PCB 기술 - PCB 전자기 기술 배선 설계

인쇄회로기판은 전자제품에서 회로 부품을 지탱하는 부품이다.회로 부품과 장치 간의 전기 연결을 제공하며 다양한 전자 장치에서 가장 기본적인 부품입니다.현재, 대형 및 초대형 집적 회로는 전자 장치에 널리 사용되고 있으며, 인쇄 회로 기판에 부품의 설치 밀도는 점점 더 높아지고 신호 전송 속도는 점점 더 빨라지고 있습니다.이로 인한 EMC 의 문제점도 부각되고 있습니다.인쇄회로기판은 단일 패널 (단일 패널), 이중 패널 (이중 패널) 및 다중 패널로 나뉩니다.단일 보드와 이중 보드는 일반적으로 중저밀도 케이블 연결 및 저집적 회로에 사용되며 PCB 다중 보드는 고밀도 케이블 연결 및 고집적 회로를 사용합니다.단판과 쌍판은 고속 회로에 적합하지 않으며, 단판과 양면 배선은 고성능 회로의 요구를 만족시킬 수 없다.다층 배선 기술의 발전은 상술한 문제를 해결하는 데 가능성을 제공했고 그 응용은 갈수록 광범위해졌다.

다중 레이어 경로설정의 특징.

회로 기판은 유기 및 무기 개전 재료로 구성되며 다층 구조를 가지고 있습니다.이러한 레이어는 구멍을 통해 연결됩니다.구멍을 통해 도금하거나 금속 재료를 채우면 층 사이의 전기 신호 전도를 실현할 수 있다.다중 레이어 경로설정은 다음과 같은 특성으로 인해 널리 사용되고 있습니다.

다중 레이어에 전용 전원 레이어와 지선 레이어를 제공합니다.전력 계층은 노이즈 소스로 사용되어 간섭을 줄일 수 있습니다.이와 동시에 전력층은 시스템의 모든 신호에 루프를 제공하여 공저항결합교란을 제거할수 있다.전원 시스템에서 전원 코드의 임피던스를 줄여 공용 임피던스 간섭을 줄입니다.

(2) 다층판은 특수한 접지층을 사용하고 모든 신호선에 특수한 접지선이 있다.신호선의 특징: 임피던스가 안정적이고 일치성이 좋으며 반사로 인한 파형실조를 감소시킨다.특수한 접지층을 사용하여 신호선과 접지선 사이의 분포용량을 증가하고 직렬 교란을 줄인다.

셋째, 인쇄회로기판의 층압설계.

PCB 보드의 경로설정 규칙입니다.

다층판의 전자기 호환성 분석은 키르호프의 법칙과 패러데이의 법칙에 따라 할 수 있다.키르호프의 법칙에 따르면 신호원에서 부하에 이르는 모든 시간대 전송 신호는 가장 낮은 임피던스 경로를 가져야 한다.

다중 레이어 보드가 있는 PCB는 일반적으로 고속 및 고성능 시스템에서 사용되며, 이 중 다중 레이어 보드는 DC(직류) 전원 공급 장치나 접지 참조 평면에서 사용할 수 있습니다.이러한 평면은 일반적으로 솔리드 평면으로 구분되지 않는 전원 레이어나 접지 레이어로 충분하기 때문에 같은 레이어에 다른 직류 전압을 배치할 필요가 없습니다.레이어는 인접한 전송선에 있는 신호로 회귀하는 전류 루프로 사용됩니다.저임피던스 전류 회로를 구축하는 것이 이러한 유형의 평면 계층 EMC의 주요 목표입니다.

신호 레이어는 참조 평면의 물리적 레이어 사이에 분포하며 대칭 또는 비대칭 밴드일 수 있습니다.12층 기판의 경우 다층 기판의 구조와 배치에 대해 설명했다.계층 구조는 T-P-S-P-S-P-B이며, 여기서 T는 최상층, P는 참조 평면, S는 신호층, B는 최하층입니다.위에서 아래로 1층, 2층...12층.부속품의 상하 용접판으로서 신호는 상하 사이에서 장거리 전송할 수 없으며, 이는 흔적선의 직접 복사를 줄일 수 있다.호환되지 않는 신호선은 상호 간의 결합 간섭을 피하기 위해 서로 격리되어야 한다.고주파 및 저주파, 큰 전류 및 작은 전류, 디지털 및 아날로그 신호선은 호환되지 않습니다.호환되지 않는 컴포넌트는 인쇄판의 다른 위치에 배치하여 컴포넌트 레이아웃을 수행하고 신호선을 분리하도록 배치해야 합니다.설계에서 주의해야 할 세 가지 문제:

다른 직류 전압에 사용되는 여러 파워 영역이 포함될 참조 레이어를 결정합니다.11층에 여러 개의 직류 전압이 있다고 가정하면 설계자는 반드시 고속 신호를 가능한 한 10층과 밑층에서 멀리 떨어져야 한다. 왜냐하면 회로 전류는 10층 이상의 참고 평면을 통과할 수 없고 봉합 콘덴서를 사용해야 하기 때문이다.셋째, 5, 7, 9층은 고속 신호에 사용되는 신호층이다.중요 신호의 라우팅은 최적화 계층에서 가능한 라우팅 채널의 수를 결정하기 위해 가능한 한 한 한 방향으로 배치되어야 합니다.층 사이의 신호 흔적선은 서로 수직이어야 하며, 이는 전장과 자기장 사이의 결합 방해를 줄일 수 있다.3층과 7층은'동서', 5층과 9층은'남북'으로 각각 배선할 수 있다.어느 직물이 목적지에 도달하는 방향에 근거해야 하는가

(2) 고속 신호 라우팅 프로세스의 계층 수 변화와 독립형 라우팅에서 사용되는 레이어를 사용하여 참조 평면에서 필요한 새 참조 평면으로 반환 전류가 흐르도록 합니다.이는 신호 루프의 면적을 줄이고 루프 차형 전류 복사와 공통 모드 전류 복사를 줄이기 위한 것이다.루프의 복사 강도는 루프의 면적과 정비례한다.사실 가장 좋은 디자인은 참고면을 바꿀 필요가 없다. 참고면의 한쪽만 바꾸면 되고 다른 한쪽만 바꾸면 된다.예를 들어, 신호 레이어의 조합을 신호 레이어 쌍인 No.3, No.5, No.7, No.7 및 No.9로 사용할 수 있으므로 동서 방향과 남북 방향에서 경로설정 조합을 형성할 수 있습니다.그러나 계층 3과 9의 조합은 사용할 수 없습니다. 왜냐하면 전류가 계층 4에서 계층 8로 되돌아가야 하기 때문입니다.디커플링 콘덴서는 오버홀 근처에 놓을 수 있지만 지시선과 오버홀 센싱의 존재로 인해 고주파에서 기능을 잃게 됩니다.그러나 이러한 흔적선은 신호 루프의 면적을 늘리고 전류 복사를 불리하게 줄일 것이다.

(3) 참조 계층의 직류 전압을 선택합니다.이 경우 프로세서의 내부 신호 처리 속도가 빨라지기 때문에 전원 / 접지 참조 핀에서 많은 소음이 발생합니다.따라서 프로세서에 동일한 직류 전압을 제공할 때 디커플링 콘덴서를 사용하고 가능한 한 디커플링 콘덴서를 효과적으로 사용하는 것이 중요합니다.이러한 구성 요소의 감전을 줄이는 가장 좋은 방법은 가능한 한 짧고, 가능한 한 넓은 흔적선과 가능한 한 짧고, 너무 두꺼운 구멍을 연결하는 것입니다.

두 번째 레이어가 "땅" 이고 네 번째 레이어가 프로세서의 전원으로 지정되면 오버홀 거리가 멀어질수록 프로세서의 최상위와 디커플링 커패시터가 짧아야 합니다. 보드 하단까지 확장된 공간에는 중요한 전류가 없으며 단락 시에도 안테나 기능이 없습니다.캐스케이드 설계 레이아웃의 참조 구성은 표 1과 같습니다.

20-H 규칙, 3-W 규칙.

다층 PCB 보드의 콘덴서 설계에서 다층 보드 콘덴서의 전원 레이어와 보드 가장자리 사이의 거리를 확인하고 인쇄 테이프 사이의 거리를 해결하는 데는 20-H 법과 3-W 법의 두 가지 기본 원칙이 있습니다.

20-H 원리: 무선 주파수 전류는 일반적으로 전력 평면의 가장자리에 존재합니다.마그네틱 간의 연결 때문이에요.고속 디지털 로직과 클럭 신호를 사용할 때 RF 전류는 그림 1과 같이 서로 결합됩니다.이러한 영향을 줄이기 위해 전원 평면의 물리적 크기는 최소 20H 미만이어야 합니다 (H는 전원 평면과 지면 사이의 거리).전력 평면의 가장자리 효과는 일반적으로 10H 정도에서 발생하며, 20H에서는 약 10% 의 자기 통량이 차단되며, 98% 의 자기 통량에 도달하려면 그림 1과 같이 100% 의 경계 값이 필요합니다.20-H 규칙은 전원 평면과 가장 가까운 접지 평면 사이의 물리적 거리를 결정합니다. 여기에는 복동 층 압판, 사전 충전 및 절연 격리 층의 두께가 포함됩니다.20-H를 사용하면 PCB의 공명 주파수를 높일 수 있습니다.

3-W 규칙: 두 PCB 인쇄 회로 사이의 거리가 매우 길면 전자기 교란이 발생하여 관련 회로의 정상적인 작동에 영향을 줄 수 있습니다.이러한 간섭을 피하려면 플롯 선 사이의 거리가 3 배 이상, 즉 3 W 이상이어야합니다 (W는 플롯 선의 폭입니다).인쇄 선로의 너비는 선로의 저항 요구와 관계가 있다.너무 넓으면 경로설정 밀도, 너무 좁으면 신호 무결성, 너무 좁으면 전송 단자의 강도에 영향을 줄 수 있습니다.3-W 원리의 기본 응용 대상은 클럭 회로, 차동 쌍 및 I/O 포트 경로설정입니다."3-W 원리"는 직렬 교란 에너지가 70% 감소하는 전자기 통량 경계를 간단히 나타냅니다.직렬 에너지 감쇠의 98% 를 보장하는 전자기 통량 경계는 10이어야 하는 등 더 높은 요구가 필요한 경우