파워 플레인 PCB:모범 사례

다층 인쇄 회로 기판(PCB)을 개선하는 가장 좋은 방법 중 하나는 전원판을 사용하는 것입니다. PCB에 전원 플레인을 사용하면 더 짧은 리턴 경로를 활용하고 회로 간의 더 나은 디커플링을 수신하고 더 큰 전류 용량을 얻을 수 있습니다. PCB를 최대한 활용하는 데 관심이 있다면 파워 플레인을 구현하는 최고의 방법을 배우십시오.

이 기사에서는 파워 플레인의 정의, PCB에서 사용되는 방법, PCB와 파워 플레인을 사용하는 모범 사례를 다룹니다.

파워 플레인이란 무엇입니까?

전원 플레인은 PCB에 안정적인 전압 공급을 제공하도록 설계된 평평한 구리 플레인입니다. 전원 플레인은 접지 플레인이 전원 공급 장치의 접지 연결에 연결되는 방식과 마찬가지로 전원 공급 장치에 연결됩니다. 이 전원 플레인은 트레이스가 있는 비아와의 접촉을 통해 구성 요소에 전원을 공급합니다.

일반적으로 3개 이상의 레이어가 있는 PCB에서만 전원 플레인을 찾을 수 있습니다. 더 많은 레이어가 있는 보드에서 파워 플레인을 사용하는 이러한 경향은 부분적으로 파워 플레인 대신 2레이어 보드에 접지 플레인을 사용하는 더 큰 이점 때문입니다. 안정적인 접지면은 트랙을 사용하여 전원에 전원을 공급하므로 2층 기판에 더 나은 옵션인 경향이 있습니다.

3개 이상의 레이어가 있는 보드에서 파워 플레인을 사용하는 것은 다층 스택업을 생성할 때 짝수 레이어를 사용하는 업계 모범 사례입니다. 스택업에 홀수 레이어가 있는 경우 비대칭 구조가 생성되어 종종 뒤틀림 및 비틀림과 같은 구조적 결함을 유발합니다.

PCB에서 파워 플레인은 어떻게 사용됩니까?

2레이어 보드는 트레이스와 트랙을 특징으로 하는 접지 플레인의 이점을 얻을 수 있지만, 대부분의 4개 이상의 레이어 보드는 전원 플레인의 이점을 크게 누릴 수 있습니다. 트레이스보다 더 큰 이점을 제공하기 위해 PCB에서 전력판을 사용하는 몇 가지 주요 방법은 다음과 같습니다.

• 더 큰 전류 전달 용량: 트레이스는 더 큰 전류를 처리하는 데 어려움을 겪는 경향이 있어 PCB의 작동 온도가 더 높아집니다. 대조적으로 전력판은 PCB가 더 큰 전류 전달 용량을 가지므로 작동 온도를 낮추는 데 도움이 됩니다.
• 짧은 반환 경로: PCB가 전원 평면의 이점을 얻을 수 있는 또 다른 방법은 트레이스와 함께 사용되는 것보다 짧은 반환 경로입니다. 이러한 더 짧은 리턴 경로는 파워 레인과 신호 레이어를 연결하는 비아를 쉽게 따라갈 수 있기 때문에 파워 플레인이 회로에 전력을 공급하는 것을 훨씬 더 편리하게 만듭니다. 더 짧은 반환 경로를 사용함으로써 PCB는 향상된 전자기 호환성(EMC) 성능을 얻게 됩니다.
• 회로 간 분리 개선: 전원 평면은 회로 간의 더 나은 디커플링을 제공하기 때문에 트레이스 대신 PCB에서 정기적으로 사용됩니다. 이 향상된 디커플링은 노이즈와 에너지가 전원 공급 장치의 회로에서 회로로 확산되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.

파워 플레인 설계의 모범 사례

PCB용 파워 플레인 사용에 관심이 있다면 파워 플레인 설계의 모범 사례를 이해하고 싶을 것입니다. 파워 플레인 설계를 위한 가장 일반적인 전략 중 일부에 의존함으로써 열을 더 잘 발산하고 보다 대칭적인 구성을 생성할 수 있습니다. 다음은 파워 플레인 PCB 설계를 위한 최고의 모범 사례입니다.

적절한 방열을 위한 전원판 설계

다층 PCB는 과열 및 파손을 방지하기 위해 적절한 열 분산이 필요합니다. 파워 플레인이 있는 다층 기판이 있는 경우 플레인 파티셔닝을 활용하는 것이 좋습니다. 이 설계 전략은 평면 분할을 개선할 수 있으므로 다중 비아에 의존할 수도 있습니다. 이러한 전략을 사용하면 파워 플레인을 사용하면서 PCB에서 열을 보다 효과적으로 발산할 수 있습니다.

여러 도메인 사용

단일 레이어 PCB는 일반적으로 구성 요소에 동일한 전압 요구 사항이 있는 경우 구성 요소에 전원을 공급하기 위해 단일 전력 도메인만 필요합니다. 파워 플레인을 특징으로 하는 더 복잡하고 밀도가 높은 PCB 설계의 경우 여러 도메인을 사용하는 것이 가장 좋습니다. 예를 들어 PCB의 I/O 포트는 마이크로컨트롤러 장치와 다른 전압 요구 사항을 가질 수 있으므로 참조 평면을 분할하여 두 전압을 모두 고려해야 합니다.

여러 도메인을 사용하면 공간을 절약하고 모든 구성 요소에 적절한 전원이 공급되도록 할 수 있지만 여전히 EMC 문제, 더 큰 노이즈 및 혼선이 발생할 수 있습니다. 최고의 제조업체는 부정적인 영향의 가능성을 줄이기 위해 전력판 PCB의 고전력, 아날로그 및 디지털 회로를 분리합니다. 또한 PCB에서 각 회로의 전원 레일을 분리하고 전원 플레인을 건너뛰어 보다 효율적인 라우팅을 수신할 수도 있습니다. 이 설계 옵션에서는 접지면을 사용하여 노이즈를 흡수하고 반환 경로를 단축해야 합니다.

다층 보드가 대칭인지 확인

다층 PCB를 설계할 때 적절한 대칭을 원할 것입니다. 파워 플레인은 이러한 대칭을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 4레이어 보드에는 2개의 내부 전원 플레인이 있어야 합니다. 이 설계 전략은 하단 및 상단 레이어에 부품이 장착된 양면 PCB에 특히 유용합니다. 여러 파워 플레인을 사용할 때 PCB 반환을 제공하려면 트레이스에 의존해야 함을 명심하십시오.

레이아웃 소프트웨어 및 최고의 레이아웃 도구를 사용하여 팀 간 공동 작업

파워 플레인 PCB를 생산하기 위한 또 다른 모범 사례는 팀 간에 협업할 수 있는 레이아웃 소프트웨어를 사용하는 것입니다. 구석에 소프트웨어가 있으면 올바른 레이어 치수를 설정하고 올바른 파워 플레인 디자인으로 스택업을 적절하게 배열하고 최상의 재료를 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다. 고품질 레이아웃 소프트웨어는 또한 비아의 최적 위치, 크기, 수 및 유형을 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다.

팀 간 협업 소프트웨어를 사용하면 최상의 디자인을 사용할 수 있습니다. 이 소프트웨어는 또한 설계를 보다 효과적으로 시뮬레이션하고 분석하여 최고의 파워 플레인 배치 및 구성을 생성하는 데 도움이 될 수 있습니다. 효과적인 레이아웃 도구를 사용하여 이 소프트웨어를 보완하여 프로세스를 훨씬 더 쉽게 만들 수 있습니다.

전력판 PCB 요구 사항에 따라 제한된 Millennium Circuits 선택

이제 파워 플레인 PCB 설계에 대한 모범 사례를 알게 되었으며, 귀하의 요구 사항에 가장 적합한 PCB를 공급할 수 있는 회사가 필요합니다. Millennium Circuits Limited에서 우리는 고객에게 파워 플레인을 특징으로 하는 다층 PCB를 포함한 고품질 PCB를 제공합니다. 업계에서의 경험과 ISO 9001:2015 인증으로 인해 당사와 파트너 관계를 맺으면 가장 엄격한 요구 사항을 충족하는 고품질 PCB를 받을 수 있다는 확신을 가질 수 있습니다.

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