PCBA 기술 - PCB 설계의 접지 및 전압 케이블 연결 정보

요점:

· 인쇄회로기판 레이아웃 및 설계에서 접지 및 전압 케이블 연결 이해

· PCB 설계에서 전원 및 접지 평면을 구현하는 모범 사례

전원 코드를 벽의 콘센트에 꽂거나 전등 스위치를 켜는 것은 매우 쉽다.인쇄 회로 기판의 구성 요소를 전원이나 접지에 연결하는 것도 쉽다고 생각할 수 있습니다.솔직히 PCB 디자인은 그랬다.신호 및 전원 무결성이 중요하지 않은 보드에서 전원 또는 접지 평면에 구멍을 배치한 다음 무시할 수 있습니다.

그러나 오늘날 전자 제품의 설계 요구 사항에 따라 배전망 관리는 설계에 약간의 구멍을 추가하는 것이 아니라 많은 일이 있습니다.장치가 올바른 전원과 접지망을 사용할 수 있도록 PDN이 보드의 나머지 부분에 미치는 영향을 고려해야 합니다.이것은 회로 기판 접지와 전압 접선의 기교가 필요한데, 우리는 여기에서 유용한 아이디어를 제공했다.

인쇄회로기판의 접지와 전압 연결

오늘날의 치밀한 다층판은 선진적인 전자설비에 널리 사용되고있지만 여전히 값싼 이중판이 수요된다.장난감이나 기타 간단한 소비재와 같은 많은 회로가 필요하지 않은 장비의 경우 이중 플레이트가 제조 시간과 비용을 줄이기 위해 여전히 선호됩니다.그러나 이와 동시에 이런 전자설비의 성능은 여전히 제고되고있으며 이는 회로판의 전력공급망설계에 더욱 많은 노력을 기울여야 한다.

전원 평면 및 접지층에 사용할 수 있는 내부 계층이 없으므로 전원 케이블을 연결해야 합니다.대부분의 응용 프로그램에서 설계자는 가능한 한 작은 흔적선 너비를 사용하고 여전히 낮은 가격으로 제조할 수 있는 것을 권장합니다.일반적으로 이로 인해 600만 개의 신호와 2000만 개의 전력이 발생합니다.파워트레인 너비는 전류에 비례한다는 것을 기억하십시오. 전류가 증가하면 트레인 너비가 증가하고 그 반대도 마찬가지입니다.

케이블을 연결할 때 신호 및 전원 케이블은 최상위 계층에 배치되고 반환 경로는 기본 계층에 있어야 합니다.가장 간단한 방법은 베이스 레벨을 솔리드 평면으로 전용하는 것입니다.결국 신호 라우팅을 위해 일부 베이스 레벨을 사용해야 할 수도 있지만 신호 반환에 대한 명확한 경로를 유지하려면

전압 및 신호 경로설정은 세밀한 계획이 필요합니다.

또한 하단 접지를 사용하면 노이즈 및 기타 신호 무결성 문제를 해결할 수 있지만 많은 공간을 차지할 수 있습니다.따라서 전원 공급 장치가 균일하게 분산되도록 최상위 수준의 전원 케이블을 신중하게 계획해야 합니다.

SMT 핀이 큰 금속이 있는 전원 또는 접지에 연결되어 있으면 SMT 핀과 적은 금속이 있는 핀 사이의 열 불균형이 발생할 수 있습니다.두 다리를 가진 비교적 작은 이산 부품에서, 이러한 불균형은"묘비 충돌"이라고 불리는 상황을 초래할 수 있다.이것은 한 핀에 있는 용접재의 회류 속도가 다른 핀보다 빠르고 부품이 위로 당겨져 다른 핀에서 멀어지는 것을 말한다.

이산 SMT 핀을 접지 또는 전압 경로설정에 연결할 때는 열을 방출하기 위해 전류 요구 사항을 충족시키기 위해 충분한 트래킹 폭을 사용하는 것이 좋습니다.이렇게 하면 장치의 두 핀의 열 균형을 유지하는 데 도움이 됩니다.

소형 이산 부품의 또 다른 문제는 큰 금속 위에 핀을 놓는 것이다.이것은 최고의 전기 성능을 제공하지만 다른 핀과 큰 열 불균형을 일으키는 거대한 히트싱크 역할을합니다.전기 설계 및 PCB 제조 요구 사항을 충족하는 모범 사례는 SMT 핀을 여러 개의 흔적 선 또는 "연결"에 연결하는 것입니다. 이는 SMT 핀에 용접하는 데 필요한 열을 방출합니다.

구멍 핀:

통공 핀과 전원 및 접지 트랙의 연결은 일반적으로 다른 트랙과 동일하며 트랙에서 핀으로 직접 연결되는 용접 디스크가 필요합니다.트레이가 용접 디스크보다 넓거나 전원 공급 장치나 접지 평면과 같은 금속 채우기 영역이 있는 경우 다음 그림과 같이 핫 용접 디스크를 사용해야 합니다.

이러한 히트싱크는 전류를 전도할 수 있는 충분한 양의 금속을 제공할 수 있지만, 금속 평면이 핀에서 섭취하는 열을 줄일 수 있다.Cadence Allegro와 같은 PCB 설계 도구를 사용하면 케이블 스트랩의 폭과 핫 패드의 간격을 제어하여 핫 패드에 충분한 금속을 제공하여 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.

접지 평면의 구멍 통과 핀의 히트싱크

전원 및 접지 평면의 장점과 단점

다중 레이어 보드를 설계하려면 전용 전원 공급 장치 및 접지 평면에 대한 보드 스택을 구성해야 할 수 있습니다.항공기를 사용하는 가장 큰 장점은 이중 플레이트에서와 같은 와이드 트랙과 케이블 연결 없이 구성 요소를 전원과 지상에 연결하는 간단한 방법을 제공한다는 것입니다.설계에서 지면을 사용하면 다음과 같은 다양한 이점을 얻을 수 있습니다.

반환 경로: 신호가 원본에서 목적지로 전파되고 원본으로 반환됩니다.명확한 반환 경로가 없으면 서스펜션할 때 많은 소음이 발생하여 다른 회로에 영향을 줄 수 있습니다.이 간단한 반환 경로는 지면에 제공됩니다.

· 차단: 접지층은 외부 전자기 간섭(EMI)으로부터 민감한 회로를 차단하고 내부에서 발생하는 EMI가 다른 장치에 영향을 미치지 않도록 하는 데 도움이 될 것이다.또한 설계에서 소스 신호 레이어 간의 접지 평면을 사용하면 레이어 간의 넓은 모서리 결합 또는 직렬 교란의 가능성을 줄일 수 있습니다.

· 노이즈 감소: 디지털 회로 전환 상태가 되면 접지 회로를 통해 노이즈 펄스가 발생하여 다른 회로를 잘못 전환할 수 있습니다.접지평면의 대면적은 충격을 줄이는 데 도움이 될 것이다. 왜냐하면 그 저항은 흔적선을 통과하는 접지선의 저항보다 낮기 때문이다.

· 냉각: 접지 평면은 또한 열 작동 어셈블리에 좋은 히트싱크를 제공합니다.이러한 구멍이 있는 부품을 보드를 통해 접지 평면에 연결하면 열이 보드에 균일하게 분산될 수 있습니다.

· 다른 한편으로 전원과 지상비행기를 사용할 때 일부 결점에 주의를 돌려야 한다.이 평면은 판의 층수를 증가시켜 제조 원가를 증가시킬 것이다.디지털 및 아날로그와 같은 회로의 다른 영역은 한 회로의 소음이 다른 회로에 악영향을 미치지 않도록 접지를 신중하게 관리해야 합니다.그리고 여러 개의 전원이나 접지망을 수용하기 위해 분열식 비행기를 사용할 때는 각별히 조심해야 한다.이는 신호 반환 경로에 특히 중요합니다. 왜냐하면 분리 평면이 의도치 않게 원활하게 연결되어야 할 경로를 손상시키거나 차단할 수 있기 때문입니다.

그러나 이러한 모든 문제는 PCB 설계 프로세스의 일부이며 고급 PCB 설계 도구를 사용하여 이러한 문제를 교묘하게 해결할 수 있습니다.