PCB 기술 - 다층 인쇄 회로기판의 설계 방법

다중 레이어 인쇄 회로 기판을 설계하기 전에 설계자는 먼저 회로 기판의 크기, 회로 기판의 크기, 회로 기판의 크기 및 회로 기판의 모양에 따라 전자 호환성 (EMC) 요구 사항을 결정해야 합니다.사용될 보드 구조를 결정합니다. 즉, 4, 6 또는 그 이상의 보드를 사용할지 여부를 결정합니다.필요한 계층 수를 결정한 후 내부 전기 계층의 위치와 해당 계층에 서로 다른 신호를 할당하는 방법을 결정합니다.이 옵션은 다중 계층 PCB 계층 구조의 옵션입니다.레이어 구조는 인쇄판의 전자기 호환 성능에 영향을 주는 중요한 요소이다.전자기 간섭을 억제하는 중요한 수단 이 절에서는 다중 계층 PCB 보드 계층 구조에 관한 내용을 설명합니다.

1. 도면층의 선택과 중첩의 원리

다중 계층 PCB의 계층 구조를 결정할 때 고려해야 할 많은 요소가 있습니다.경로설정의 경우 레이어가 많을수록 좋지만 많을수록 좋습니다.제조업체에 있어서 층압구조의 대칭여부는 PCB판을 제조할 때 주목하는 초점이다.중첩구조의 대칭 여부는 판의 비용과 난이도이며, 이는 중첩구조의 대칭성을 증가시킨다.그러므로 층수의 선택은 여러 방면을 고려해야 한다.균형이 필요합니다.숙련된 설계자의 경우 컴포넌트의 사전 레이아웃을 완료한 후 PCB의 경로설정 병목 현상을 핵심적으로 분석합니다.컴포넌트의 사전 레이아웃이 완료되면 이 도구는 보드 경로설정 밀도를 분석합니다.그런 다음 차등선과 같은 특수 경로설정 요구 사항이 있는 신호선, 미분선과 같은 특수 경로설정 요구 사항이 있는 민감한 신호선과 같은 EDA 도구를 통합하여 회로 기판을 분석합니다.차등선, 민감한 신호선 등 특수 배선 밀도가 요구되는 신호선의 수량과 유형은 신호층의 층수를 확정한 후 전원 유형에 따라 신호층의 층수를 확정한다.전원 공급 장치의 유형, 격리 및 간섭에 대한 요구 사항에 따라 내부 전기 계층의 수를 결정합니다.신호 계층의 계층 수를 결정하기 위해 전원 유형, 격리 및 간섭 방지 요구 사항에 따라 내부 전기 계층의 수를 결정합니다.이런 방식으로 전체 회로 기판의 층수를 기본적으로 확정하였다.회로 기판의 층수를 확정한 후, 다음 작업은 각 층의 회로의 배치 순서를 합리적으로 안배하는 것이다.(1) 신호층은 내부 전층 (내부 전원 접지층) 과 인접해야 하며 내부 전층의 큰 동막은 신호층에 차단을 제공하는 데 응용되어야 한다.(2) 내부 전원층과 접지층은 긴밀하게 결합해야 한다. 즉, 내부 전원층과 접지층 사이의 매체 두께를 비교해야 한다.전원 공급 장치와 접지층 사이의 용량을 늘리고 공명 주파수를 증가시킵니다.작은 값은 전원 평면과 접지 평면 사이의 용량을 증가시키고 공명 주파수를 증가시킵니다.(3) 회로의 고속 신호 전송층은 신호 중간층이고 두 내부 전층 사이에 끼어야 한다.이렇게 하면 두 내전층의 동막은 고속신호 전송에 전자기 차단을 제공할 수 있으며, 동시에 고속신호의 복사는 두 내전층 사이를 효과적으로 제한할 수 있어 외부 간섭을 일으키지 않는다.(4) 두 신호층이 직접 인접하지 않도록 한다.직렬 교란은 인접한 신호층 사이에 쉽게 도입되어 회로 고장을 초래한다;두 신호 레이어 사이에 접지 평면을 추가하면 간섭을 효과적으로 방지할 수 있습니다.(5) 여러 접지의 내부 전기층은 접지 저항을 효과적으로 낮출 수 있다;예를 들어, A 신호 레이어와 B 신호 레이어는 별도의 접지 평면을 사용하므로 공통 모드 간섭을 효과적으로 줄일 수 있습니다.(6) 레이어 구조의 대칭성을 고려합니다.일반적인 계층 구조는 다음과 같은 4 계층 구조의 예입니다. 일반적인 4 계층 구조의 경우 (1) Siganl_1 (상단), GND (내부 _ 1), POWER (내부 _ 2), Siganl_ 2 (하단) 등의 계층 구조 정렬과 조합을 최적화하는 방법입니다.(2) Siganl_1(상단), POWER(내부_1), GND(내부_2), Siganl_2(하단).(3) POWER(상단), Siganl_1(내부_1), GND(내부_2), Sigan-2(하단).

분명히 대안 3은 전원 평면과 접지 평면 사이에 유효한 결합이 부족하기 때문에 사용해서는 안 된다.그렇다면 시나리오 1과 시나리오 2는 어떻게 선택해야 할까요?일반적으로 설계자는 4계층 구조로 옵션 1을 선택합니다.옵션 2를 사용할 수 없기 때문이 아니라 일반 PCB 보드는 어셈블리를 최상위 레벨에만 배치하므로 옵션 1을 사용하는 것이 더 적합합니다.그러나 부품을 최상위와 하위에 동시에 배치해야 하고 내부 전원 레이어와 접지층 사이의 개전 두께가 크고 결합이 좋지 않을 때는 어느 층의 신호선이 적은지 고려할 필요가 있다.시나리오 1의 경우 하단의 신호선이 더 적고 넓은 면적의 구리 필름을 사용하여 POWER 계층과 결합할 수 있습니다.대신, 어셈블리가 주로 아래쪽에 배치된 경우에는 시나리오 2를 사용하여 보드를 만들어야 합니다.4 계층 구조의 계층 구조 분석을 완료한 후 6 계층 구조의 배치 및 조합 및 선택 방법을 설명하는 6 계층 구조의 조합 방법의 예는 다음과 같습니다.

(1) Siganl_1(상단), GND(내부_1), Siganl_2(내부_2), Sigan l_3(내부_3), POWER(입력).시나리오 1은 4층 신호 레이어와 2층 내부 전원 / 접지 레이어를 사용하며 신호 레이어가 더 많아 구성 요소 간의 케이블 연결 작업에 유리하지만 이 시나리오의 결함도 더욱 뚜렷하여 다음과 같은 두 가지 측면에서 나타납니다. a.전원층과 접지층은 거리가 멀고 완전히 결합되지 않았다.신호층 Siganl_2 (Inner_2) 와 Siganl_3 (Inner_3) 은 서로 직접 인접해 있어 신호 격리가 잘 되지 않고 직렬 교란이 발생하기 쉽다

(2) Siganl_1(상단), Siganl_2(내부 _1), POWER,그리고 간섭하기 쉬운 문제는 아직 해결되지 않았다.시나리오 1과 시나리오 2에 비해 시나리오 3는 신호층을 하나 줄이고 내부 전기층을 늘렸다.경로설정에 사용할 수 있는 레이어를 줄였지만 시나리오 1과 시나리오 2의 일반적인 결함인 a를 해결했습니다.전원층과 접지층은 긴밀하게 결합한다. b. 각 신호층은 내부 전기층과 직접 인접해 있어 다른 신호층과 효과적으로 격리되어 있어 교란이 잘 일어나지 않는다.상기 두 가지 사례의 분석을 통해 저는 독자들이 계단식 구조에 대해 어느 정도 이해를 했다고 믿지만 어떤 상황에서 어떤 방안은 모든 요구를 만족시킬 수 없기 때문에 각종 디자인 원칙의 우선순위를 고려해야 합니다.유감스럽게도, 회로 기판의 계층화 설계는 실제 회로의 특성과 밀접한 관련이 있기 때문에, 서로 다른 회로의 교란 방지 성능과 설계 중점이 다르기 때문에, 실제로 이러한 원칙은 명확한 우선 참고권이 없다.그러나 분명한 것은 설계에서 먼저 설계 원칙 2 (내부 전원 레이어와 접지 레이어가 긴밀하게 결합되어야함) 를 충족시켜야합니다.또한 회로가 고속 신호를 전송해야 하는 경우 설계 원칙 3을 충족해야 합니다 (고속 신호 전송 레이어는 신호 중간 레이어여야 하며 두 내부 레이어 사이에 끼어 있어야 하는 경우 인쇄 회로 기판의 높이를 먼저 충족해야 함).신호 전송 계층은 신호의 중간 계층이며 두 내부 계층 사이에 끼어 있어야 합니다.)