PCB 기술 - PCB 인쇄 회로기판을 통한 설계 기법

PCB 보드의 오버홀은 다층 PCB 보드의 중요한 구성 요소 중 하나이며 일반적으로 시추 비용은 PCB 제조 비용의 30~40% 를 차지합니다.간단히 말해서, PCB의 각 구멍을 오버홀이라고 할 수 있습니다.

기능의 관점에서 볼 때, 오버홀은 레이어 간의 전기 연결에 사용되는 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.다른 하나는 기기를 고정하거나 위치를 지정하는 데 사용됩니다.공예적으로 말하자면, 구멍을 통과하는 것은 일반적으로 세 종류로 나뉘는데, 즉 블라인드 구멍 통과, 구멍 묻기 및 관통 구멍이다.

블라인드 구멍은 인쇄회로기판의 상단과 하면에 위치하며 일정한 깊이를 가지고 있다.서피스 선과 아래 내부 선을 연결하는 데 사용됩니다.일반적으로 구멍의 깊이는 일정한 축척 (구멍 지름) 을 초과하지 않습니다.매몰구멍은 인쇄회로기판 내부에 있는 연결 구멍으로 회로기판 표면까지 확장되지 않습니다.

위의 두 유형의 구멍은 보드의 내부 레이어에 있으며 레이어를 누르기 전에 구멍 통과 프로세스를 통해 완료되며 구멍을 통과하는 동안 여러 내부 레이어를 중첩할 수 있습니다.세 번째 유형은 내부 상호 연결 또는 컴포넌트로 배치 구멍을 설치하는 데 사용할 수 있는 전체 보드를 통과하는 통과 구멍이라고 합니다.

PCB 설계의 설계 기법을 통한 PCB 보드 설계

구멍은 공정에서 쉽게 구현되고 비용이 적게 들기 때문에 다른 두 가지 구멍이 아닌 대부분의 인쇄 회로 기판에 사용됩니다.별도의 규정이 없는 한 다음 오버홀은 오버홀이 됩니다.

1.PCB 설계의 관점에서 볼 때, 오버홀은 주로 두 부분으로 구성되어 있는데, 한 부분은 중간의 드릴링이고, 다른 한 부분은 드릴링 주위의 용접판 영역이다.이 두 부분의 크기가 오버홀 크기를 결정합니다.분명히 고속, 고밀도의 PCB 설계에서 설계자는 항상 구멍이 작을수록 좋으며, 이렇게 하면 보드에 더 많은 배선 공간을 남길 수 있다.또한 구멍이 작을수록 자체 기생 용량이 작아집니다.작을수록 고속 회로에 더 적합합니다.그러나 구멍 치수의 감소는 비용 증가를 가져오며 구멍을 통과하는 치수는 무한히 감소할 수 없습니다.이는 드릴링과 전기도금 등 공예기술의 제한을 받는다. 구멍이 작을수록 드릴링이 많고 소요시간이 길수록 중심위치에서 쉽게 벗어난다.구멍의 깊이가 드릴링 지름의 6배를 초과하는 경우 구멍 벽에 균일한 구리 도금이 보장되지 않습니다.예를 들어, 일반 6단 PCB 보드의 두께(구멍 통과 깊이)는 약 50Mil이므로 PCB 제조업체가 제공할 수 있는 최소 드릴 지름은 8Mil에 불과합니다.

둘째, 구멍을 통과하는 기생용량은 구멍 자체가 땅에 기생용량을 가지고 있다.구멍 접지층에서 분리된 구멍의 지름이 D2, 구멍 용접판의 지름이 D1, PCB 보드의 두께가 T인 것으로 알려진 경우 보드 기판의 개전 상수는 다음과 같습니다.구멍이 뚫린 기생용량은 약 C=1.41μTD1/(D2-D1) 구멍이 뚫린 기생용량이 회로에 미치는 주요 영향은 신호의 상승 시간을 연장하고 회로의 속도를 낮추는 것이다.예를 들어, 두께가 50Mil인 PCB의 경우 내부 지름이 10Mil, 용접판 지름이 20Mil인 오버홀을 사용하고 용접판과 접지 구리 영역 사이의 거리가 32Mil이면 위의 공식을 사용하여 오버홀과 비슷할 수 있습니다. 기생용량은 C= 1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020) = 0.517pF,이 부분의 용량으로 인한 상승 시간 변화는 T10-90=2.2C(Z0/2) = 2.2x0.517x(55/2) = 31.28ps이다. 이 값을 보면 단일 구멍이 뚫린 기생 용량으로 인한 하강 지연의 영향은 뚜렷하지 않지만 흔적선에서 구멍을 여러 번 사용하여 층간을 전환한다면 설계자는 여전히 자세히 고려해야 한다.

3. 과공의 기생 전감은 유사하게 과공에 기생 전감과 기생 용량이 존재한다.고속 디지털 회로의 설계에서 과공 기생 전감으로 인한 손상은 왕왕 기생 용량의 영향보다 크다.그 기생 직렬 전감은 바이패스 콘덴서의 기여를 약화시키고 전체 전력 시스템의 필터 효과를 약화시킨다.우리는 다음과 같은 공식으로 구멍의 근사 기생 전감을 간단하게 계산할 수 있다: L = 5.08h [ln (4h/d) +1] 그 중 L은 구멍을 통과하는 전감이고, h는 구멍을 통과하는 길이이며, d는 구멍의 중심 직경이다.공식에서 볼 수 있듯이 구멍을 통과하는 지름은 전감에 대한 영향이 비교적 적지만 구멍을 통과하는 길이는 전감에 대한 영향력이 가장 크다.위의 예에서 볼 수 있듯이, 구멍을 통과하는 감응은 L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH로 계산할 수 있습니다. 신호의 상승 시간이 1ns이면 해당 임피던스는 XL=ÍL/T10-90=3.19입니다. 이 임피던스는 고주파 전류가 통과할 때 더 이상 무시되지 않습니다.특히 전원 평면과 접지 평면을 연결할 때 바이패스 콘덴서가 두 개의 구멍을 통과해야 구멍을 통과하는 기생 전기 감각이 기하급수적으로 증가한다는 점에 유의해야 한다.

4. 고속 PCB의 오버홀 설계.이상의 과공 기생 특성에 대한 분석을 통해, 우리는 고속 PCB 설계에서 간단해 보이는 과공이 종종 회로 설계에 큰 부정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.효과오버홀 기생 효과로 인한 악영향을 줄이기 위해 설계에서 다음 사항을 수행할 수 있습니다.

1. 원가와 신호 품질을 고려하여 사이즈를 통해 합리적인 사이즈를 선택한다.예를 들어, 6-10 레이어 메모리 모듈 PCB 설계의 경우 10/20Mil(드릴/용접 디스크)을 사용하여 구멍을 통과하는 것이 좋습니다.밀도가 높은 작은 보드의 경우 8/18Mil을 사용해 보십시오.구멍현재 기술 조건에서는 작은 오버홀을 사용하기가 어렵습니다.전원 공급 장치나 접지 구멍의 경우 임피던스를 줄이기 위해 더 큰 크기를 사용하는 것이 좋습니다.

2.위에서 논의한 두 공식은 더 얇은 PCB를 사용하는 것이 구멍을 통과하는 두 기생 매개변수를 줄이는 데 도움이 된다는 결론을 내릴 수 있습니다.

3.가능한 한 PCB 보드의 신호 흔적선의 층수를 변경하지 마십시오.즉, 불필요한 오버홀을 사용하지 마십시오.

4. 전원 공급 장치와 접지 핀은 근처에 구멍을 뚫어야 하며, 오버홀과 핀 사이의 지시선은 가능한 한 짧아야 한다. 왜냐하면 그것들은 전기 감각을 증가시키기 때문이다.또한 전원 공급 장치와 접지 지시선은 가능한 한 두꺼워 임피던스를 줄여야 합니다.

5. 신호층의 통공 부근에 접지의 통공을 배치하여 신호에 가장 가까운 순환 도로를 제공한다.심지어 PCB 보드에 대량의 이중 접지 구멍을 배치할 수도 있다.물론 디자인은 유연해야 합니다.

앞서 설명한 오버홀 모델은 각 레이어에 용접 디스크가 있는 경우입니다.때때로 우리는 일부 층의 패드를 줄이거나 심지어 제거할 수 있다.특히 구멍을 통과하는 밀도가 매우 높을 경우 구리 레이어에 분리 루프가 형성되는 끊어진 노치가 발생할 수 있습니다.이 문제를 해결하기 위해 구멍의 위치를 이동하는 것 외에도 구멍을 구리 레이어에 배치하는 것을 고려할 수 있습니다.용접 디스크 크기가 줄어듭니다.