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PCB 기술

PCB 기술 - 고속 회로 PCB 설계 팁

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PCB 기술 - 고속 회로 PCB 설계 팁

고속 회로 PCB 설계 팁

2021-08-11
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Author:IPCB

Introduction


전자기술의 발전변화는 필연적으로 판급설계에 많은 새로운 문제와 새로운 도전을 가져다줄것이다.첫째, 고집적 핀과 핀 크기에 대한 물리적 제한이 증가하여 배포율이 낮습니다.둘째, 시스템 클럭 주파수의 증가로 인한 타이밍과 신호 무결성 문제;셋째, 엔지니어들은 PC 플랫폼을 사용하여 더 나은 도구를 사용하여 복잡하고 고성능 설계를 완성할 수 있기를 희망한다.따라서 PCB 보드 디자인에는 다음과 같은 세 가지 추세가 있음을 쉽게 알 수 있습니다.


1.고속 PCB (즉, 높은 클럭 주파수 및 빠른 가장자리 속도) 의 디자인은 이미 주류가 되었다.


2. 제품의 소형화와 고성능은 같은 PCB 보드에 신호 설계 기술(즉, 디지털, 아날로그 및 RF 혼합 설계)을 혼합하여 발생하는 분포 효과 문제에 직면해야 한다.


3. 디자인 난이도의 증가는 전통적인 디자인 과정과 디자인 방법을 초래했고 PC의 CAD 도구는 현재의 기술적 도전을 만족시키기 어렵다.이에 따라 EDA 소프트웨어 도구 플랫폼이 UNIX에서 NT 플랫폼으로 옮겨가는 것은 업계에서 인정받는 추세다.


Wiring skills for high-frequency circuits


1. 고주파 회로는 높은 집적도와 높은 배선 밀도를 가지고 있다.다중 레이어의 사용은 경로설정뿐만 아니라 간섭을 줄이는 효과적인 수단입니다.


2. 고주파 회로 부품의 핀들 사이의 지시선은 작을수록 좋다.고주파 회로 배선의 지시선은 전체 직선을 사용하는 것이 가장 좋으며 회전이 필요하다.45 ° 의 단선이나 아크로 회전할 수 있습니다. 이 요구 사항은 저주파 회로에서 동박의 고정 강도를 높이는 데만 사용되며, 고주파 회로에서는 충족할 수 있습니다.하나의 요구 사항은 고주파 신호의 외부 송신과 상호 결합을 줄일 수 있다.


3.고주파 PCB 부품 핀의 지시선은 짧을수록 좋습니다.


4. 고주파 회로 부품의 핀 사이에 교체되는 지시선층은 적을수록 좋다.즉, 컴포넌트 연결 중에 사용된 오버홀(Via)이 적을수록 좋습니다.측정 결과, 하나의 구멍은 약 0.5pF의 분포 용량을 가져올 수 있으며, 구멍의 수를 줄이면 속도를 크게 향상시킬 수 있다.


5.고주파 PCB 경로설정의 경우 신호선의 긴밀한 평행 경로설정에 따른 직렬 간섭을 주의하십시오.평행 분포를 피할 수 없는 경우 평행 신호선의 반대쪽에 넓은 면적을 배치하여 간섭을 크게 줄일 수 있습니다.동일한 레이어의 평행 경로설정은 거의 피할 수 없지만 인접한 두 레이어의 경로설정 방향은 서로 수직이어야 합니다.


6.특히 중요한 신호 회선이나 로컬 유닛에 대해 지선 서라운드 조치를 실시한다.


7. 각종 신호선은 회로를 형성할 수 없고 지선은 전류 회로를 형성할 수 없다.


8.각 집적회로 블록 (IC) 근처에 적어도 하나의 고주파 디커플링 콘덴서를 설치해야 하며, 디커플링 콘덴서는 가능한 한 부품의 Vcc에 접근해야 한다.


9. 아날로그 지선(AGND), 디지털 지선(DGND) 등이 공공지선에 연결될 때는 고주파 압류권을 사용해야 한다.고주파 압류권의 실제 조립에서는 중심이 도선을 통과하는 고주파 철산소 자기구슬을 자주 사용하는데, 원리도에서는 감지기로 사용할 수 있으며, PCB 소자 라이브러리에서는 소자 패키지와 배선을 별도로 정의한다.공용 접지선에 가까운 적절한 위치로 수동으로 이동합니다.

고속 회로 PCB 설계


Design method of electromagnetic compatibility (EMC) in PCB


PCB 기초재의 선택과 PCB 층수의 설정, 전자소자의 선택과 전자소자의 전자기특성, 소자배치, 소자간의 상호련결선의 길이와 너비는 모두 PCB의 전자기호환성을 제한한다.PCB의 집적회로칩(IC)은 전자기 간섭(EMI)의 주요 에너지원이다.일반적인 전자기 간섭 (EMI) 제어 기술은 일반적으로 부품의 합리적 배치, 배선의 합리적 제어, 전원 코드의 합리적 배치, 접지, 필터 용량, 차폐 등 전자기 간섭을 억제하는 조치가 모두 매우 효과적이며 공정 실천에서 광범위하게 응용된다.


1.고주파 디지털 신호선은 짧아야 한다.보통 2인치 (5센티미터) 미만이어야 한다.짧을수록 좋다.


주 신호선은 PCB 보드의 중심에 집중하는 것이 좋습니다.


3.클럭 생성 회로는 PCB 보드의 중심에 가깝고 클럭 부채질은 데이지 체인 또는 병렬 연결로 경로설정해야 합니다.


4. 전원 코드는 가능한 한 고주파 디지털 신호선을 멀리하거나 지선과 분리해야 한다.전원 공급 장치의 분포는 저전감 (다중 채널 설계) 이어야 합니다.다층 PCB의 전원층은 접지층과 인접해 있어 콘덴서에 해당하며 필터 역할을 한다.같은 층의 전원 코드와 지선은 가능한 한 접근해야 한다.전원 공급 장치 레이어 주위의 동박을 두 평면 레이어 사이의 20배로 축소하여 시스템의 EMC 성능을 향상시켜야 합니다.지면이 분할되어서는 안 됩니다.전원 평면에서 고속 신호선을 구분하려면 신호선 근처에 저항성이 낮은 브리지 콘덴서를 여러 개 배치해야 합니다.


5. 끝을 가져오고 내보내는 데 사용되는 컨덕터는 인접 및 평행을 피해야 합니다.피드백 결합을 피하려면 컨덕터 사이에 지선을 추가하는 것이 좋습니다.


6. 동박의 두께가 50um이고 너비가 1-1.5mm일 때 2A의 전류를 통해 도선의 온도는 섭씨 3도 이하이다.PCB 보드의 컨덕터는 가능한 한 넓어야 합니다.집적회로, 특히 디지털회로의 신호선의 경우 일반적으로 4mil-12mil의 선폭을 사용하는데 전원선과 지선의 선폭은 40mil보다 우수하다.전선의 최소 간격은 주로 전선 사이의 절연 저항과 관통 전압에 의해 결정되며 최악의 경우 일반적으로 4mil보다 큰 전선 간격을 선택합니다.컨덕터 간의 간섭을 줄이기 위해 필요한 경우 컨덕터 간의 거리를 늘리고 컨덕터 간의 격리로 접지선을 삽입할 수 있습니다.


7. PCB의 모든 층에서 디지털 신호는 회로 기판의 디지털 부분에서만 배선할 수 있고 아날로그 신호는 회로 기판의 아날로그 부분에서만 배선할 수 있다.저주파 회로의 접지는 가능한 한 단일 점에서 병렬 접지되어야 한다.실제 경로설정이 어려울 경우 부분적으로 연결한 다음 병렬로 접지할 수 있습니다.아날로그와 디지털 전원 공급 장치를 구분하기 위해 케이블은 구분된 전원 공급 장치 사이의 간격을 통과할 수 없습니다.분리된 전원 공급 장치 사이의 간격을 통과해야 하는 신호선은 넓은 접지에 가까운 케이블 레이어에 있어야 합니다.


8.PCB에서 전원과 접지로 인한 전자기 호환성 문제는 주로 두 가지가 있는데, 하나는 전원 소음이고 다른 하나는 접지 소음이다.PCB 보드 전류의 크기에 따라 전원 코드의 폭을 최대한 넓히고 회로 저항을 낮춥니다.또한 전원 코드와 지선의 방향을 데이터 전송 방향과 일치시켜 소음 방지 능력을 향상시키는 데 도움이 됩니다.현재 전원 및 접지 평면의 노이즈는 숙련된 엔지니어가 프로토타입 제품의 측정 또는 디커플링 커패시터의 용량을 통해 기본값으로 설정할 수밖에 없습니다.