두 어려움은, 동일한 설계 원리는 동일한 구성 요소, 다른 사람들은 다른 결과를 가질 것이다 PCB를 특히 중요 생산이 점에서 PCB의 제조 단계에서 고주파 신호 및 약한 신호를 처리하는 마이크로 전자 분야에 놓여 그럼, 좋은 PCB 기판을 만드는 방법?
어떻게 고품질 PCB를 얻는가?
첫째, 목표를 명확하게 설계해야합니다.
우리가 먼저 디자인 목표를 달성하기 위해 일반적인 PCB 보드라면 일반 PCB 보드, 고주파 PCB 보드, 소형 신호 처리 PCB 보드 또는 고주파 및 소형 신호 처리 PCB 보드를 모두 제거해야합니다. 한 부하 라인 LT, 우리는 처리의 어떤 수단을 사용해야하는 경우 합리적인 레이아웃 배선 깔끔하고 정확한 기계적인 차원, 그리고 부하를 줄일 수있는, 긴 방지 반사를 중심으로 장기 드라이브를 강화한다.
보드는 40MHz의 신호 라인, 예컨대 인터 - 라인 크로스 토크 문제가 이러한 특별 고려 사항에 필요한 신호 라인 이상이있는 경우. 주파수가 높은 경우, 분포 파라미터들에있어서, 상기 배선의 길이에 대한 엄격한 제한이있다 네트워크 이론 간의 상호 작용은 그 고속 회로 접속 결정적인 요소이며, 시스템 설계에 무시할 수 없다. 신호선에 대해 전송 속도 도어의 증가에 인접 신호선 될 간의 크로스 토크에 상응하는 증가 할 것이다 비례하여 증가, 일반적으로 고속 회로의 전력 손실 및 열 분산도 매우 크고, 고속 PCB는 충분한주의를 기울여야한다.
보드가 이러한 신호 라인에 밀리 볼트 또는 마이크로 볼트 약한 신호가있는 경우 작은 신호는 종종 차폐 대책이 필요하다, 다른 강한 신호의 간섭에 매우 민감, 너무 약 때문에 그렇지 않으면, 특별한주의가 필요합니다 유용한 신호가 잡음에 잠기고 효과적으로 추출 될 수 없도록 신호 대 잡음비를 대폭 줄입니다.
일부 작은 신호와 고주파 신호를 직접 프로브 측정에 결합하지 않기 때문에 기판의 시운전도 고려되어야하며, 시험 지점의 실제 위치는 상기 설계 단계에서의 테스트 포인트 분리 및 다른 요인은 무시할 수 없다.
보드 레이어의 수, 부품 패키지 모양의 사용, 보드의 기계적 강도 등과 같은 몇 가지 다른 관련 요인을 고려해야합니다. PCB 보드를 만들기 전에 디자인의 디자인 목표를 만들기.
둘째, 배선 요구 사항의 레이아웃에 사용되는 구성 요소의 기능을 이해합니다.
우리는 배선의 레이아웃에 특별한 구성 요소가 있다는 것을 알고 LOTI 및 APH와 같은 아날로그 신호 증폭기, 안정적인 작은 리플의 전력 요구 사항에 대한 아날로그 신호 증폭기를 사용합니다. 아날로그 소 신호 부품은 전력 장치를 멀리해야합니다. OTI 보드, 특수 차폐의 작은 신호 증폭 부분은 또한 표류 전자기 간섭을 차단하기 위해 추가되었습니다.
보드에 사용 된 NTOI GLINK 칩은 ECL 프로세스, 강력한 열병력, 열은 문제의 레이아웃에 있어야하며 특별한 고려 사항이 있어야합니다. 자연 냉각이 필요한 경우 공기 순환에 GLINK 칩이 비교적 부드럽습니다 , 그리고 열은 다른 칩에 큰 영향을 미칠 수 없습니다. 보드에 스피커 또는 기타 고출력 장치가 장착되어있는 경우,이 지점의 힘에 심각한 오염을 일으킬 수 있으므로 충분한주의를 기울여야합니다.
셋째, 구성 요소 레이아웃 고려 사항
구성 요소 레이아웃 고려해야 할 첫 번째 요소는 가능한 한 구성 요소를 닫는 연결의 전기적 특성입니다. 특히 고속 회선의 경우 레이아웃이 가능한 한 짧아야합니다. 전원 신호 및 소형 신호 장치 회로 성능을 충족 전제로 분리하지만, 또한 구성 요소가 아름답고, 아름답고, 테스트하기 쉬운 배치 고려, 기계 크기, 소켓 위치의 보드도 심각하게 고려해야합니다.
요소의 전파 지연 시간과 고속 시스템은, 시스템 설계를 연결하는 그라운드 선은 제 고려 사항이다. 전체 시스템 속도에서 신호 라인의 전송 시간 통합하지만, 특히 고속 ECL 회로, 큰 영향을 미치는 회로 블록 자체는 매우 빠르지 만, 정상적인 상호 연결 (30cm 라인 길이 당 약 2 ns)이있는 백플레인상의 증가 된 지연 시간으로 인해 시스템 속도가 크게 감소합니다. 시프트 레지스터와 마찬가지로, 송신 클록 신호는 시간이 아닌 경우 기판 상에, 주요 제조 오차 일 수있는 시프트 레지스터의 지연 동일하지 않은 회로 기판 상에 다른 그러한 동기화 동기 카운터 부재는 바람직하게는 동일한 기판 상에 플러그 - 인 그런 다음 동기화가 중요한 경우 공통 클록 소스에서 각 보드로 연결된 클럭 라인은 동일한 길이 여야합니다.
넷째, 배선 고려 사항
OTNI 스타 광 네트워크 설계가 완료로, 신호 라인을 디자인해야 고속은, 기본 개념은 여기에 고속 라인을 소개합니다 가진 100MHz의 보드보다 더있을 것입니다.
전송선 :
인쇄 회로 기판 중 하나가 '장기'신호 경로는 전송 선로로 간주 될 수있다. 전송 시간 라인 신호보다 상승의 지연 시간보다 짧은 경우, 메인 상승 중에 생성 된 반사 신호가 범람한다 오버 슈트, 킥백 및 링잉이 더 이상 나타나지 않으면 오늘날 대부분의 MOS 회로의 경우 라인 전파 지연 시간에 비해 훨씬 더 큰 상승 시간으로 인해 신호 왜곡이없는 트레이스가 미터 단위로 길어질 수 있습니다. 더 빠른 로직 회로, 특히 초고속 ECL.
집적 회로의 경우 더 빠른 에지 속도로 인해 신호 무결성을 유지하기 위해 트레이스의 길이를 상당히 단축해야합니다.
고속 회로가 심각한 파형 왜곡없이 비교적 긴 라인에서 동작하도록하는 두 가지 방법이 있습니다 .TTL은 고속 하강 에지에 쇼트 키 다이오드 클램프를 사용하고 오버 슈트를 접지 아래의 다이오드 강하로 고정합니다 느린 상승 에지는 오버 슛을 허용하지만 레벨 'H'에서 회로의 상대적으로 높은 출력 임피던스 (50 ~ 80 Ω)에 의해 감쇠됩니다. 또한, 반동 문제에 대한 더 큰 내성의 레벨 'H'상태로 인해, HCT 시리즈 디바이스는 쇼트 키 다이오드 클램프와 직렬 저항 종단 방법의 조합이 개선 효과가 더 분명해질 것입니다.
전술 한 TTL 성형 방법은 높은 속도로 합성되는 경향이있는 라인의 반사파 때문에 신호 라인을 따라 패닝 (fanning out) 할 때 높은 비트 레이트 및 빠른 에지 레이트에서 다소 효율적이지 않은 것으로 나타난다 , 심각한 신호 왜곡 및 anti-interference 능력을 감소 결과. 따라서 반사 문제를 해결하기 위해 ECL 시스템은 일반적으로 다른 방법을 사용합니다 : 라인 임피던스 매칭 방법.이 방법은 반사가 신호 무결성을 제어 할 수 있습니다 보증.
엄밀히 말하면, 전송선은 더 느린 엣지 속도를 갖는 종래의 TTL 및 CMOS 장치에는 필요하지 않으며, 전송선은 더 빠른 엣지 속도를 갖는 고속 ECL 장치에 항상 필요하지는 않지만, 전송선 임피던스 매칭을 통해 연결 지연을 예측하고 반사 및 진동을 제어 할 수 있다는 장점이 있습니다.
1, 전송선을 채택할지 여부를 결정하는 기본 요소는 다음 다섯 가지입니다 :
(1) 속도를 따라 시스템 신호,
(2) 연결 거리;
(3) 용량 성 부하 (얼마나 많은 양의 팬)
(4) 저항성 부하 (라인 종단);
(5) 허용 반동 및 오버 슈트 백분율 (AC 내성 감소).
도 2에 도시 된 바와 같이,
(1) 동축 케이블 및 꼬인 쌍 : 그들은 시스템 및 시스템 연결에 자주 사용됩니다. 동축 케이블 특성 임피던스는 일반적으로 50Ω 및 75Ω, 꼬인 쌍은 일반적으로 110Ω입니다.
(2) 마이크로 스트립 라인상의 PCB
스트립 가이드 유전 절연에서의 접지면 사이의 마이크로 스트립 라인 (신호 라인)이다. 선 두께, 폭 및 접지면 사이의 거리가 다음의 특성 임피던스 제어된다면 또한 제어 가능합니다. 마이크로 스트립 라인의 특성 임피던스 Z0는 다음과 같습니다.
(3) PCB의 스트립 라인
스트립 라인 도전 구리 선재 평면의 두 층 사이에 중간층 유전체를 배치한다. 도전 층과 평면 라인 유전체 두께와 폭 사이의 거리가, 매체가, 특성 선은 제어이면 임피던스 또한 제어 가능하며, 스트립 라인의 특성 임피던스는 다음과 같습니다.
3, 종단 전송선
라인의 특성 임피던스와 동일한 저항 종료 라인의 수신단에서 병렬로 전송 선로의 연결 단부를했다. 또한 채용 구동 부하 분산을 포함하는 최상의 전기적 특성을 얻기 위해서는 중심이다.
때때로 전력 소비를 줄이기 위해 일련의 104 커패시터가 종단 저항과 직렬로 연결되어 AC 종단 회로를 형성하기 때문에 DC 손실을 효과적으로 줄일 수있다.
드라이버와 저항 시리즈의 전송 라인과 터미널 사이에 더 이상이 종료 방법은 직렬 종단라고, 라인 종단 저항에 연결되지 않습니다. 긴 행 오버 슈트 및 링잉 시리즈에 사용되거나 시리즈 종료 감쇠 할 수있다 저항 댐핑 작은 계열을 사용하여 제어 기술이 구동 게이트 (일반적으로 10 ~ 75Ω) 구현의 출력 단자와 직렬로 접속되어있다.이 방법은, 예를 들어, 특성 임피던스 제어 (라인과 연결된 후면 배선 댐핑 적합 접지면 회로 기판이없고 권선의 대부분이 등등.
전송선. 직렬 접속 단의 특성 임피던스와 동일한 직렬 종단 회로 (게이트 드라이버) 및 출력 임피던스의 직렬 저항 값만을 집중 부하 단자와 장시간의 전송 지연을 사용하여 함께 결점이있는 경우. 그러나, 이러한 이는 추가적인 직렬 연결된 전송 라인을 사용함으로써 극복 될 수 있습니다.
도 4의 무 종단 전송선로
라인 지연 시간은 신호의 상승 시간보다 짧은 훨씬 인 경우, 만일 종결 전송선 또는 병렬 종단 시리즈의 사용없이 사용될 수있는 펄스보다 비 단자 배선 왕복 지연 (전송 라인상의 신호의 왕복 시간) 신호의 상승 시간이 짧으면 비 종단으로 인한 킥백은 로직 스윙의 약 15 %입니다. 최대 개방 회로 길이는 대략입니다 :
Lmax 여기서 : 상승 시간 동안 tr
tpd는 단위 라인 길이 당 전송 지연 시간
5, 종료를 비교하는 여러 가지 방법
병렬 터미네이션 및 직렬 터미네이션은 디자이너의 취미 및 시스템 요구 사항에 따라 하나 또는 두 개가 사용되는 자체 장점이 있습니다.
병렬 접속 측의 주요 장점은 고속 전송 라인 시스템의 속도와 긴 전송 지연 시간 구동 긴 드라이브를 상기 게이트에 영향을 미치지 않을 것이다 부하의 신호 왜곡의 완전성이지만, 그 신호 에지 속도에 영향을주지 않지만 것 신호 지연 시간이 긴 라인의 송신 증가한다. 팬 아웃이 큰 부하를 구동하는 것은 상기 직렬 종단과는 달리, 짧은 브랜치를 따라 분포 될 수있다 때 총 부하 라인 단말기를 설정할 필요가있다.
회로를 구동하는 직렬 종단 방법에 의한 병렬 해당 배선 단자보다 약 두 배 발생 직렬 용량 부하측 배선 여러 평행선 증분 지연 시간을로드 할 수있는 능력을 갖고, 단기의 가장자리 인해 용량 성 부하 감속 및 게이트 지연 시간의 증가를 구동하지만, 병렬 측 배선 크로스 토크 비의 단부의 직렬 접속은 전송 로직 스윙의 직렬 접속의 일단에서의 신호 진폭이 때문에, 절반 만 주로 때문에, 작은 스위칭 전류는 스위칭 전류 병렬 터미네이션의 절반에 불과하며 신호 에너지는 작은 누화가 작다.
양면 PCB 또는 다층 과정에서 선택 사항이며, 최대 동작 주파수와 클럭 주파수가 다층 200MHZ를 초과 최선의 선택의 포장 밀도를 결정하는 데 필요한 회로의 복잡성에 따라 달라집니다. 동작 주파수는 350MHz를 초과하는 경우 때문에 높은 주파수 감쇠의 프린트 배선판의 절연 층으로서 폴리 테트라 플루오르 에틸렌의 최상의 선택은, 기생 용량이 작도록 작게, 더 빠른 전송 속도는 상기 인해 크고 Z0에 전력을 보존하기 인쇄 회로 기판 정렬에는 다음과 같은 원칙과 요구 사항이 있습니다.
(1) 모든 병렬 신호선은 가능한 한 크게하여 크로스 토크를 줄여야합니다. 두 신호선이 서로 가까이 있으면 두 선 사이에 접지선을 연결하여 차폐하는 것이 가장 좋습니다 역할.
(2) 디자인 신호 전송 라인은 임피던스 반사의 급격한 변화의 전송 라인 특성을 방지하기 위해 날카로운 모서리를 피하기 위해 가능한 한 일정한 크기의 균일 한 아크를 갖도록 설계되었습니다.
(3) 트랙의 폭은, 상기 인쇄 회로 기판의 마이크로 스트립의 특성 임피던스는 통상의 계산식과 상기 마이크로 스트립 선로의 특성 임피던스에 따라 달라질 수있다 120Ω ~ 50 사이. 큰 특성을 얻기 위해서는 임피던스는, 라인 폭이 매우 좁은 다.하지만 잔주름을 만들기 위해 쉬운 일이 아닙니다해야합니다. 68Ω의 특성 임피던스의 선택, 시간과 전력 소모를 지연시킬 수 있기 때문에 요소의 조합은, 일반적으로 약 68Ω의 임피던스가 더 적절한 값을 선택 고려 더 많은 전력을 소비한다 ;. 큰 임피던스가 소비 전력을 줄일 수 있지만 인한 전송 지연 시간을 야기하고 증가 네거티브 라인 커패시턴스에 큰 전송 지연 시간을 발수성 하겠지만 50Ω의 전송 선로 사이의 최적의 균형을 달성한다. 특성 임피던스 있지만, 단위 길이 당 라인의 낮은 고유 커패시턴스 특성 임피던스의 감소는 특성 임피던스 및 전파 지연 시간을 부하 용량에 의해 영향을 덜하고, 상대적으로 크다. 전송선의 중요한 특징은 적절한 측쇄에 종료 단기간의 온라인 지연 시간은 아무런 효과가 없어야합니다. Z0이 50Ω 일 때 큰 브리징을 피하기 위해 짧은 브랜치의 길이를 2.5cm로 제한해야합니다.
(4) 양면 기판 (또는 4 층 기판은 4 라인으로). 서로 교차하는 선의 양면에있는 회로 기판은 서로가 메인 크로스 토크를 일으키지 않도록 방지합니다.
(5) 릴레이, 조명, 스피커 등과 같은 고전류 장치가 장착 된 인쇄 회로 기판은 접지에서의 잡음을 줄이기 위해 별도로 접지해야하므로 이러한 고전류 장치는 접지해야합니다 보드와 백플레인의 별도 접지 버스에 연결하십시오.이 개별 접지 라인은 전체 시스템의 접지에 연결해야합니다.
(6) 보드에 작은 신호 증폭기가있는 경우, 증폭 전의 약한 신호 라인은 강한 신호 라인에서 멀리 떨어져 있어야하며 배선은 가능한 한 짧아야하며 가능한 경우 접지 와이어로 차폐되어야합니다.