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개요
고속 PCB 설계는 복잡한 경로에서 신호 무결성을 유지하는 안정적이고 고성능 회로를 만드는 전자 분야에서 매우 중요합니다. 고속 PCB 설계의 기본 구성 요소, 제약 및 접근 방식을 살펴보고 탐구합니다. 기본 레이아웃 규칙과 구성 요소 매개변수를 사용하여 최적의 PCB 효율성을 달성합니다.
고속 PCB 설계란?
오늘날 고속 PCB 설계가 점점 더 일반화되고 있습니다. PCB는 이러한 설계를 통해 고주파 신호를 쉽게 처리할 수 있습니다. 컴퓨터, 스마트폰 및 라우터, 찾을 수 있을 겁니다. 빠른 데이터 장치에 필요합니다. 그러나 고속 PCB는 잘 작동하려면 신중한 설계가 필요합니다. 이러한 신호는 고속입니다. EMI 그리고 신호 손실이 발생할 수 있습니다. 이것이 레이아웃과 라우팅이 문제가 되는 이유입니다. 신호 흐름은 각 구성 요소에 반응합니다. 5G, AI, 만약 IoT 등 이들 고속 PCB도 이에 맞춰 발전해야 할 것이다.
고속 PCB 레이아웃 설계
개략도
신중하고 정확하다 PCB 레이아웃 고속 신호 경로에는 계획이 필요합니다. 가장 먼저 작업해야 할 것은 명확한 PCB 회로도. 이것은 설계 문제의 첫 번째 단계입니다. 회로의 구조는 회로도에 표시됩니다. 모든 것을 쉽게 따라갈 수 있고 정리할 수 있습니다. 그물 또는 '선'은 특정 부분을 연결하는 것입니다. 정확성을 위해 이러한 그물을 명확하게 만듭니다.
PCB 라이브러리
PCB 라이브러리에서 레이아웃 설계가 더 빠르고 훨씬 쉬워집니다. 회로의 각 구성 요소에 대한 풋프린트가 저장됩니다. 패드 배치 및 부품 피처가 각 풋프린트에 표시됩니다. 모든 풋프린트는 사서가 정확성을 확인합니다. 각각은 검증되고 신뢰할 수 있습니다.
구성 요소
메모리와 이더넷 칩과 같은 핵심 부품은 시작해야 할 곳입니다. 평면도와 데이터시트를 따르기 위한 지침이 있습니다. 이렇게 하면 신호 흐름이 깨끗하고 복잡하지 않게 유지됩니다. 또한 다음과 같은 부품을 추가합니다. 크리스탈 오실레이터, 커패시터, 저항등
종단 저항
고속 PCB에서는 조기 종단 저항을 배치해야 합니다. 그리고 이 저항은 신호 흐름을 제어하므로 마지막에 끼우는 것은 문제가 될 수 있습니다. 병렬로 종단하려면 수신기 핀에 인접한 저항을 배치합니다. 신호를 안정화하고 반사를 줄입니다. 직렬 종단의 경우 문자 그대로 드라이버 핀 바로 뒤에 저항을 꽂습니다. 여분의 스터브 길이와 명확한 신호를 피할 수 있습니다.
구성 요소 방향
물론 다른 유사한 구성 요소와 같은 방식으로 정렬해야 합니다. 주로 와이어 연결을 쉽게 할 수 있습니다. 조립하는 동안 납땜도 더 쉬워집니다. 구성 요소는 같은 축에 있을 때 더 잘 맞습니다.
SMT 및 THT 부품 배치
All 표면 실장 장치(SMD) 한쪽에 배치해야 합니다. 그러면 레이아웃이 깔끔하고 단순해집니다. 모든 것을 배치하는 것이 좋습니다. 관통 구멍 구성 요소 위쪽에. 이 설정으로 시간을 절약하고 실수를 할 수 없습니다. 레이아웃이 명확하면 PCB 설계를 작업하기가 더 쉽습니다.
아날로그 및 디지털 회로
PCB를 최상으로 설계하려면 별도의 내부를 설계하세요. 아날로그 및 디지털 회로. 즉, 접지 경로가 섞이면 안 됩니다. 섞이면 신호가 약해질 수 있습니다.
접지면 분리
엄밀히 말해서, 이것은 깨끗한 신호 흐름에 중요합니다. 많은 샘플 연결 계획이 샘플 지연에서 위상 점프로 인한 앨리어싱이나 손실로 어려움을 겪기 때문입니다. 보드 외부에서 사용하려면 USB 그리고 RJ45 커넥터가 사용됩니다. 보드가 접지되어 있으면 노이즈가 방지됩니다.
서지 억 제기
다음을 사용하여 회로를 보호하세요. 서지 억 제기. 그리고 전압 서지로 인한 손상을 막습니다. 이러한 억제기를 커넥터의 신호에 가깝게 두십시오. 그러면 작동할 준비가 되고 효과가 유지됩니다. 억제기를 운반하는 데 비아를 사용하지 마십시오. 사실, 비아의 인덕턴스는 성능 저하를 일으킬 수 있으므로 바람직하지 않을 수 있습니다.
고속 라우팅
The 구리 흔적 PCB의 여러 부분은 라우팅을 통해 연결됩니다. 이러한 트레이스는 회로 넷리스트를 기반으로 연결된 구성 요소를 연결하도록 정의됩니다. 성공적인 보드는 좋은 라우팅에 관한 것입니다. 이는 설계에 영향을 미치고 신호가 잘 작동하도록 보장합니다. PCB 라우팅 고속 신호로 인해 더 어려워집니다. 도움이 되는 고속 라우팅 관행을 따르세요. 아래 가이드를 따라 훌륭한 디자인을 얻으세요. 구성 요소를 배치하면 라우팅을 위한 간단한 디자인이 완성됩니다. 하지만 어쨌든 디자인을 조정해야 한다는 점을 예상해야 합니다.
비아와 마이크로비아
또한, 추적 길이 및 크기를 통해 고려해야 합니다. 비아의 크기와 깊이도 중요합니다. 때로는 더 작은 비아에서 더 나은 성능을 얻을 수 있습니다. 또한 신호 손실을 낮추고 무결성을 유지합니다. 배치는 비아 크기에서 선택할 사항입니다. 비아가 패드에 가깝게 배치되도록 합니다. 문제가 될 수 있는 여분의 커패시턴스를 멀리하는 데 도움이 됩니다. 패드 위나 내부에 배치할 수도 있습니다.
구멍을 통해
PCB 설계에서 매우 중요합니다. 전류는 한 층에서 다른 층으로 가는 구멍으로 들어갑니다. 두 가지 유형의 관통 구멍 비아가 있습니다: PTH와 NPTH. 도금 관통 구멍 (PTH) 용어입니다. 즉, 내부에 금속 도금이 있다는 뜻입니다. 상단과 하단 층에서 분리할 수 없습니다. 도금되지 않은 관통 구멍은 NPTH를 말합니다. 이 유형에는 금속 도금이 없습니다.
블라인드
이 구멍은 한 층을 다른 층에 연결할 수 있게 해줍니다. 안타깝게도 보드 전체를 관통하지는 않습니다. 상단 층을 사용하여 중간 층에 적용할 수 있습니다. 하단 층을 내부 층에 연결할 수도 있습니다. 보드를 만든 후 구멍의 다른 쪽 끝은 숨겨집니다. 따라서 블라인드 비아라고 합니다. PCB의 공간을 절약합니다. 사용 블라인드 비아 일반적인 것보다 더 컴팩트하게 만들었습니다.
매장
PCB 내부에는 비아가 있습니다. 보드의 내부 층이 비아와 연결됩니다. 외부에서 볼 수 없습니다. 비아는 외부 층에 닿지 않습니다. 묻힌 비아 잡동사니를 줄이는 데 도움이 됩니다. 표면에 흔적을 남길 수 있는 공간을 더 많이 허용합니다. IPC 표준에 따른 비올라는 작아야 합니다. 직경은 6밀 이하여야 합니다. 이 크기 덕분에 보드가 그대로 유지됩니다.
마이크로비아
이것들은 PCB의 정말 작은 구멍입니다. 제조 과정에서 레이저로 구멍을 만듭니다. 일반 비아는 마이크로비아보다 훨씬 더 큰 직경을 가지고 있습니다. 고밀도 상호 연결(HDI) PCB 거의 항상 이러한 비아를 사용합니다. 일반적으로, 마이크로비아 두 겹이나 그 아래에 있습니다. 이는 실제로 실린더 내부에 구리 도금을 추가하려고 하면 까다로워지기 때문입니다. 비아 크기가 작을수록 요구 사항이 더 강해집니다. 도금.
패드를 통해
A 패드를 통한 솔더링하는 동안 솔더 페이스트가 누출되는 것을 방지하기 위해 트레이스가 패드에서 멀어지는 일반 비아와 다릅니다. 패드는 먼저 비전도성 에폭시로 덮은 다음 캡핑하고 도금하여 주변 패드 영역을 그대로 둡니다. 이 설계는 또한 신호 경로를 단축하여 최소화합니다. 기생 인덕턴스 및 용량을 통해 더 작은 구성 요소를 PCB에 장착할 수 있으며 이상적입니다. BGA 구성 요소. 백 드릴링은 종종 제거되지 않은 모든 비아를 제거하는 데 사용되어 신호 반사를 줄이며, 이로 인해 신호 성능이 저하될 수 있습니다.
고속 PCB 설계 시 고려해야 할 사항
고속을 설계하기 위해 우리는 빠른 디지털 신호를 사용합니다. 이러한 신호는 구성 요소가 쉽고 빠르게 데이터를 공유하도록 합니다. 고속 PCB에 대해 고려해야 할 사항은 다음과 같습니다.
스택업 및 임피던스
층 PCB 스택업을 설계할 때 고려해야 할 사항 중 하나는 카운트입니다. 따라서 모든 디지털 신호를 전달할 수 있는 충분한 레이어가 필요합니다. 일부 방법에는 고속 보드에 대한 경험과 수학이 필요합니다. 보드 크기는 대형 IC를 과 BGA 또는 LGA 발자국. BGA의 경우 일반적으로 신호 레이어당 두 개의 행을 얻을 수 있습니다. 또한 전원 및 접지면. 라우팅 주기를 단축하는 것 외에도 스택업은 임피던스를 결정합니다. 모든 스택업에는 고속 신호, 전원 및 접지를 위한 레이어가 있습니다.
보드 크기 및 순 개수
따라서 고속 PCB를 설계할 때는 보드 크기도 고려해야 합니다. 얼마나 크게 원하시나요? 가장 큰 차이점은 크기입니다. 보드가 클수록 작업해야 할 것이 더 많아집니다. 구성 요소를 분산시키기 쉽습니다. 여유 공간이 있으면 물건이 작아지므로 라우팅 네트가 훨씬 쉬워집니다. 다음으로 네트 수를 고려하세요. 연결해야 할 네트가 몇 개인가요? 네트가 많을수록 연결도 많아집니다. 층이 적을수록 물건을 깔끔하게 유지하는 데 도움이 되고 층이 적습니다.
라우팅 밀도
순 카운트가 높으면 일이 까다로워집니다. 작은 보드 작업할 공간이 많지 않습니다. 하지만 표면에서 라우팅할 공간이 많지 않을 수도 있습니다. 이런 경우 내부 레이어가 더 필요합니다. 이렇게 하면 드리프트가 더 가까이 렌더링되어 라우팅이 더 어려워집니다. 또한 더 작은 보드에서 달성할 수 있는 라우팅 밀도를 높이는 데 도움이 됩니다. 이 경우 계획을 세워야 합니다. 모든 것을 한곳에 모아 두는 것이 중요합니다. 설계할 때는 문제를 피하고 싶을 것입니다.
인터페이스 수
레이어당 하나 또는 두 개의 인터페이스만 라우팅하고 싶을 수 있습니다. 이는 모두 버스 폭과 보드 크기에 따라 달라집니다. DNN 애플리케이션의 대부분과 마찬가지로 동일한 레이어에 신호를 유지하는 것이 많은 도움이 됩니다. 이는 모든 신호에 걸쳐 일관된 임피던스를 제공합니다. 이는 또한 다음을 줄이기 위해 중요합니다. 비뚤어 짐. 왜곡은 디자인에서 타이밍 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 레이어당 더 적은 인터페이스를 사용하세요.
저속 및 RF 신호
이러한 신호는 표면 층 공간을 차지할 수 있습니다. 이는 고속 버스 또는 중요한 구성 요소에 이 공간을 더 잘 활용할 수 있습니다. 이러한 신호를 추가하려면 추가 내부 층이 필요할 수 있습니다. 물론 더 많은 층을 추가하면 보드 비용과 복잡성이 증가할 수 있습니다. 따라서 신중하게 계획하십시오. 또한 저속 신호는 노이즈가 많습니다. 어느 정도 영향을 미치면 이 노이즈가 고속 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 이러한 신호를 적절히 격리합니다.
Power Integrity
회로에 안정적인 전력을 공급합니다. 각 전압 레벨은 큰 전력 및 접지 평면과 함께 사용됩니다. 이러한 평면을 가까운 층에 배치합니다. 또한 정전용량을 향상시킵니다. 안정적인 전력 공급은 높은 정전용량으로 가능합니다. 잊지 마세요. 디커플링 커패시터 포함되어 있습니다. 전압을 부드럽게 하는 데 도움이 됩니다.
PCB 재료 옵션
대부분의 전자제품은 FR4 PCB의 재료로 사용되지만 처리하는 데는 그다지 좋지 않습니다. 고주파 신호, 특히 전자 레인지. 고주파에서 작동하는 PTFE와 같은 것도 있습니다. 로저스 재료. 아래는 카테고리에 가장 적합한 재료입니다.
일반 속도 및 손실에 대해
일반 속도 PCB의 경우 FR-4가 유일한 재료입니다. 이것은 널리 사용되고 찾기 쉬운 유형의 움직임입니다. 하지만 완벽하지는 않습니다. 유전율은 주파수에 따라 크게 변합니다. 또한 손실이 더 많습니다. 이 때문에 몇 GHz 애플리케이션에서만 잘 작동합니다. 이솔라 370HR 이 자료의 일반적인 예입니다.
중간 속도, 중간 손실
이들은 일반 속도 재료보다 더 나은 결과를 제공합니다. 주파수에 걸쳐, 이들의 재료의 유전 상수는 더 평평합니다. 즉, 변화가 적고 부하가 적으며 성능이 더 좋습니다. 게다가, 이들의 유전 손실은 일반 속도 재료의 약 절반이기 때문에 더 낮은 전력이 소모됩니다. 신호에 대해 최대 10GHz까지 이러한 재료를 사용할 수 있습니다. 좋은 예는 다음과 같습니다. 넬코 N7000-2 HT.
고속, 저손실용
이것들은 PCB에 좋은 재료입니다. 유전율 곡선이 평평합니다. 즉, 다른 주파수에서의 성능이 향상됩니다. 사실, 유전 손실도 낮아서 플러스입니다. 손실이 적으면 원치 않는 전기적 노이즈도 줄어듭니다. 따라서 신호가 더 선명하고 강해집니다. 섬 I-Speed가 좋은 예이다.
매우 높은 속도, 매우 낮은 손실
이런 응용 분야에서는 특수소재를 사용해야 합니다. RF 및 마이크 로파 이 소재를 최상단에 사용하세요. 유전율 곡선이 가장 평평합니다. 여러 주파수에서 잘 작동합니다. 또한 유전 손실이 가장 적습니다. 신호를 강하고 선명하게 유지합니다. 이 소재는 최대 20GHz 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. Isola Tachyon 100G는 이러한 소재의 예입니다.
레이어 수와 두께
고속 PCB를 설계할 때 레이어 수와 두께가 떠오릅니다. 모든 디지털 신호에 충분한 레이어가 필요합니다. 약간의 수학과 경험이 도움이 될 것입니다. 그러나 BGA 또는 LGA 풋프린트 IC는 보드 크기를 변경할 수 있는 대형 IC가 될 수 있습니다. BGA 팬아웃의 경우 행당 두 행의 신호 레이어를 장착할 수 있습니다. 또한 전원 및 접지 레이어도 잊지 마세요. 마이크로비아는 공간을 절약하므로 레이어 수를 줄일 수 있습니다. 또한 라우팅 밀도를 높일 수 있습니다. 이를 통해 설계의 효율성도 높아집니다. 마이크로비아의 경우 더 작고 처리 능력도 향상됩니다. 이러한 부품이 없다면 장치가 훨씬 더 둔중하고 혁신성이 떨어질 것입니다.
고속 PCB 설계 과제
트레이스 길이 튜닝
신호를 동기화하려면 트레이스 길이를 조정해야 합니다. 따라서 길이가 맞지 않으면 인터페이스가 실패할 수 있습니다. 이는 특히 고주파에서 중요합니다. 병렬 인터페이스의 경우 트레이스 길이만 고려하세요. 그러나 조정을 위해 공간이 좁아질 수 있습니다. 직렬 인터페이스에서 신호는 차동 쌍으로 그룹화됩니다. 이로 인해 튜닝이 더 복잡해집니다. 하나는 다른 하나와 가까워야 합니다. 즉, 길이 차이는 특정 한계 내에 있어야 합니다. 신호 품질은 정렬 불량의 영향을 받을 수 있습니다. 사실 CPU나 FPGA.
싱글 엔드 및 디퍼렌셜 임피던스를 확인해야 합니다. 개별 트랙은 싱글 엔드 임피던스입니다. 페어 트랙의 경우 디퍼렌셜 임피던스입니다. 표준 임피던스 값은 각 유형의 인터페이스와 연관됩니다. 덜 일반적인 유형의 임피던스도 있습니다. 디퍼렌셜 임피던스는 홀수 모드 임피던스의 절반입니다. 신호가 동일하면 공통 모드 임피던스라고 합니다. 공통 모드 값은 짝수 모드 값의 절반입니다. 그러나 이러한 값은 드물지만 가질 가치가 있다는 점에 유의할 가치가 있습니다. 신호 반사는 잘못된 임피던스로 인해 발생할 수도 있습니다. 이것을 포함하면 노이즈를 유발하여 신호 품질이 손상될 수 있습니다. 높은 전력 이러한 장치를 통해 연결됩니다.
트랙 모양 및 굽힘
소스에서 수신기까지 직선 트랙이 없는 경우가 많습니다. 종종 트랙을 구부려야 합니다. 모서리 옵션이 가장 좋고 둥글게 되어 있습니다. 날카로운 굽힘에서 문제가 발생합니다. 훌륭한 트랙을 깔 시간이 생깁니다. 각 트랙마다 여러 번 각 트랙을 그릴 수 있습니다. 90도 굽힘은 사용하지 마세요. 문제가 발생합니다. 굽힘은 트랙 너비를 변경합니다. 그리고 이는 임피던스에 영향을 미칠 수 있으며, 이로 인해 반사가 발생할 수 있습니다. 차동 쌍의 비결합 길이가 향상됩니다.
종료
한 가지 특정 방법은 저항기 사이에 차동 트랙 쌍을 배치하는 병렬 종단입니다. 이는 라인 끝에 있어야 합니다. 수신기에 가까워야 합니다. 이렇게 하면 적절한 종단 중에 신호 반사가 줄어듭니다. 이렇게 하면 데이터 전송 품질이 향상됩니다. 차동 쌍의 경우 저항기 값은 같아야 합니다. 저항기 값이 낮으면 신호가 과다 종단될 수 있습니다. 신호 품질이 저하됩니다. 일부 IC의 경우 종단이 내장되어 있습니다. 저항. 그렇지 않다면 외부 저항기가 필요 없습니다. 외부 저항기를 사용하면 과종료가 발생할 수 있습니다.
접지 및 비아
일반적으로 단일 레이어에서 신호를 추적할 방법이 없으므로 트레이스를 연결하기 위해 비아가 필요한 경우가 많습니다. PCB 레이어. 그러나 비아가 신호 비아 옆에 배치되지 않으면 접지 참조가 중단되므로 문제가 될 수 있습니다. 또한 비아가 너무 많으면 과열이 발생할 수 있습니다. 고전류 밀도. 또한 비아 사이에 충분한 공간이 있습니다. 그러나 비아가 적절하게 설계되지 않으면 임피던스 문제를 통해 신호 무결성이 손상될 수 있습니다.
구성요소 배치
좁은 공간에서는 유사한 것을 그룹화하는 것이 까다롭습니다. 구성 요소들. 디지털 및 아날로그 구성 요소를 별도의 접지 영역에 유지하는 것은 어렵고, 그 상태를 유지해야 합니다. 또한 짧은 트레이스를 위한 충분한 공간이 있어야 하기 때문에 배치가 복잡해집니다. 또 다른 이유로 구성 요소를 전력 변환기와 같은 간섭 소스에서 멀리 두어야 합니다. 또한 고속 구성 요소를 보드 가장자리에 너무 가깝게 배치하면 좋은 신호 품질을 제공하기에 충분하지 않습니다.
지면 폴리곤 배치
트랙을 컷아웃이나 스플릿 위로 라우팅하지 마십시오. 이로 인해 추가 노이즈와 신호 지연이 발생할 수 있습니다. 무결성 문제와 신호 품질 저하로 어려움을 겪을 수도 있습니다. 교차하는 모든 트랙의 경우 다각형 분할, 세라믹을 사용하다 바느질 커패시터. 또한 신호에 대한 영향을 줄여줍니다.
크로스토크 관리
고속 PCB 설계에서 문제가 될 수 있습니다. 트랙의 신호는 주변 트랙에 영향을 미칩니다. 이는 일반적으로 트랙이 긴 낮 동안 평행하게 달릴 때, 특히 산에서 발생합니다. 이러한 크로스토크는 더 긴 평행 구간에서 더 심합니다. 그러나 이를 해결하는 한 가지 방법은 누화 트랙을 너비보다 최소 8배 더 넓게 떨어뜨리는 것입니다. 차동 쌍의 경우 너비의 10배 거리를 유지하십시오. 차동 쌍이 클록 신호를 보내는 경우 거리는 너비의 XNUMX~XNUMX배여야 합니다. 비동기 신호는 고속 트랙에서 멀리 두고 많은 주의를 기울이십시오.
부품 배치를 위한 고속 PCB 설계 가이드라인
고속 PCB를 설계할 때는 표준 부품의 한계와 함께 부품을 가장 효율적으로 배치하여 최적의 성능을 발휘하고 가능한 한 신뢰할 수 있도록 하는 방법에 대한 지침을 고려해야 합니다.
명확한 신호 반환 경로 보장
상상할 수 있듯이, 접지면 신호 복귀 경로에 대한 여유 공간을 확보하는 것이 중요합니다. 신호 저하를 최소화함으로써 신호가 소스로 효율적으로 복귀하는 데 도움이 되어 전반적인 신호 무결성이 향상됩니다.
적절한 채널 간격 제공
고밀도 데이터와 메모리 버스 신호를 위한 공간을 마련하여 최소한 라우팅을 허용합니다. 적절한 분리는 고속 데이터 흐름을 유지하는 데 필요한 크로스토크와 간섭을 제거하는 데 도움이 됩니다.
아날로그와 디지털 영역을 분리
아날로그 및 디지털 구성 요소는 간섭을 방지하기 위해 물리적으로 분리되어야 합니다. 이렇게 분리하면 민감한 신호에서 디지털 노이즈를 최소화할 수 있어 두 회로의 성능이 향상됩니다.
고속 신호 경로 단축 및 임피던스 추적
구성 요소를 전략적으로 배치하여 고속 신호 경로가 단축되도록 합니다. 짧은 경로는 트레이스 임피던스를 줄이는 데 도움이 되어 신호 품질을 개선하고 데이터 전송 속도를 높입니다.
제조업체의 데이터시트를 따르세요
특정 배치 지침과 가이드라인에 대해서는 항상 제조업체의 데이터시트를 참조하세요. 이러한 문서의 통찰력과 권장 사항은 사용 중인 구성 요소와 직접 관련이 있으며 설계에서 최상의 성능을 발휘하도록 하는 것을 목적으로 합니다.
라우팅을 위한 고속 PCB 설계 가이드라인
고속 PCB 설계에서는 설계에 많은 수의 경로를 연결하는 것이 올바르게 이루어지지 않으면 신호 무결성과 성능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
디자인 규칙을 완벽하게 적용
선로 길이, 간격, 차동 쌍과 같은 설계 규칙과 제약 조건을 완벽하게 구현하는 것이 중요합니다.
지역 규칙 및 출입 금지 구역 설정
따라서 필요한 모든 구역 규칙을 설정하고 특정 라우팅 요구 사항을 충족하는 구역을 차단하세요. 그러면 다른 쪽의 간섭을 피하고 보드의 다른 쪽에서 방해 신호를 잃게 됩니다.
짧고 직접적인 라우팅 경로 우선 순위 지정
가능한 한 직접적이고 짧은 라우팅 경로로 작업해 보세요. 신호 지연이 줄어들고 간섭이 최소화되어 짧은 경로를 사용할 때 전반적인 신호 고속 신호 성능이 향상됩니다.
접지면 공극을 통한 라우팅을 피하십시오
접지면의 공극이나 단절 위로 트랙을 통과해서는 안 됩니다. 이러한 문제는 전자기 간섭(EMI) 또는 임피던스 불일치를 발생시키고 신호 품질을 저하시킬 수 있습니다.
추가 여유 공간 제공
다른 라우팅으로부터 클록 라인과 차동 쌍에 여분의 여유 공간을 제공합니다. 최적의 분리 라인(신호와 참조 레이어 사이의 충분히 큰 유전체 두께로 제공)은 유전체 두께의 3배입니다.
고속 전송 회선 할당
지정된 레이어를 고속 전송선로에 라우팅한 다음, 복귀 경로를 인접한 참조 평면에 한 레이어 라우팅합니다.
레이어 변경 최소화
고속 회선에서는 레이어를 변경하지 마십시오. 레이어가 변경되면 리턴 경로 비아를 추가하여 전류 루프를 최소화하고 리턴 전류 경로를 가능한 한 직접적으로 유지합니다.
병렬 고속선은 피하세요
고속 전송선을 병렬로 실행하면 회선 간에 원치 않는 혼선이 발생할 수 있습니다.
브로드사이드 크로스토크 방지
듀얼 간의 브로드사이드 크로스토크 스트립라인 추적 특히, 같은 층에 나란히 설치된 트레이스 사이보다 듀얼 스트립라인 트레이스 사이의 간격이 좁은 경우 주의해야 합니다.
더 넓은 흔적을 활용하세요
이렇게 하면 임피던스도 감소하고 신호 품질 개선에 도움이 됩니다. 하지만 이 접근 방식이 설계 요구 사항에서 괜찮은지 확인하세요.
비아 최소화
인덕턴스를 낮추려면 신호 무결성 제약 조건 내에 머무르고 가능한 최소한의 비아만 사용하세요. 대부분의 경우 비아는 필요하지 않지만 필요한 경우 블라인드, 매립형 또는 마이크로비아를 사용하여 신호 반사를 줄일 수 있습니다.
밀집된 클러스터를 피하세요
탈출 비아의 밀집된 클러스터는 접지 평면에서 리턴 경로를 정리하기 어렵게 만들 수 있으므로 주의해서 다루어야 합니다. 이렇게 하면 전체 신호 무결성이 깨끗하게 유지됩니다.
관련 FAQ 고속 PCB 설계
인쇄 회로 기판 설계가 고속으로 간주되는 경우는 언제인가?
고속 PCB에는 다음과 같은 연결이 있습니다. HDMI, 이더넷 및 USB를 사용하여 빠른 데이터 전송을 용이하게 합니다. 회로에 고속 인터페이스를 통해 연결된 많은 하위 회로가 있는 경우에도 고속입니다. 트랙은 신호의 상승 시간의 최소 50/XNUMX입니다. 또한 디지털 신호 주파수가 XNUMXMHz 이상인 경우 고속입니다. PCB가 작고 어떤 구성 요소도 장착할 수 없는 경우 고속 설계입니다.
왜 접지에 바이패스 커패시터를 추가해야 합니까?
이들은 공통 모드 귀환 전류가 소스로 복귀하는 경로입니다. 전류 루프를 효율적으로 완료하는 데 도움이 됩니다. 여기서 중간 지점 접지의 유용성이 나타나는데, 차동 전류 흐름을 방해하고 싶지 않기 때문입니다. 이러한 전류 중 일부는 스트레이 커패시턴스를 통해 복귀합니다. 차동 시스템에서는 스트레이 전류를 제거하기 위해서도 커패시터가 필요합니다.
고속 설계가 필요한지 어떻게 알 수 있나요?
고속 설계가 필요한지 알아보려면 몇 가지 사항을 확인합니다. 보드에 DDR, HDMI와 같은 고속 인터페이스가 있는지 확인합니다. 그렇다면 설계의 몇 가지 특별한 규칙을 따라야 합니다. 그런 다음 신호 파장과 관련하여 트레이스의 길이를 검사해야 합니다. 길이가 같다면 고속 설계가 필요할 가능성이 큽니다. 마지막으로 다음과 같은 경우 안테나 및 무선 전화 PCB의 인터페이스를 고속 신호로 라우팅하는 것이 좋습니다.
맺음말
이 글에서는 고속 PCB 설계를 위한 핵심 사례를 다루었습니다. PCB톡 블로그. 여기에는 구성 요소 배치, 라우팅 팁 및 명확한 신호 경로가 나열되어 있습니다. 또한 몇 가지 일반적인 과제를 다루고 고속 설계에서 성능과 신호 무결성을 향상시키는 방법을 제안했습니다.
