PCB 기술 - PCB 설계 과정에서 고려해야 할 사항

1. 디자인 출력

PCB 설계는 프린터 또는 gerber 파일로 내보낼 수 있습니다.프린터는 PCB 레이어를 인쇄할 수 있어 설계자와 심사자가 쉽게 검사할 수 있습니다.gerber 파일은 인쇄 회로 기판을 생산하기 위해 회로 기판 제조업체에 넘겨졌습니다.gerber 파일의 출력은 매우 중요합니다.그것은 이 설계의 성패와 관계된다.gerber 파일을 출력할 때 주의해야 할 사항을 중점적으로 소개한다.

a. 출력이 필요한 레이어는 케이블링 레이어(최상위, 하단, 중간 케이블 레이어 포함), 전원 레이어(VCC 레이어 및 GND 레이어 포함), 와이어 레이어(상단 와이어, 하단 와이어 포함), 용접 마스크(상단 용접 마스크 포함) 및 하단 용접 마스크이며 드릴링 문서(NC Drill) b도 생성됩니다. 전원 레이어가 버스트/블렌드로 설정된 경우그런 다음 Add Document 창의 Document 항목에서 Routing을 선택하고 gerber 파일을 내보낼 때마다 Pour Manager의 Plane Connect를 사용하여 PCB 그림에서 구리를 부어야 합니다.CAM 평면으로 설정하면 평면을 선택합니다.Layer 항목을 설정할 때 Layer25를 추가하고 Layer25 레이어에서 Pads 및 Viasc를 선택합니다.장치 설정 창에서 (장치 설정별) 조리개 값을 199d로 변경합니다.각 레이어의 레이어를 설정할 때 Board Outline을 선택합니다.e. 실크스크린 레이어의 레이어를 설정할 때 부품 유형을 선택하지 말고 최상위 (맨 아래) 및 실크스크린 레이어의 컨투어, 텍스트, 선을 선택합니다.저항 레이어의 레이어를 설정할 때 통과 구멍을 선택하면 저항 레이어가 통과 구멍에 추가되지 않고 통과 구멍을 선택하지 않으면 해당 저항 레이어가 나타납니다.g. 드릴링 파일을 생성할 때 PowerPCB 결함을 사용하여 설정을 변경하지 않고 저장합니다.h. 모든 gerber 파일을 출력한 후 CAM350을 사용하여 열고 인쇄하면 설계자와 검토자가 다중 계층 PCB의 중요한 구성 요소 중 하나인 "PCB 검사 테이블"에 따라 오버홀 (오버홀) 을 검사합니다.드릴링 비용은 일반적으로 PCB 제조 비용의 30 ~ 40을 차지합니다.간단히 말해서, PCB의 각 구멍을 오버홀이라고 할 수 있습니다.기능적 관점에서 볼 때 오버홀은 다음과 같은 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

2. 각 층 간의 전기 연결로 사용한다.

디바이스를 고정하거나 위치를 지정하는 데 사용됩니다.공예로 말하자면, 이러한 오버홀은 일반적으로 블라인드 오버홀, 매몰 오버홀, 관통 오버홀 등 세 종류로 나뉜다.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.일반 구멍은 공정에서 쉽게 구현되고 비용이 적게 들기 때문에 대부분의 인쇄 회로 기판은 다른 두 가지 유형의 일반 구멍을 대체하기 위해 사용됩니다.별도의 규정이 없는 한 다음 오버홀은 오버홀이 됩니다.설계 각도에서 볼 때, 오버홀은 주로 두 부분으로 구성되어 있는데, 한 부분은 중간의 드릴링이고, 다른 한 부분은 아래 그림과 같이 드릴링 주위의 패드 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. 드릴링이 작을수록 드릴링 시간이 길고 중심 위치에서 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.

3. 과공 기생용량

구멍을 통과하는 자체는 땅에 기생용량을 가지고 있다.알려진 구멍의 접지층에 있는 분리 구멍의 지름이 D2, 구멍 용접판의 지름이 D1, PCB 보드의 두께가 T, 보드 기판의 개전 상수가구멍이 뚫린 기생용량의 크기는 대략 C=1.41μTD1/(D2-D1) 구멍이 뚫린 잡산용량은 회로가 신호의 상승시간을 연장하고 회로의 속도를 떨어뜨린다.예를 들어, 두께가 50Mil인 PCB의 경우 내부 지름이 10Mil이고 용접판 지름이 20Mil인 오버홀을 사용합니다.

용접판과 접지 구리 구역 사이의 거리가 32Mil이라면 위의 공식을 통해 구멍과 비슷한 기생용량은 대체로 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.

4. 과공 기생 감지

이와 유사하게 기생용량과 과공이 존재한다.고속 디지털 회로의 설계에서, 구멍을 통과하는 기생 전기 감각으로 인한 손상은 왕왕 기생 용량의 영향보다 크다.그 기생 직렬 전감은 바이패스 콘덴서의 기여를 약화시키고 전체 전력 시스템의 필터 효과를 약화시킨다.우리는 다음과 같은 공식을 사용하여 구멍의 근사 기생 전감 = 5.08h[ln (4h/d) 1]을 간단하게 계산할 수 있는데, 그 중 L은 구멍을 통과하는 전감이고, h는 구멍을 통과하는 길이이며, d는 중심 드릴 직경이다.공식에서 볼 수 있듯이 구멍을 통과하는 지름은 전감에 대한 영향이 비교적 적지만 구멍을 통과하는 길이는 전감에 대한 영향력이 가장 크다.위의 예제에서 볼 수 있듯이 구멍을 통과하는 감전은 = 5.08x0.050 [ln(4x0.050/0.010) 1] = 1로 계산할 수 있습니다.