설계 도면부터 실제 대량 생산에 이르기까지 회로판은 처리 가능성, 제조 가능성, 신호 무결성 및 EMC를 포함한 수많은 장애물을 극복해야합니다.이 기사에서는 PCB 설계에서 일반적인 그러나 중요한 핵심 개념 13에 대한 설계 논리를 체계적으로 설명합니다., 당신의 PCB 엔지니어링 사고와 디자인 능력을 향상.
1FR4 보드 재료: 신호 세계의 초석
가장 일반적으로 사용되는 PCB 기판인 FR-4는 유리 섬유와 에포시 樹脂로 만들어진 구리 접착 라미네이트입니다. 열 저항은 Tg (글라스 전환 온도) 로 측정됩니다.
고 Tg 보드는 강한 열 저항뿐만 아니라 수분 및 화학 저항을 크게 향상시킵니다.장시간 사용 중 다층 판의 차원 안정성을 보장하는 것.
2임피던스 매칭: 고속 신호 라우팅의 "보호자"
고속 디지털 회로 (DDR, USB, PCIe 등) 에서, 정확한 임피던스 매칭이 없는 신호는 반사 및 크로스 스토크와 같은 문제를 겪을 것입니다. 일반적인 임피던스 제어 방법은 다음과 같습니다.:
어떻게 맞추기를 설계합니까? 정확한 시뮬레이션이 필요하며, 레이어 스택업, 흔적 너비 및 간격, 참조 평면 및 변압수 상수와 같은 요소를 고려해야합니다.
3표면 처리 과정: 용접 품질 및 수명 기간을 결정
5가지 일반적인 표면 처리 방법:
| 공정 | 장점 | 단점 | 적용 가능한 시나리오 |
|---|---|---|---|
| 틴 을 뽑는 것 | 낮은 비용, 성숙하고 안정적인 과정 | 불규칙한 표면; 빠른 산화율 | 대량 생산된 소비자 전자 제품 |
| 침수 틴 | 탁월한 표면 평면성 | 산화 및 흑색에 민감합니다. | 통신 장비 제품 |
| 잠수 금 | 우수한 용접성; 우수한 전기 접촉 성능 | 높은 제조비용 | 고주파 회로판; BGA (Ball Grid Array) 포장판 |
| 금으로 칠 | 높은 표면 경직성; 강한 마모 저항성 | 소금성 부진 | 금색 PCB 손가락; 버튼 접촉 부품 |
| OSP (Organic Soldability Preservative) 는 유기 용접성 보존제입니다. | 극저비용, 간단한 조작 | 산화 가 쉽다; 장기적 신뢰성 이 떨어진다 | 회로 보드의 빠른 프로토 타입 제작; 단기 시험 생산 |
몰입 금 또는 몰입 틴은 고주파 임피던스 제어에 강력하게 권장됩니다. BGA 포장 보드에서 턴 틴을 사용할 수 없습니다.
4코어 보드/프레프레그: 보드 두께, 레이어 스택업 및 전기 성능을 결정하는 주요 재료
코어 보드 (Core) + PP (Prepreg) 는 다층 보드의 구조와 안정성을 결정합니다. 두께, 樹脂 흐름 속도,그리고 전기 상수는 모두 레이어 스택업 시뮬레이션과 함께 고려되어야 합니다..
적절한 비율은 라미네이션 과정에서 보드 왜곡, 공허점 및 구리 껍질 벗기 등의 프로세스 문제를 피하기 위해 중요합니다.
5이차선: 시메트릭 라우팅은 신호 무결성을 위해 필수적입니다.
이차 신호는 LVDS, USB 및 PCIe와 같은 고속 데이터 전송에 사용되며 다음 요구 사항을 충족해야합니다.
미분 흔적의 비대칭은 시계 기울기와 교차 스톡에 직접 영향을 미치며 레이아웃 단계에서 포괄적으로 고려해야합니다.
6신호 무결성 (SI): 고속 PCB 설계의 영혼
신호 무결성에 영향을 미치는 다섯 가지 주요 요인:
SI 문제로 인해 시스템 고장, 빈번한 리셋 및 데이터 오류가 발생합니다.
7신호 반사: 신호 가 "그것 같은 경로 로 돌아가는 것"을 방지 한다
신호 반사 현상은 다음과 같은 원인이 될 수 있습니다.
반사를 제어하기 위해, 임피던스 매칭 외에도 적절한 종점 매칭 (원자와 부하 끝) 이 필요하며, 참조 평면 브레이크는 피해야합니다.
8교차 음성: 신호 라인 사이의 "소음 오염"
지상 참조 없이 밀접하게 포장된 고속 노선은 심각한 교란을 유발할 것이며, 특히 DDR 또는 고속 버스 병행 노선에서 눈에 띄게 될 것입니다.
용량 결합 → 전류 교류
인덕티브 커플링 → 전압 교류
해결책: 지상 비행기 보호기 를 추가 하고, 발자국 사이 에 적절한 거리를 유지 하고, 발자국 방향 을 제어 한다.
9내부 전력층: 안정적인 전력 공급과 간섭 억제를 위한 비밀 무기
전력 및 지상은 떠있는 섬과 끊어진 전력 루프를 피하기 위해 합리적인 파티션과 밀도가 높은 배치로 넓은 면적의 평면으로 설계되어야합니다.
10. 블라인드/장인 비아: 고밀도 PCB 설계의 핵심 기술
맹인 / 묻힌 비아스는 HDI 보드에서 널리 사용되며 공간 활용도를 크게 향상시키지만 높은 비용과 처리 요구 사항을 부과합니다.
11테스트 포인트: 대량 생산 디버깅을 위한 "피지"
기능 테스트, 회로 프로그램 및 디버깅 위치 설정에 사용됩니다. BGA 칩 영역은 비행 탐사선 또는 경계 스캔을 사용하여 처리해야합니다.
12마크 포인트: SMT 배치 정확성을 보장
SMT 배치 위치 설정에 사용됩니다. 마크 포인트 설계 권장 사항:
13PTH/NPTH 구멍: 연결 및 고정용 운반기
구멍 속성은 재작업을 피하기 위해 처리 중에 엔지니어링 파일에서 정확하게 표시되어야합니다.
결론: 주요 세부 사항 을 잘 익히는 것 은 고품질 의 PCB 설계 를 이끌어 낸다
PCB 설계는 단순히 "디자인"이 아니라 전기 성능, 공정 타당성, 생산 비용 및 미래의 유지보수를 고려하는 복잡한 시스템 엔지니어링 프로젝트입니다.각 용어 뒤에 설계 논리와 엔지니어링의 의미를 이해하는 것은 전문 PCB 엔지니어가 되기 위한 출발점입니다.
설계 도면부터 실제 대량 생산에 이르기까지 회로판은 처리 가능성, 제조 가능성, 신호 무결성 및 EMC를 포함한 수많은 장애물을 극복해야합니다.이 기사에서는 PCB 설계에서 일반적인 그러나 중요한 핵심 개념 13에 대한 설계 논리를 체계적으로 설명합니다., 당신의 PCB 엔지니어링 사고와 디자인 능력을 향상.
1FR4 보드 재료: 신호 세계의 초석
가장 일반적으로 사용되는 PCB 기판인 FR-4는 유리 섬유와 에포시 樹脂로 만들어진 구리 접착 라미네이트입니다. 열 저항은 Tg (글라스 전환 온도) 로 측정됩니다.
고 Tg 보드는 강한 열 저항뿐만 아니라 수분 및 화학 저항을 크게 향상시킵니다.장시간 사용 중 다층 판의 차원 안정성을 보장하는 것.
2임피던스 매칭: 고속 신호 라우팅의 "보호자"
고속 디지털 회로 (DDR, USB, PCIe 등) 에서, 정확한 임피던스 매칭이 없는 신호는 반사 및 크로스 스토크와 같은 문제를 겪을 것입니다. 일반적인 임피던스 제어 방법은 다음과 같습니다.:
어떻게 맞추기를 설계합니까? 정확한 시뮬레이션이 필요하며, 레이어 스택업, 흔적 너비 및 간격, 참조 평면 및 변압수 상수와 같은 요소를 고려해야합니다.
3표면 처리 과정: 용접 품질 및 수명 기간을 결정
5가지 일반적인 표면 처리 방법:
| 공정 | 장점 | 단점 | 적용 가능한 시나리오 |
|---|---|---|---|
| 틴 을 뽑는 것 | 낮은 비용, 성숙하고 안정적인 과정 | 불규칙한 표면; 빠른 산화율 | 대량 생산된 소비자 전자 제품 |
| 침수 틴 | 탁월한 표면 평면성 | 산화 및 흑색에 민감합니다. | 통신 장비 제품 |
| 잠수 금 | 우수한 용접성; 우수한 전기 접촉 성능 | 높은 제조비용 | 고주파 회로판; BGA (Ball Grid Array) 포장판 |
| 금으로 칠 | 높은 표면 경직성; 강한 마모 저항성 | 소금성 부진 | 금색 PCB 손가락; 버튼 접촉 부품 |
| OSP (Organic Soldability Preservative) 는 유기 용접성 보존제입니다. | 극저비용, 간단한 조작 | 산화 가 쉽다; 장기적 신뢰성 이 떨어진다 | 회로 보드의 빠른 프로토 타입 제작; 단기 시험 생산 |
몰입 금 또는 몰입 틴은 고주파 임피던스 제어에 강력하게 권장됩니다. BGA 포장 보드에서 턴 틴을 사용할 수 없습니다.
4코어 보드/프레프레그: 보드 두께, 레이어 스택업 및 전기 성능을 결정하는 주요 재료
코어 보드 (Core) + PP (Prepreg) 는 다층 보드의 구조와 안정성을 결정합니다. 두께, 樹脂 흐름 속도,그리고 전기 상수는 모두 레이어 스택업 시뮬레이션과 함께 고려되어야 합니다..
적절한 비율은 라미네이션 과정에서 보드 왜곡, 공허점 및 구리 껍질 벗기 등의 프로세스 문제를 피하기 위해 중요합니다.
5이차선: 시메트릭 라우팅은 신호 무결성을 위해 필수적입니다.
이차 신호는 LVDS, USB 및 PCIe와 같은 고속 데이터 전송에 사용되며 다음 요구 사항을 충족해야합니다.
미분 흔적의 비대칭은 시계 기울기와 교차 스톡에 직접 영향을 미치며 레이아웃 단계에서 포괄적으로 고려해야합니다.
6신호 무결성 (SI): 고속 PCB 설계의 영혼
신호 무결성에 영향을 미치는 다섯 가지 주요 요인:
SI 문제로 인해 시스템 고장, 빈번한 리셋 및 데이터 오류가 발생합니다.
7신호 반사: 신호 가 "그것 같은 경로 로 돌아가는 것"을 방지 한다
신호 반사 현상은 다음과 같은 원인이 될 수 있습니다.
반사를 제어하기 위해, 임피던스 매칭 외에도 적절한 종점 매칭 (원자와 부하 끝) 이 필요하며, 참조 평면 브레이크는 피해야합니다.
8교차 음성: 신호 라인 사이의 "소음 오염"
지상 참조 없이 밀접하게 포장된 고속 노선은 심각한 교란을 유발할 것이며, 특히 DDR 또는 고속 버스 병행 노선에서 눈에 띄게 될 것입니다.
용량 결합 → 전류 교류
인덕티브 커플링 → 전압 교류
해결책: 지상 비행기 보호기 를 추가 하고, 발자국 사이 에 적절한 거리를 유지 하고, 발자국 방향 을 제어 한다.
9내부 전력층: 안정적인 전력 공급과 간섭 억제를 위한 비밀 무기
전력 및 지상은 떠있는 섬과 끊어진 전력 루프를 피하기 위해 합리적인 파티션과 밀도가 높은 배치로 넓은 면적의 평면으로 설계되어야합니다.
10. 블라인드/장인 비아: 고밀도 PCB 설계의 핵심 기술
맹인 / 묻힌 비아스는 HDI 보드에서 널리 사용되며 공간 활용도를 크게 향상시키지만 높은 비용과 처리 요구 사항을 부과합니다.
11테스트 포인트: 대량 생산 디버깅을 위한 "피지"
기능 테스트, 회로 프로그램 및 디버깅 위치 설정에 사용됩니다. BGA 칩 영역은 비행 탐사선 또는 경계 스캔을 사용하여 처리해야합니다.
12마크 포인트: SMT 배치 정확성을 보장
SMT 배치 위치 설정에 사용됩니다. 마크 포인트 설계 권장 사항:
13PTH/NPTH 구멍: 연결 및 고정용 운반기
구멍 속성은 재작업을 피하기 위해 처리 중에 엔지니어링 파일에서 정확하게 표시되어야합니다.
결론: 주요 세부 사항 을 잘 익히는 것 은 고품질 의 PCB 설계 를 이끌어 낸다
PCB 설계는 단순히 "디자인"이 아니라 전기 성능, 공정 타당성, 생산 비용 및 미래의 유지보수를 고려하는 복잡한 시스템 엔지니어링 프로젝트입니다.각 용어 뒤에 설계 논리와 엔지니어링의 의미를 이해하는 것은 전문 PCB 엔지니어가 되기 위한 출발점입니다.
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