PCB 기술 - PCB 설계 방법 및 기술1

PCB 보드 선택 방법

1. PCB 보드의 선택은 설계 요구 사항 충족과 대규모 생산 및 비용 사이의 균형을 이루어야 합니다.설계 요구 사항에는 전기 및 기계 부분이 포함됩니다.이 재료 문제는 일반적으로 매우 빠른 PCB 보드를 설계할 때 GHz보다 더 중요합니다.예를 들어, 일반적으로 사용되는 FR-4 재료는 몇 GHz의 주파수에서 매개 전기 손실이 신호 감쇠에 큰 영향을 미치며 적합하지 않을 수 있습니다.전기학적으로 말하자면, 개전 상수와 개전 손실이 설계 주파수에 적합한지 주의해야 한다.

2.고주파 간섭을 어떻게 피합니까?

고주파 간섭을 피하는 기본 사상은 고주파 신호 전자장의 간섭을 최대한 줄이는 것인데, 이것이 바로 이른바 직렬 간섭(crosstalk)이다.고속 신호와 아날로그 신호 사이의 거리를 늘리거나 아날로그 신호 외에 접지 보호/분류선을 추가할 수 있다.또한 디지털 접지에서 아날로그 접지까지의 소음 방해에도 주의해야 한다.

3.고속 설계에서 신호 무결성 문제를 어떻게 해결합니까?

신호 무결성은 기본적으로 임피던스 일치의 문제입니다.임피던스 일치에 영향을 주는 요소는 신호원의 구조와 출력 임피던스, 흔적선의 특성 임피던스, 부하단의 특성과 흔적선의 토폴로지 구조를 포함한다.솔루션은 끝 (끝) 을 종료하고 경로설정된 토폴로지 구조를 조정하는 것입니다.

4.차분 접선법은 어떻게 이루어졌습니까?

차분 쌍의 배치에서 두 가지 주의해야 할 점이 있다.하나는 두 와이어의 길이가 가능한 한 길어야 한다는 것이고, 다른 하나는 두 와이어 사이의 거리 (이 거리는 차분 임피던스에 의해 결정됨) 가 평행해야 한다는 것이다.같은 레이어에서 두 컨덕터가 나란히 실행되는 두 가지 평행 방식과 두 컨덕터가 위 아래 (위 아래) 의 두 인접 레이어에서 실행되는 두 가지 방법이 있습니다.일반적으로 전자는 더 많은 병행 실현이 있다.

5. 하나의 출력 단자만 있는 시계 신호선에 대해 어떻게 차분포선을 실현합니까?

차분포선을 사용하기 위해서는 신호원과 수신단 모두 차분신호가 의미가 있다.따라서 하나의 출력 단자만 있는 시계 신호에 대해 차분포선을 사용할 수 없습니다.

6. 수신단의 차등선 쌍 사이에 일치하는 저항기를 추가할 수 있습니까?

수신단의 차등선 쌍 사이의 일치 저항은 일반적으로 더하며, 그 값은 차등 저항의 값과 같아야 한다.이렇게 하면 신호의 질이 더욱 좋아질 것이다.

7.왜 차이점이 맞는 접선이 가장 가깝고 평행해야 합니까?

차분 쌍의 접선 방법은 적당히 접근하고 평행해야 한다.적절한 거리란 거리가 차동 임피던스의 값에 영향을 미치기 때문에 차동 임피던스는 차동 쌍을 설계하는 중요한 매개변수입니다.병렬성의 필요성도 차분 임피던스의 일관성을 유지하기 위한 것이다.만약 두 선로가 갑자기 원근하면 차분 임피던스가 일치하지 않아 신호의 완전성과 시차 지연에 영향을 줄 것이다.

8. 실제 경로설정에서 일부 이론적 충돌을 처리하는 방법

1.기본적으로 아날로그/디지털 접지를 구분하고 격리하는 것이 정확합니다.주의해야 할 점은 신호흔적선이 될수록 분할된 곳 (해자) 을 통과하지 말아야 하며 전원과 신호의 귀환전류경로가 너무 커서는 안된다.

2. 결정 발진기는 아날로그 양의 피드백 발진 회로이다.안정적인 진동 신호를 얻기 위해서는 루프의 이득과 위상 규범을 만족시켜야 한다.이런 아날로그 신호의 진동 규격은 방해를 받기 쉽다.접지보호선을 추가해도 교란을 완전히 격리하지 못할 수도 있다.거리가 너무 멀면 지면의 소음도 양피드백 진동 회로에 영향을 줄 수 있다.따라서 결정 발진기와 칩 사이의 거리는 가능한 한 가까워야 한다.

고속 경로설정과 EMI 요구 사항 사이에 많은 충돌이 있습니다.그러나 기본 원리는 EMI가 증가하는 저항과 커패시터 또는 페로브스카이트 자기 구슬로 인해 신호의 일부 전기 특성이 규범에 맞지 않는다는 것입니다.따라서 고속 신호가 내부로 들어오는 것과 같은 EMI 문제를 해결하거나 줄이기 위해 흔적선과 PCB 스택을 배열하는 기술을 사용하는 것이 좋습니다.마지막으로 저항용량이나 철산소자기구슬의 방법을 채용하여 신호에 대한 손상을 줄여야 한다.

9. 고속 신호의 수동 연결과 자동 연결 사이의 모순을 어떻게 해결합니까?

오늘날 대부분의 고정 경로설정 소프트웨어의 자동 라우터는 감는 방법 및 구멍 통과 수를 제어하기 위해 제약조건을 설정합니다.EDA 회사마다 얽힌 엔진 성능과 제약 조건 설정 항목이 크게 다를 때가 있습니다.예를 들어, 파이톤 서클 방식을 제어할 수 있는 구속이 충분한지, 차선쌍의 흔적선 간격을 제어할 수 있는지 등이다. 이는 자동 경로설정의 경로설정 방법이 설계자의 생각에 부합하는지에 영향을 줄 수 있다.또한 수동으로 배선을 조정하는 난이도도 와이어 감는 기계의 능력과 절대적으로 관련이 있습니다.예를 들어 흔적선의 추진력, 구멍을 통과하는 추진력, 심지어 흔적선이 구리 코팅에 대한 추진력 등이다. 따라서 엔진을 강하게 감는 능력을 가진 공유기를 선택하는 것이 해결책이다.

10. 시료에 관하여.

테스트 슬라이스는 TDR(시역반사계)로 생산된 PCB 보드의 특성 임피던스가 설계 요구 사항에 부합하는지 측정하는 데 사용됩니다.일반적으로 제어할 임피던스는 단일 및 차동 쌍 두 가지 경우가 있습니다.따라서 시료의 선 너비와 선 간격 (차등 쌍이 있는 경우) 은 제어할 선과 같아야 합니다.측정 과정에서 가장 중요한 것은 접지점의 위치이다.접지선의 전기 감각을 낮추기 위해 TDR 프로브의 접지 위치는 보통 프로브 첨단에 매우 가깝다.따라서 시료상 신호 측정점과 접지점 사이의 거리와 방법은 반드시 사용하는 탐침과 일치해야 한다.

11.고속 PCB 설계에서 신호층의 빈 구역은 구리를 칠할 수 있다. 여러 신호층의 구리 코팅은 어떻게 바닥과 전원에 분포해야 하는가?

일반적으로 빈 영역의 구리 도금은 대부분 접지됩니다.고속 신호선 옆에 구리를 가할 때는 구리와 신호선 사이의 거리만 주의해야 한다. 가한 구리는 흔적선의 특성 저항을 약간 낮출 수 있기 때문이다.이중 밴드 선 구조와 같은 다른 레이어의 특성 임피던스에도 영향을 주지 않도록 주의하십시오.

12.마이크로밴드 모델을 사용하여 출력 평면에서 신호선의 특성 임피던스를 계산할 수 있습니까?리본 모형을 사용하여 전원과 접지 평면 사이의 신호를 계산할 수 있습니까?

예, 특성 임피던스를 계산할 때는 전원 평면과 접지 평면을 모두 참조 평면으로 간주해야 합니다.예를 들어, 최상위 전원 공급 장치 레이어 접지 레이어 아래쪽의 4 레이어 보드를 예로 들 수 있습니다.이때 최상위 레벨의 특성 임피던스 모델은 출력 평면을 참조 평면으로 하는 마이크로밴드 선 모델입니다.

13.정상적인 상황에서 고밀도 인쇄판의 소프트웨어는 자동으로 테스트 포인트를 생성하여 대규모 생산의 테스트 요구를 충족시킬 수 있습니까?

일반적으로 소프트웨어가 테스트 지점을 자동으로 생성하여 테스트 요구 사항을 충족하는지 여부는 테스트 지점을 추가하는 사양이 테스트 장치의 요구 사항을 충족하는지 여부에 따라 달라집니다.또한 경로설정이 너무 밀집되어 있고 테스트 포인트 추가 사양이 엄격하면 각 선 세그먼트에 테스트 포인트를 자동으로 추가하지 못할 수 있습니다.물론 테스트할 위치를 수동으로 작성해야 합니다.

14. 테스트 포인트를 늘리면 고속 신호의 질에 영향을 줍니까?

신호 품질에 영향을 미칠지는 테스트 포인트를 추가하는 방법과 신호의 속도에 따라 달라집니다. 기본적으로 라인에 추가 테스트 포인트를 추가하거나 (기존 오버홀 또는 DIP 핀을 테스트 포인트로 사용하지 않음) 라인에서 짧은 선을 당길 수 있습니다.전자는 선로에 작은 콘덴서를 추가하는 것과 같고, 후자는 별도의 브랜치이다.이 두 가지 상황은 모두 고속 신호에 많든 적든 영향을 미치는데, 영향의 정도는 신호의 주파수 속도와 신호의 가장자리 속도와 관련이 있다.시뮬레이션을 통해 충돌의 크기를 알 수 있다.원칙적으로 테스트 지점은 작을수록 좋습니다 (물론 테스트 도구의 요구 사항을 충족해야 함). 분기는 짧을수록 좋습니다.

15.몇 개의 PCB가 하나의 시스템을 구성하는데, 판 사이의 지선은 어떻게 연결해야 합니까?

각 PCB 보드 사이의 신호 또는 전원이 서로 연결되어 있을 때, 예를 들어, 보드 A에 전원 공급 장치나 신호가 보드 B로 전송될 때 Kirchoff 전류의 법칙인 동일한 양의 전류가 바닥에서 보드 A로 흘러가야 합니다.이 땅의 전류는 저항이 가장 적은 곳을 찾아 환류할 것이다.따라서 각 인터페이스에서 전원이든 신호든 접지층에 할당된 핀의 수가 임피던스를 낮추기 위해 너무 적어서는 안 된다. 이렇게 하면 접지층의 소음을 줄일 수 있다.또한 전체 전류 회로, 특히 전류가 큰 부분을 분석하고 접지층 또는 접지선의 연결을 조정하여 전류 흐름을 제어할 수 있습니다 (예를 들어, 대부분의 전류가 Go에서 흐르도록 낮은 임피던스를 만드는 경우).

16.고속 PCB 설계에 관한 외국의 기술 서적과 자료를 소개할 수 있습니까?

오늘날 고속 디지털 회로는 통신망과 컴퓨터 등 관련 분야에 응용되고 있다.통신 네트워크의 경우, PCB 보드의 작동 주파수는 GHz에 도달했으며 계층 수는 40 층에 달하는 것으로 알고 있습니다.컴퓨터 관련 응용도 칩의 진보로 인해 범용 PC나 서버 (server) 를 막론하고 보드의 최고 작동 주파수도 400MHz 이상 (예: Rambus) 에 달했다.고속 및 고밀도 경로설정에 대한 요구를 충족시키기 위해 블라인드/매입식 오버홀, 미생물 및 퇴적 공정에 대한 요구가 점차 증가하고 있습니다.이러한 설계 요구 사항은 제조업체가 대규모로 생산할 수 있도록 제공됩니다.

다음은 몇 가지 좋은 기술 서적입니다.

1.하워드 W. 존슨,"고속 디지털 디자인-블랙 매직 매뉴얼";

2. Stephen H.Hall, "고속 디지털 시스템 설계";

3. Brian Yang, "디지털 신호 무결성";

4. Douglas Brook, "완결성 문제 및 인쇄회로기판 설계".

17. 자주 언급되는 두 가지 특성 임피던스 공식:

a. 마이크로밴드

Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)], 여기서 W는 선폭, T는 적선의 구리 두께, H는 적선에서 참고 평면까지의 거리, Er는 PCB 재료의 개전 상수이다.0.1<(W/H)<2.0 및 1<(Er)<15일 경우 이 방정식을 적용해야 합니다.

b. 밴드 선

Z = [60/sqrt(Er)] ln{4H/[0.67 \(T+0.8W)]}. 여기서 H는 두 참조 평면 사이의 거리이고 흔적선은 두 참조 평면의 중간에 있습니다.W/H<0.35 및 T/H<0.25에서는 이 방정식을 적용해야 합니다.

18.차분 신호선의 중간에 접지선을 하나 추가할 수 있습니까?

일반적으로 차등 신호의 중간에 접지선을 추가하는 것은 불가능합니다.왜냐하면 차분신호의 응용원리의 가장 중요한 점은 차분신호간의 결합우세를 리용하는것인데 례를 들면 통량제거와 소음방지성이다.지선을 중간에 추가하면 결합 효과가 손상됩니다.

19.강성 플렉시블 보드 설계는 특별한 설계 소프트웨어와 사양이 필요합니까?우리는 중국에서 어디에서 이런 회로판 가공을 진행할 수 있습니까?

일반 PCB 설계 소프트웨어를 사용하여 플렉시블 인쇄 회로 (플렉시블 인쇄 회로) 를 설계할 수 있습니다.또한 FPC 제조업체에서 Gerber 형식으로 생산합니다.제조 프로세스가 일반 PCB와 다르기 때문에 제조업체마다 제조 능력에 따라 최소 선가중치, 최소 선간격 및 최소 오버홀을 제한합니다.또한 유연한 회로 기판의 전환점에 구리 가죽을 부설하여 보강할 수 있습니다.제조업체의 경우 인터넷에서 키워드 질의로 "FPC"를 찾을 수 있습니다.

20.PCB와 케이스 사이의 접점을 정확하게 선택하는 원칙은 무엇입니까?

PCB와 케이스 접지를 선택하는 원칙은 섀시 접지를 이용하여 반환 전류에 저임피던스 경로를 제공하고 반환 전류의 경로를 제어하는 것이다.예를 들어, 일반적으로 고주파 장치나 클럭 발생기 근처에서는 고정 나사를 사용하여 PCB의 접지층을 섀시 접지에 연결하여 전체 전류 회로의 면적을 최소화하고 전자기 복사를 줄일 수 있습니다.