아직 짧은 흔적선이 있고 밑층은 완전한 접지평면이므로 우리는 S1에 처해있다. 배선층은 구리로 부설하여 표면배선의 참고평면을 확보한다.다섯 개의 인터페이스 필터 보드에서 위의 것과 동일한 분석을 바탕으로 설계자는 클래식 레이어 설정인 옵션 2를 사용하기로 결정했습니다.상술한 특수한 상황을 열거하는 것은 기계적으로 그대로 옮기는 것이 아니라 반드시 도층 배열의 원리를 이해해야 한다는 것을 알려주는 것이다.시나리오 3: 이 시나리오는 시나리오 1과 유사하며 주요 부품이 BOTTOM 레이아웃 또는 핵심 신호 하단에 경로설정된 경우에 적용됩니다.일반적으로 이 시나리오는 제한됨 *6계층 보드: 기본 설정 3, 사용 가능한 옵션 1, 옵션 2, 46계층 보드의 경우 기본 설정 3, 기본 경로설정 S2, S3 및 S1기본 전원 공급 장치와 해당 접지는 계층 4와 계층 5에 있습니다.레이어 두께를 설정할 때 S2-P 사이의 간격을 늘리고 P-G2 사이의 간격을 줄인다(G1-S2 레이어 사이의 간격을 그에 맞게 줄인다). 전원 평면의 임피던스를 낮추기 위해 전원이 S2에 미치는 영향을 줄인다.비용 요구가 높을 경우 솔루션 1을 사용하여 S1, S2의 케이블 레이어를 선택하고 S3, S4를 선택할 수 있습니다. 솔루션 2는 솔루션 1에 비해 전원과 접지 평면이 인접하도록 보장하여 전원 임피던스를 낮출 수 있지만 S1, S2, S3, S4는 모두 노출되어 S2만 더 나은 응시 평면을 가지고 있습니다.

로컬과 작은 신호에 대한 요구가 높은 경우 시나리오 4가 시나리오 3보다 더 적합합니다.뛰어난 케이블 레이어 S2를 제공할 수 있습니다.* 8 레이어: 기본 설정 2, 3, 사용 가능한 시나리오 1 단일 전원 공급 장치의 경우 솔루션 2는 솔루션 1에 비해 인접한 케이블 레이어를 줄이고 해당 접지와 인접한 주 전원을 추가하며 모든 신호 레이어가 접지 평면에 인접하도록 보장합니다.비용: 경로설정 레이어 희생,이중 전원 공급 장치의 경우 솔루션 3을 사용하는 것이 좋습니다.시나리오 3은 인접한 케이블 레이어가 없고, 대칭 레이어 압력 구조와 인접한 주 전원 공급 장치가 땅에 맞지 않는 장점을 고려했지만, S4는 핵심 케이블을 줄여야 한다;옵션 4: 인접한 케이블 레이어가 없고 레이어 전압 구조가 대칭적이지만 전력 평면 임피던스가 높습니다.3-4, 5-6은 적당히 증가하고 2-3과 6-7 사이의 층 간격은 줄여야 한다.시나리오 5: 시나리오 4에 비해 전원과 접지 평면이 인접해 있는지 확인합니다.그러나 S2와 S3는 인접해 있으며 S4는 P2를 참조 평면으로 사용합니다.하단의 주요 케이블 연결 및 S2와 S3 간의 케이블 연결 감소

이상은 PCB 엔지니어가 주의해야 할 몇 가지 소개이며, Ipcb는 PCB 제조업체와 PCB 제조 기술에도 제공된다.