PCB 설계에 대한 큰 질문에 대한 짧은 답변

Q1:PCB(인쇄 회로 기판) 재료를 선택하는 방법은 무엇입니까?

A1:PCB 재료는 전적으로 설계 수요, 대량 생산 및 비용 간의 균형을 기반으로 선택되어야 합니다. 설계 요구 사항에는 고속 PCB 설계 시 심각하게 고려해야 하는 전기 요소가 포함됩니다. 또한 유전율과 유전 손실이 주파수에 맞는지 고려해야 합니다.

Q2:고주파 간섭을 피하는 방법은 무엇입니까?

A2:고주파 간섭을 극복하는 주요 원칙은 누화를 최대한 줄이는 것입니다. 이는 고속 신호와 아날로그 신호 사이의 거리를 늘리거나 아날로그 신호 옆에 접지 보호 또는 션트 트레이스를 장착하여 달성할 수 있습니다. 또한 아날로그 접지에서 디지털 접지로 인한 노이즈 간섭을 주의 깊게 고려해야 합니다.

Q3:차동 신호를 전달하는 트레이스를 어떻게 정렬합니까?

A3:차동 신호 설계를 전달하는 트레이스의 관점에서 두 지점에 초점을 맞춰야 합니다. 한편으로 두 줄의 길이는 같아야 합니다. 반면에 두 줄 사이의 간격은 평행을 유지해야 합니다.

Q4:출력 단자에 하나의 클럭 신호 라인만 있을 때 차동 신호를 전달하는 트레이스를 어떻게 정렬합니까?

A4:차동 신호 배열을 전달하는 트레이스의 전제는 신호 소스와 수신단 모두 차동 신호여야 한다는 것입니다. 따라서 차동 라우팅은 하나의 출력 끝만 포함하는 클록 신호에서 작동할 수 없습니다.

Q5:수신 측의 차동 쌍 사이에 정합 저항을 추가할 수 있습니까?

A5:정합 저항은 일반적으로 수신단의 차동 쌍 사이에 추가되며 그 값은 차동 임피던스의 값과 같습니다. 결과적으로 신호 품질이 향상됩니다.

Q6:차동 쌍 트레이스가 서로 가깝고 병렬이어야 하는 이유는 무엇입니까?

A6:차동 쌍 트레이스는 적절하게 가깝고 평행해야 합니다. 차동 쌍 트레이스 사이의 거리는 차동 쌍 설계 측면에서 핵심 참조 매개변수인 차동 임피던스에 의해 결정됩니다.

Q7:고속 신호에서 수동 라우팅과 자동 라우팅 간의 충돌을 해결하는 방법은 무엇입니까?

A7:이제 대부분의 자동 라우터는 구속 조건을 설정하여 배선 방식과 관통 구멍 수를 제어할 수 있습니다. 모든 EDA 회사는 와이어 런닝 방식과 구속 조건 설정이 서로 많이 다릅니다. 자동 라우팅의 어려움은 와이어 실행 기능과 밀접한 관련이 있습니다. 따라서 유선 실행 능력이 높은 라우터를 선택하면 이 문제를 해결할 수 있습니다.

Q8:고속 PCB 설계에서 신호 레이어의 공백 영역을 구리로 코팅할 수 있습니다. 접지 및 전원 공급 시 여러 신호 레이어에 구리를 어떻게 분배해야 합니까?

A8:일반적으로 구리 코팅은 대부분 공백 영역에서 접지와 연결됩니다. 코팅된 구리는 특성 임피던스를 약간 감소시키므로 구리 코팅과 신호선 사이의 거리는 엄격하게 설계되어야 합니다. 한편, 다른 레이어의 특성 임피던스는 영향을 받지 않아야 합니다.

Q9:마이크로 스트립 라인 모델로 파워 플레인의 특성 임피던스를 알 수 있습니까? 마이크로 스트립 라인 모델을 파워 플레인과 그라운드 플레인 사이의 신호에 사용할 수 있습니까?

A9:네. 특성 임피던스 계산 과정에서 전원면과 접지면을 모두 기준면으로 간주할 수 있습니다.

Q10:고밀도 PCB의 자동화를 통해 생성된 테스트 포인트가 대량 생산의 테스트 요구 사항을 충족할 수 있습니까?

A10:테스트 포인트에 대한 규정이 테스트 기계의 요구 사항과 호환되는지 여부에 따라 다릅니다. 또한 라우팅이 너무 조밀하게 실행되고 테스트 포인트에 대한 규정이 매우 엄격하면 라인의 각 세그먼트에 테스트 포인트를 배치할 방법이 없을 수 있습니다. 물론 수동 방법을 사용하여 테스트 포인트를 보완할 수 있습니다.

Q11:테스트 포인트 추가가 고속 신호의 품질에 영향을 미칠 수 있습니까?

A11:테스트 포인트 추가 방법과 신호의 실행 속도 여부에 따라 다릅니다. 기본적으로 테스트 포인트를 추가하는 것은 라인에 추가하거나 세그먼트를 당겨서 얻습니다. 두 방법 모두 고속 신호에 다소 영향을 줄 수 있으며 효과 범위는 신호의 주파수 속도 및 에지 속도와 관련이 있습니다.

Q12:두 개의 PCB를 시스템에 연결할 때 각 PCB의 접지선을 어떻게 연결해야 합니까?

A12:Kirchoff 전류 법칙에 따라 보드 A에서 보드 B로 전원 또는 신호가 전송되면 등가의 전류가 접지면에서 보드 A로 반환되고 접지면의 전류는 임피던스가 있는 경로로 다시 흐릅니다. 가장 낮은. 따라서 접지면에 기여하는 핀의 수는 접지의 임피던스와 노이즈를 모두 줄일 수 있도록 전원 또는 신호 상호 연결의 각 인터페이스에서 너무 작아서는 안됩니다. 또한 전체 전류 루프, 특히 전류가 가장 큰 부분을 분석해야 하며, 흐르는 전류를 제어하고 다른 민감한 신호에 대한 영향을 줄이기 위해 접지면 또는 접지선의 연결을 조정해야 합니다.

Q13:차동 신호 라인의 중간에 접지 라인을 추가할 수 있습니까?

A13:기본적으로 차동 신호선 원리의 가장 큰 의미는 자속 제거, 노이즈 내성 등과 같은 차동 신호선 간의 상호 결합에 의해 주도되는 이점에 있기 때문에 차동 신호선 사이에 접지선을 추가할 수 없습니다. 결합 효과는 다음과 같이 파괴됩니다. 그 사이에 접지선이 추가됩니다.

Q14:적합한 PCB를 선택하고 접지점을 덮는 원리는 무엇입니까?

A14:원리는 섀시 접지를 활용하여 전류를 반환하는 데 임피던스가 낮은 경로를 제공하고 이 반환 전류의 경로를 제어하는 ​​것입니다. 예를 들어, 나사는 일반적으로 고주파 부품 또는 클록 발생기 근처에서 PCB의 접지면을 섀시 접지와 연결하여 전체 전류 루프 영역을 최대한 줄이기 위해, 즉 전자기 간섭을 줄이는 데 사용할 수 있습니다.

Q15:PCB 디버그는 어디에서 시작해야 합니까?

A15:디지털 회로에 관해서는 다음 사항을 순서대로 수행해야 합니다. 첫째, 평균적으로 설계 요구 사항을 달성하기 위해 모든 전력 값을 확인해야 합니다. 둘째, 모든 클럭 신호 주파수가 정상적으로 작동하는지 확인해야 하며 에지에 비단조 문제가 없습니다. 셋째, 표준 요구 사항을 달성하려면 재설정 신호를 확인해야 합니다. 위의 사항이 확인되면 칩은 첫 번째 사이클에서 신호를 보내야 합니다. 그러면 시스템 실행 프로토콜과 버스 프로토콜을 기반으로 디버그가 수행됩니다.

Q16:기판 면적이 고정된 고속 및 고밀도 PCB를 설계하는 가장 좋은 방법은 무엇입니까?

A16:고속 및 고밀도 PCB 설계 과정에서 누화 간섭은 타이밍과 신호 무결성에 큰 영향을 미치므로 특히 집중해야 합니다. 일부 설계 솔루션이 제공됩니다. 첫째, 라우팅 특성 임피던스의 연속성과 정합을 제어해야 합니다. 둘째, 간격에 주의해야 하며 간격은 일반적으로 선 너비의 2배입니다. 셋째, 적절한 종료 방법을 선택해야 합니다. 넷째, 인접 레이어의 라우팅은 서로 다른 방향으로 구현되어야 합니다. 다섯째, 블라인드/매립 비아를 사용하여 라우팅 영역을 늘릴 수 있습니다. 또한 타이밍 및 신호 무결성에 대한 영향을 줄이기 위해 차동 종단 및 공통 모드 종단을 유지해야 합니다.

Q17:LC 회로는 일반적으로 아날로그 전력에서 필터 파동에 적용됩니다. LC가 때때로 RC보다 더 나은 성능을 보이는 이유는 무엇입니까?

A17:LC와 RC의 비교는 주파수 대역과 인덕턴스가 적절하게 선택되었는지 여부를 전제로 해야 합니다. 인덕턴스의 리액턴스는 인덕턴스 및 주파수와 상관관계가 있기 때문에 전력의 잡음 주파수가 너무 낮고 인덕턴스가 충분히 높지 않으면 LC가 RC보다 성능이 떨어집니다. 그러나 RC의 단점 중 하나는 저항 자체가 낮은 효율로 에너지를 소비한다는 사실입니다.

Q18:비용 압박 없이 EMC 요구 사항을 달성하는 최적의 방법은 무엇입니까?

A18:PCB 보드는 차폐 응력을 강화하기 위해 레이어 수가 증가하고 고주파 고조파 부품을 차단하는 데 사용되는 페라이트 비드 또는 초크와 같은 일부 부품이 준비되기 때문에 일반적으로 EMC로 인해 더 높은 비용이 발생합니다. 또한 EMC의 요구 사항을 충족하려면 다른 시스템의 다른 차폐 구조를 사용해야 합니다. 첫째, 신호에 의해 발생하는 고주파수 부분을 줄이기 위해 슬루율이 낮은 컴포넌트를 최대한 많이 적용해야 한다. 둘째, 고주파 부품을 외부 커넥터에 너무 가까이 두어서는 안 됩니다. 셋째, 고속 신호의 임피던스 매칭, 라우팅 레이어 및 리턴 전류 경로는 고주파 반사 및 복사를 차단하도록 신중하게 설계되어야 합니다. 넷째, 파워 플레인과 그라운드 플레인의 잡음을 줄이기 위해 파워 핀에 충분한 디커플링 커패시터를 배치해야 한다. 다섯째, 외부 커넥터 근처의 접지는 접지면에서 잘라낼 수 있으며 커넥터 접지는 섀시 접지 근처에 있어야 합니다.

Q19:PCB 보드에 여러 디지털/아날로그 모듈이 있는 경우 일반적인 솔루션은 디지털/아날로그 모듈을 나누는 것입니다. 왜?

A19:디지털 모듈과 아날로그 모듈을 구분하는 이유는 일반적으로 고전위와 저전위의 스위칭 시 전원과 접지에서 노이즈가 발생하고 노이즈의 정도는 신호 속도 및 전류량과 관련이 있기 때문입니다. 아날로그와 디지털 모듈이 분리되지 않고 디지털 모듈에서 발생하는 노이즈가 더 크고 아날로그 영역의 회로가 비슷하면 아날로그와 디지털 신호가 만나지 않더라도 아날로그 신호는 여전히 노이즈의 영향을 받습니다.

Q20:고속 PCB 설계의 경우 임피던스 매칭을 어떻게 구현해야 합니까?

A20:고속 PCB 설계와 관련하여 임피던스 매칭은 주요 고려 사항 중 하나입니다. 임피던스는 라우팅과 절대적인 관계를 특징으로 합니다. 예를 들어, 특성 임피던스는 마이크로스트립 또는 스트립라인/이중 스트립라인 레이어와 기준 레이어 사이의 간격, 라우팅 너비, PCB 재료 등을 포함하는 몇 가지 요소에 의해 결정됩니다. 달리 말하면 특성 임피던스는 라우팅까지 결정할 수 없습니다. 이 문제에 대한 근본적인 해결책은 임피던스 불연속성이 최대한 발생하지 않도록 하는 것입니다.

Q21:고속 PCB 설계 과정에서 EMC/EMI를 고려하여 어떤 조치를 취해야 하나요?

A21:일반적으로 EMI/EMC 설계는 방사 및 전도 측면 모두에서 고려해야 합니다. 전자는 주파수가 높은 부분(30MHz 이상)에 속하고 후자는 주파수가 낮은 부분(30MHz 미만)에 속한다. 따라서 고주파 부분과 저주파 부분 모두에 주의해야 합니다. 좋은 EMI/EMC 설계는 부품 배치, PCB 스택업, 라우팅, 부품 선택 등부터 시작해야 합니다. 이러한 측면을 고려하지 않으면 비용이 상승할 수 있습니다. 예를 들어, 클럭 발생기는 가능한 한 외부 커넥터에 가까이 있지 않아야 합니다. 또한 PCB와 섀시 사이의 연결 지점을 적절하게 선택해야 합니다.

Q22:라우팅 토폴로지란 무엇입니까?

A22:라우팅 순서라고도 하는 라우팅 토폴로지는 여러 터미네이터가 있는 네트워크 측면에서 라우팅 순서를 나타냅니다.

Q23:신호 무결성을 높이려면 라우팅 토폴로지를 어떻게 조정해야 합니까?

A23:이러한 유형의 네트워크 신호는 매우 복잡하여 토폴로지가 다른 방향, 다른 레벨, 다른 종류의 신호에 따라 다릅니다. 따라서 어떤 유형의 신호가 신호 품질에 유익한지 판단하기 어렵습니다.

Q24:구리 코팅을 하는 이유는 무엇인가요?

A24:일반적으로 구리 코팅에는 몇 가지 이유가 있습니다. 첫째, 대규모 접지 또는 전원 구리 코팅은 차폐 효과를 가지며 일부 특수 접지(예:PGND)는 보호 역할을 할 수 있습니다. 둘째, 전기도금의 고성능을 보장하거나 적층 변형을 방지하기 위해서는 라우팅이 적은 PCB 기판에 구리를 코팅해야 합니다. 셋째, 구리 코팅은 신호 무결성에 대한 요구 사항에서 파생됩니다. 고주파 디지털 신호에 대한 완전한 반환 경로가 제공되어야 하고 DC 네트워크 라우팅이 감소되어야 합니다. 또한 열 분산도 고려해야 합니다.

Q25:반환 전류는 무엇입니까?

A25:고속 디지털 신호가 실행됨에 따라 신호는 PCB 전송 라인을 따라 드라이버에서 캐리어로 흐른 다음 접지 또는 전원을 따라 가장 짧은 경로를 통해 드라이버 터미널로 돌아갑니다. 접지 또는 전원에서 반환되는 신호를 반환 전류라고 합니다.

Q26:터미널의 종류는 몇 가지입니까?

A26:매칭이라고도 하는 터미널은 일반적으로 소스 매칭과 터미널 매칭으로 분류됩니다. 전자는 직렬 저항 정합을 나타내고 후자는 병렬 정합을 나타냅니다. 풀업 저항기, 풀다운 저항기, Davenan 정합, AC 정합, 쇼트키 다이오드 정합 등 다양한 방법을 사용할 수 있습니다.

Q27:일치 유형을 결정할 수 있는 요소는 무엇입니까?

A27:매칭 유형은 일반적으로 BUFFER 특성, 토폴로지, 레벨 분류 및 판단 유형에 따라 결정됩니다. 또한 신호 듀티 사이클과 시스템 에너지 소비도 고려해야 합니다.

Q28:제조 공장에서 출하되기 전에 PCB에 대해 어떤 검사를 수행해야 합니까?

A28:대부분의 PCB 제조업체는 모든 회로가 올바르게 연결되었는지 확인하기 위해 공장을 떠나기 전에 PCB에 대한 온오프 테스트를 구현합니다. 지금까지 일부 선진 제조업체에서는 에칭이나 라미네이션에 대한 몇 가지 장애물을 찾기 위해 X-ray 검사를 수행합니다. SMT 조립을 거친 제품은 보통 ICT가 적용되는데, 이는 PCB 설계 단계에서 ICT 테스트 포인트 설정을 요구한다. 문제가 발생하는 즉시 특수 유형의 X-ray 검사를 사용할 수도 있습니다.

Q29:두 개의 PCB 보드로 구성된 회로의 경우 동일한 접지를 공유해야 합니까?

A29:두 개의 PCB 보드로 구성된 회로는 일반적으로 동일한 접지를 공유해야 합니다. 단일 회로에 두 개의 전원을 적용하는 것은 비현실적이기 때문입니다. 물론 여건이 허락한다면 다른 능력도 사용할 수 있습니다. 결국 간섭을 줄이는 데 도움이 됩니다.

Q30:DSP와 PLD를 포함하는 시스템에서 ESD를 어떻게 고려해야 합니까?

A30:일반 시스템에 관한 한, 사람과 직접 접촉하는 부분을 먼저 고려해야 하며 회로 및 구조물에 적절한 보호를 수행해야 합니다. ESD가 시스템에 미치는 영향의 정도는 일반적으로 다양한 상황에 따라 결정됩니다. 건조한 환경에서 ESD는 특히 더 민감한 시스템에서 더욱 악화됩니다. 더 큰 시스템이 ESD에 명백한 영향을 미치지 않더라도 더 많은 주의를 기울여야 합니다.

Q31:4레이어 PCB 디자인의 경우 양면에 구리 코팅을 해야 하는 면은 무엇입니까?

A31:구리 코팅의 경우 차폐, 열 발산, 보강 및 PCB 제조 수요와 같은 측면을 고려해야 합니다. 따라서 주된 이유를 고려해야 합니다. 예를 들어, 고속 PCB 설계 측면에서 차폐를 가장 고려해야 합니다. 표면 접지는 EMC에 유리하며 외딴섬의 경우 동도장을 완전히 해야 합니다. 일반적으로 표면의 구성 요소가 너무 많은 라우팅을 받으면 구리 호일을 완벽하게 유지하기가 어렵습니다. 따라서 표면 부품이 많거나 라우팅이 많은 기판은 구리로 코팅하지 않는 것이 좋습니다.

Q32:클럭 라우팅 과정에서 양쪽에 접지 차폐를 추가해야 합니까?

A32:보드의 누화 또는 EMI에 따라 다릅니다. 차폐 접지선을 제대로 처리하지 않으면 오히려 역효과가 난다.

Q33:서로 다른 주파수의 신호에 대한 클럭 라우팅 전략은 무엇입니까?

A33:클럭 라인에 대한 라우팅 측면에서 신호 무결성 분석을 먼저 수행하고 라우팅 원칙을 조작해야 합니다. 그런 다음 원칙에 따라 라우팅을 구현할 차례입니다.

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