PCB 뉴스 - PCB 설계에서의 신호 무결성 분석

플렉시블 및 강성 - 플렉시블 PCB 보드의 초고속은 전자 제품에 점점 더 많이 사용되고 있기 때문에 피할 수 없습니다.이러한 시스템은 또한 격리를 위한 접지층과 무선 프로토콜을 위한 분리된 RF 및 디지털 참조가 필요합니다.고속 및 고주파는 PCB에서 접지층의 위치 및 기하학적 형태와 관련이 있는 신호 무결성 문제의 가능성을 발생시킵니다.

플렉시블 및 강성 플렉시블 보드에서 일관된 0V 참조를 제공하는 일반적인 방법은 플렉시블 밴드에 그림자 선 또는 메쉬 모양 접지 평면을 사용하는 것입니다.이것은 넓은 주파수 범위 내에서 여전히 차폐할 수 있는 큰 도체를 제공하며, 동시에 플렉시블 밴드가 구부러지고 접혀 너무 큰 강성이 생기지 않도록 허용한다.그러나 신호 무결성 문제는 두 가지 측면에서 발생합니다.

일관된 케이블 임피던스, 차단 및 격리를 보장하고 해치 구조와 유사한 섬유 짜임의 영향을 방지합니다.

메쉬 평면도 설계

기본적으로 종단면의 작동 원리는 다른 모든 지평면과 유사합니다.흔적선이 원하는 임피던스로 설계될 수 있도록 일관된 참조를 제공하기 위해서다.일반적인 전송선 기하학적 형태 (마이크로밴드, 밴드 또는 웨이브) 는 메쉬 접지 평면이 있는 하드 또는 플렉시블 PCB에 배치할 수 있습니다.플렉시블 밴드의 표면 레이어에 섀도우 선을 배치하는 구리 영역은 저주파 솔리드 구리와 거의 동일한 효과를 제공합니다.

네트워크 접지 평면이 있는 플렉시블 벨트의 벨트 및 마이크로 벨트 경로설정의 일반적인 구성은 다음과 같습니다.

신축성 리본의 격자선 접지 평면 패턴.

이 메쉬 구조는 강성판에 사용할 수 있지만 실제로 본 적이 없으며 고객이 요청하지 않았습니다. 반면 메쉬 패턴은 임피던스 제어와 합리적인 유연성 밴드의 요구를 균형 있게 조절하기 위해 유연/강성 플렉시보드에 사용됩니다.디자인 흔적이든 해치 패턴이든 정적 및 동적 플렉시블 리본의 관행과 IPC 2223 표준을 따라야합니다.

임피던스 제어

단일 또는 차등 쌍을 사용하는 한 가지 옵션은 솔리드 구리를 경로설정 아래의 플랫 레이어에 직접 배치하고 회로의 다른 위치에 메쉬를 배치하는 것입니다.경로설정이 매우 밀집되면 모든 위치에서 메쉬를 사용해야 합니다.전력망을 선택하면 더 큰 유연성이 있지만 차단 격리도가 낮고 임피던스 제어 조건도 달라진다.

위와 같이 메쉬 평면 구조에는 L과 W라는 두 개의 형상 매개변수가 있습니다. 이 두 매개변수는 채우기 계수 또는 구리로 덮인 메쉬 영역의 일부로 조합할 수 있습니다.이러한 매개변수를 변경하면 다음과 같은 효과가 나타납니다.

다른 매개변수가 그대로 유지되는 경우 그리드 영역을 열면 (L을 추가하여 그리드 개구가 증가함) 임피던스가 증가합니다.또한 리본을 더 쉽게 구부릴 수 있습니다 (작은 힘 사용).

다른 매개변수를 그대로 둔 상태에서 W를 추가하면 전력망 면적이 꺼져 임피던스가 증가합니다.

e. 또한 밴드 패턴을 더 어렵게 만듭니다 (더 큰 힘을 사용).

전력망 접지 평면을 사용할 때 표준 기하학적 형상 임피던스를 제어하는 다른 매개변수는 동일한 효과를 가집니다.고주파에 들어가면 전송선 주변의 비 TEM 패턴을 자극하여 섬유 짜임과 비슷한 효과를 볼 수도 있습니다.

Flex 탄소섬유 밴드에 섬유 짜임이 있습니까?

이것이 PCB의 메쉬 접지 평면에서 매우 흥미로운 부분입니다. 메쉬 패턴은 FR4 및 다른 레이어 프레스에 사용되는 유리 짜임 패턴과 유사하게 시작할 수 있기 때문입니다.그러므로 우리는 지금 다시 한가지 상황으로 돌아왔다. 즉 우리는 섬유가 일반적으로 매끄럽고 상대적으로 균일한 기저에서 짜여질가봐 걱정해야 한다.이러한 영향은 행 신호의 대역폭이 메쉬의 공명 중 하나 이상과 중첩될 때 발생합니다.폴리이미드의 L = 60 밀이의 경우 단계 공명은 50 GHz입니다.

강성 PCB든 플렉시블 PCB 기판이든 디지털 신호가 울타리 접지 평면의 궤적을 따라 전파될 때 이러한 음영선 구조는 강한 복사를 일으킨다.점점 더 많은 Flex 응용 프로그램이 더 높은 주파수로 열리면서 어떤 이유로든 메쉬 접지 평면이 있는 Flex 벨트에서 이러한 영향이 더 나빠질 것으로 예상됩니다.

고Q 공명

기존의 유리편직기저와 마찬가지로 그물모양물은 공강구조를 형성하는데 특정주파수로 자극할 때 이 공강구조는 공진을 지지할수 있다.격자선 접지 평면의 이러한 공명 캐비티는 캐비티의 벽이 고도로 전도되기 때문에 매우 높은 Q 값을 가질 것입니다 (구리).따라서 낮은 손실과 높은 Q 공명을 가질 것입니다.이로 인해 캐비티 발사와 공명 전력 손실이 증가합니다.

개방형 전력망의 격리도가 낮다.

메쉬 접지 평면은 일반적으로 섬유 패브릭 캐비티에서 방출되는 모든 방사선 EMI가 판의 가장자리를 따라 방출되도록 보장합니다.메쉬에는 열린 빈 챔버가 있으므로 분리되지 않으며 유연한 탄소 밴드의 표면을 따라 복사됩니다.이는 반대의 효과를 낳는다. 배선은 방사능을 더 쉽게 발산하지만 외부 EMI의 영향도 더 쉽게 받는다.

이러한 문제를 해결하기 위해 섬유 짜임 효과를 방지하기 위해 더 촘촘한 유리 짜임을 사용하는 것처럼 더 촘촘한 메쉬를 사용합니다.플렉시블 및 강성 - 플렉시블 PCBS는 PCB 판도의 일부가 될 것이며 업데이트된 제조 능력을 통해 더욱 진보할 것입니다.