PCB 블로그 - 좋은 PCB 보드를 만드는 방법

PCB 보드를 만드는 것은 설계된 원리도를 진정한 PCB 보드로 만드는 것이라는 것을 누구나 알고 있다.이 과정을 과소평가하지 마세요.많은 일이 원리적으로 가능하지만 공정에서 실현되기 어렵거나 다른 사람은 실현할 수 있지만 다른 사람은 실현할 수 없다.따라서 PCB 보드를 만드는 것은 어렵지 않지만 PCB 보드를 잘 만드는 것은 쉬운 일이 아니다.마이크로 전자 분야의 두 가지 난점은 고주파 신호와 약한 신호의 처리이다.이와 관련하여 PCB 보드의 생산 수준은 특히 중요합니다.같은 원리 설계, 같은 구성 요소, 다른 사람들이 생산하는 PCB 보드는 다른 특징을 가지고 있습니다.결과적으로 우리는 어떻게 해야만 좋은 PCB 보드를 만들 수 있습니까?우리의 과거 경험에 비추어 볼 때, 우리는 다음과 같은 몇 가지 측면에 대해 우리의 견해를 공유하고 싶습니다.

1. 자신의 설계 목표를 명확히 한다.

설계 임무를 수신할 때는 먼저 일반 PCB 보드, 고주파 PCB 보드, 소신호 처리 PCB 보드, 고주파와 소신호 처리를 동시에 하는 PCB 보드 등 설계 목표를 명확히 해야 한다.일반적인 PCB 보드의 경우 레이아웃과 케이블링이 합리적이고 깔끔하며 기계적 크기가 정확하기만 하면 중간 부하 라인과 긴 부하 라인이 있으면 부하를 줄이기 위해 일정한 수단을 사용해야 합니다.보드에 40MHz 이상의 신호선이 있는 경우 선 사이의 간섭과 같은 신호선을 특히 고려해야 합니다.주파수가 높으면 경로설정 길이가 더 엄격하게 제한됩니다.분포 파라미터 네트워크 이론에 따르면 고속 회로와 그 배선 간의 상호작용은 시스템 설계에서 무시할 수 없는 결정적인 요소이다.그리드의 전송 속도가 증가함에 따라 신호선의 역방향은 상응하여 증가하고 인접한 신호선 사이의 교란은 비례하여 증가할 것이다.일반적으로 고속 회로의 전력 소비량과 발열량도 매우 크다.고속 PCB를 제작할 때는 회로기판을 충분히 주의해야 한다.판에 밀리볼트급 심지어 마이크로볼트급의 미약한 신호가 있을 때 이런 신호선에 각별히 주의를 돌려야 한다.작은 신호가 너무 약하기 때문에 다른 강한 신호의 방해를 받기 쉬우므로 종종 차단 조치를 취해야 한다.신호 잡음비를 크게 낮추었다.결과적으로 유용한 신호는 소음에 잠기고 효과적으로 추출되지 않습니다.설계 단계에서는 보드의 디버깅도 고려해야 합니다.일부 작은 신호와 고주파 신호는 탐지기에 직접 추가하여 측정할 수 없기 때문에 테스트 지점의 물리적 위치와 테스트 지점의 격리 등의 요소를 무시할 수 없습니다.또한 보드의 계층 수, 사용된 어셈블리의 패키징 형태 및 보드의 기계적 강도와 같은 다른 관련 요소도 고려해야 합니다.PCB 보드를 제작하기 전에 설계의 설계 목표를 이해할 필요가 있습니다.

2. 사용된 어셈블리 기능의 레이아웃 및 경로설정 요구 사항 이해

일부 특수 구성 요소는 LOTI 및 APH에서 사용되는 아날로그 신호 증폭기와 같은 레이아웃 및 경로설정에 특별한 요구 사항이 있음을 알고 있습니다.아날로그 신호 증폭기는 안정적인 전원과 작은 문파가 필요하다.아날로그 소신호 부분은 가능한 한 전원 장치에서 멀리 떨어져 있어야 합니다.OTI 보드에서 작은 신호 증폭 부분에는 잡다한 전자기 간섭을 차단하기 위한 차폐 덮개도 따로 장착되어 있다.NTOI 보드에 사용되는 GLINK 칩은 ECL 공정을 사용하여 많은 전력을 소비하고 열을 발생시킵니다.레이아웃할 때는 발열 문제를 특별히 고려해야 합니다.자연 발열을 사용하는 경우 GLINK 칩은 공기 순환이 비교적 평온한 곳에 배치해야합니다.또한 발산되는 열은 다른 칩에 큰 영향을 미치지 않는다.만약 판에 스피커나 기타 고출력 설비가 설치되어 있다면, 전원에 심각한 오염을 초래할 수도 있고, 또한 충분한 주의를 기울여야 한다.

3. 어셈블리 레이아웃 고려사항

컴포넌트 레이아웃에서 가장 먼저 고려해야 할 요소 중 하나는 전기 성능입니다.연결과 밀접한 관련이 있는 부품은 가능한 한 함께 놓아야 한다.특히 일부 고속선로의 경우 배치가 될수록 짧아야 한다.전원 신호와 작은 신호 장치는 분리해야 한다.회로 성능을 만족시키는 전제하에 부속품의 배치가 정연하고 아름다워 테스트하기 편리함을 고려해야 한다.회로기판의 기계적 크기와 콘센트의 위치도 꼼꼼히 고려해야 한다.고속 시스템에서 서로 연결되는 접지와 전파 지연 시간도 시스템 설계에서 가장 중요한 고려 요소이다.신호선의 전송 시간은 전체 시스템의 속도, 특히 고속 ECL 회로에 큰 영향을 미칩니다.집적회로 블록 자체의 속도는 매우 높지만 후면에 일반적인 상호 연결 회선 (회선 당 길이 약 30cm) 을 사용하기 때문에 2ns의 지연은 지연 시간을 증가시켜 시스템 속도를 크게 낮출 수 있습니다.위치 이동 레지스터와 동기화 카운터와 같은 동기화 작업 부품은 시계 신호가 서로 다른 플러그인 보드로 전송되는 지연 시간이 같지 않기 때문에 위치 이동 레지스터의 주 오류를 초래할 수 있습니다.보드, 동기화가 중요한 경우 공통 클럭 소스에서 각 보드까지 클럭 선의 길이가 같아야 합니다.

4. 연결 주의사항

OTNI와 성형 광섬유 네트워크 설계가 완료됨에 따라 앞으로 100MHz 이상의 고속 신호선에 대한 보드 카드가 더 많이 설계될 것입니다.여기서 고속 노선의 일부 기본 개념을 소개할 것이다.인쇄 회로 기판의 모든 긴 신호 경로는 전송선으로 간주될 수 있습니다.만약 선로의 전파 지연 시간이 신호 상승 시간보다 훨씬 짧다면, 신호 상승 기간에 발생하는 어떠한 반사도 잠길 것이다.오버 스핀, 백스핀, 벨은 더 이상 존재하지 않습니다.대부분의 현재 MOS 회로의 경우 회선 전송 지연 시간 대비 상승 시간의 비율이 훨씬 높기 때문에 신호 왜곡 없이 미터 단위로 흔적선을 측정할 수 있습니다.그리고 더 빠른 논리 회로, 특히 초고속.집적회로의 경우 가장자리 속도의 증가로 인해 다른 조치를 취하지 않으면 흔적선의 길이를 크게 줄여 신호의 완전성을 유지해야 한다.심각한 파형 왜곡 없이 고속 회로가 상대적으로 긴 회선에서 작동하도록 하는 두 가지 방법이 있습니다.TTL은 쇼트키 다이오드 비트를 사용하여 빠른 하강 모서리를 구현하기 때문에 과충 피비트는 지상 전위보다 낮은 다이오드 압력 강하입니다.이것은 후속 반충의 폭을 낮추고, 비교적 느린 상승은 과충을 허용하지만, 레벨"H"상태에서는 회로의 상대적으로 높은 출력 임피던스 (50-80 섬) 가 감쇠한다.또한'H'급 상태의 면역력이 높기 때문에 뒷좌석력 문제도 두드러지지 않는다.HCT 시리즈 부품의 경우 쇼트키 다이오드 리프트와 직렬 저항 단자를 연결하는 방법을 사용하면 개선 정도가 높아진다.효과가 더욱 뚜렷해진다.높은 비트레이트와 빠른 가장자리 속도에서 신호선을 따라 부채질하면 위의 TTL 성형 방법은 어느 정도 불충분합니다.회선의 반사파 때문에, 그들은 높은 비트레이트로 조합하는 경향이 있으며, 심각한 신호 왜곡과 간섭에 대한 면역력 저하를 초래할 것이다.따라서 반사 문제를 해결하기 위해 ECL 시스템은 일반적으로 다른 방법인 회선 임피던스 일치법을 사용합니다.이를 통해 반사를 제어하고 신호의 무결성을 보장할 수 있습니다.엄밀히 말하면 에지 속도가 느린 기존 TTL 및 CMOS 부품의 경우 전송선이 필요하지 않습니다.더 빠른 에지 속도를 가진 고속 ECL 부품에도 항상 전송선이 필요한 것은 아닙니다.그러나 전송선을 사용할 때 회선의 지연을 예측하고 임피던스 정합을 통해 반사와 진동을 제어할 수 있다는 장점이 있다.송전선로 사용 여부를 결정하는 기본 요소는 다섯 가지다.그것들은 (1) 시스템 신호의 가장자리 속도, (2) 배선 거리 (3) 용량성 부하 (얼마나 부채질하는가), (4) 저항성 부하 (선로 단접 방식);(5) 허용되는 반동 및 초과 조정 백분율 (교류 교란도 감소).

5. 몇 가지 유형의 송전선로

1) 동축 케이블과 이중 권양: 일반적으로 시스템과 시스템 간의 연결에 사용됩니다.동축 케이블의 특성 임피던스는 일반적으로 50 및 75이고 이중 권선은 일반적으로 110입니다.

2) 미대선은 인쇄판에 있고 미대선은 띠 모양의 도체(신호선)이다.전매질로 접지 평면과 격리하다.만약 선로의 두께, 너비 및 지평면과의 거리가 통제할수 있다면 그 특성저항도 통제할수 있다.마이크로밴드 선 단위 길이의 전파 지연 시간은 선 너비나 간격에 관계없이 개전 상수에 따라 달라집니다.

3) 인쇄판의 스트라이프

밴드선은 두 전도성 평면 사이의 전매질 사이에 놓인 구리 밴드선입니다.만약 선로의 두께와 너비, 매체의 매개전기상수 및 두 전도평면간의 거리가 통제할수 있다면 선로의 특성저항도 통제할수 있다.리본 선의 단위 길이당 전파 지연 시간은 선의 너비 또는 간격과 관련이 있습니다.중요하지 않음사용된 매체의 상대 개전 상수에만 따라 다릅니다.

전송선 종료: 저항이 회선 특성 저항과 같은 회선의 수신단을 종료한 다음 전송선을 병렬 연결단이라고 합니다.이는 주로 분산 부하를 제어하는 등 전기 성능을 얻는 데 사용됩니다.때로는 전력 소비를 절약하기 위해 104 콘덴서와 단접 저항기를 직렬로 연결하여 교류 단접 회로를 형성하면 직류 손실을 효과적으로 줄일 수 있다.저항기는 드라이브와 전송선 사이에 직렬로 연결되며 회선의 끝은 더 이상 단자 저항기에 연결되지 않습니다.이 종료 방법을 직렬 종료라고 합니다.비교적 긴 선로의 과격과 진동벨은 직렬저항이나 직렬단련기술을 통해 통제할수 있다.직렬 댐핑은 구동문 출력과 직렬로 연결된 작은 저항기 (일반적으로 10~75 섬) 를 사용하여 구현됩니다.이 댐핑 방법은 특성 임피던스가 제어되는 와이어 (예: 백플레인 경로설정, 접지 평면이 없는 보드, 대부분의 와이어 팩 등) 에 적용됩니다. 직렬 종료 시 직렬 임피던스의 값은 회로 (구동문) 출력 임피던스와 관련이 있습니다.및 는 전송선의 특성 임피던스입니다.직렬 종단 회선의 단점은 종단 접점에서 집중 부하만 사용할 수 있고 전파 지연 시간이 비교적 길다는 것이다.그러나 이는 이중화된 직렬 단자 연결의 전송선을 사용하여 극복할 수 있습니다.평행단접선로라는 이 두가지 선로는 모두 각자의 장점이 있는데 어느 선로를 사용하는가 또는 두가지를 사용하는가 하는것은 설계자의 취미와 시스템의 요구에 의해 결정된다.완전하고 왜곡이 없습니다.장선로의 부하는 장선로를 구동하는 구동문의 전송지연시간에도 영향을 주지 않고 그 신호변두리속도에도 영향을 주지 않지만 신호가 장선로를 따라 전송되는 지연시간을 증가시킨다.대형 팬을 구동할 때, 출력할 때 부하는 분기 단선을 통해 선로를 따라 분포할 수 있으며, 직렬 단말기처럼 반드시 선로에 부하를 모아야 하는 단말기가 아니다.직렬 단자 연결 방식은 회로로 하여금 여러 개의 병렬 부하선을 구동하는 능력을 가지게 한다.부하로 인한 지연 시간 증가량은 해당 병렬 연결 회선의 지연 시간의 약 두 배이며, 단선은 용량성 부하로 인해 가장자리 속도가 느려지고 구동 게이트 지연 시간이 증가합니다.그러나 직렬단접선로의 직렬 교란은 병렬단접선로보다 높다. 주요 원인은 직렬단접선을 따라 전송되는 신호의 폭이 논리적 진폭의 절반에 불과하기 때문에 스위치 전류는 병렬단접 스위치 전류의 절반에 불과하고 신호 에너지는 적다.PCB 보드의 간섭도 매우 작습니다.