PCB뉴스 - PCB 적층 구조​ 를 어떻게 이해하나요?

일반적으로 일반적인 단면 또는 양면 보드를 설계할 때 pcb 적층 구조를 고려할 필요가 없습니다. 일반적으로 설계 요구 사항을 충족하는 구리 두께와 보드 두께를 가진 구리 클래드 보드를 직접 선택하여 처리합니다. 하지만 4개 이상의 층으로 PCB를 설계할 때 스택업 설계는 PCB의 성능과 가격에 직접적인 영향을 미칩니다.

다층 PCB는 구리 피복 코어 보드(코어), 프리프레그(PP) 및 구리 호일로 구성되며, 이를 적층 설계에 따라 결합하고 압착합니다.

PCB 설계를 시작하기 전에 엔지니어는 보드 크기, 회로 규모, 전자파 적합성(EMC) 요구 사항에 따라 PCB 층 수를 결정한 다음, 구성 요소의 레이아웃을 결정하고 마지막으로 신호 층, 전원 층, 접지 층의 구분을 확인합니다.

PCB 적층 구조를 어떻게 설계하나요?

레이어 수를 결정합니다. 먼저, 회로의 복잡성과 성능 요구 사항에 따라 필요한 레이어 수를 결정합니다. 일반적인 다층 기판으로는 4층, 6층, 8층 등이 있습니다.

기능 계층 할당: 각 계층에는 특정 기능이 있습니다. 일반적으로 상단과 하단 층은 부품과 트레이스를 배치하는 데 사용되고 중간 층은 전원, 접지, 신호 전송에 사용됩니다. 예를 들어:

신호 계층: 고속 신호를 전송하는 데 사용됩니다.

전력층: 회로에 안정적인 전력을 공급합니다.

접지층: 기준 접지를 제공하고 노이즈를 줄입니다.

신호 무결성을 고려하세요. 고속 신호 회선은 교차 및 간섭을 피하기 위해 최대한 짧아야 합니다. 임피던스를 줄이기 위해 전원 층과 접지 층은 가능한 한 가깝게 위치해야 합니다.

재료 선택: 서로 다른 층 사이의 절연 재료(예: FR-4)도 PCB 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 고주파 회로에는 신호 손실을 줄이기 위해 특수한 재료가 필요할 수 있습니다.

PCB 설계에서 4층 보드는 일반적인 구조이며, 특히 중간 복잡도의 회로에 적합합니다.

4층 스택업

1. SIG－GND(PWR)－PWR (GND)－SIG;

2. GND－SIG(PWR)－SIG(PWR)－GND;

위의 두 가지 스택업 디자인의 잠재적인 문제는 기존의 1.6mm(62mil) 보드 두께와 관련이 있습니다. 레이어 간격이 매우 커져서 임피던스 제어, 레이어 간 결합 및 차폐에 도움이 되지 않습니다. 특히 전원 공급 장치와 접지 레이어 사이의 간격이 매우 커서 보드 커패시턴스가 감소하고 노이즈 필터링에 도움이 되지 않습니다.

6층 보드 스택업

칩 밀도와 주파수가 더 높은 설계의 경우 6층 보드 설계를 고려해야 합니다. 권장되는 스태킹 방법은 다음과 같습니다.

1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;

이 솔루션의 경우, 이 스태킹 솔루션은 더 나은 신호 무결성을 달성할 수 있습니다. 신호 층은 접지 층에 인접하고, 전력 층과 접지 층은 쌍을 이루며, 각 라우팅 층의 임피던스는 잘 제어될 수 있으며, 두 접지 층 모두 자기선을 잘 흡수할 수 있습니다. 전원 공급 장치와 접지 계층이 손상되지 않으면 각 신호 계층에 더 나은 복귀 경로를 제공할 수 있습니다.

8층 보드 스택업

1. 이 방법은 전자파 흡수가 좋지 않고 전원 임피던스가 크기 때문에 좋은 스태킹 방법이 아닙니다. 구조는 다음과 같습니다.

1. 신호 1성분 표면, 마이크로스트립 배선층

2. 신호 2 내부 마이크로스트립 라우팅 계층, 더 나은 라우팅 계층(X 방향)

3. 접지

4. 신호 3 스트립라인 라우팅 계층, 더 나은 라우팅 계층(Y 방향)

5. 신호 4 스트립라인 라우팅 계층

6. 파워

7. 신호 5 내부 마이크로스트립 배선층

8. 신호 6 마이크로스트립 배선층

몇 개의 층을 설계할지, 어떤 종류의 pcb 적층 구조를 사용할지는 보드의 신호 네트워크 수, 장치 밀도, PIN 밀도, 신호 주파수, 보드 크기 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 우리는 이러한 요소를 종합적으로 고려할 필요가 있습니다.

다층 PCB 설계에서는 비아 구조가 서로 다른 층 간의 연결을 달성하는 데 중요합니다. 일반적인 기공 구조는 다음과 같습니다.

관통홀 비아: 최상층에서 최하층까지 전체 보드를 펀칭하여 모든 층을 연결하는 데 적합합니다.

블라인드 비아(Blind Via): 표면층에서 내부층으로만 연결하고, 보드 전체를 관통하지 않아 고밀도 설계에 적합합니다.

매립형 비아(Buried Via): 내부 층 사이만 연결하고 표면에 노출되지 않아 복잡한 회로 설계에 적합합니다.

이러한 홀 구조의 설계는 PCB의 신뢰성과 제조 비용에 영향을 미칩니다. 관통 구멍은 가장 간단하지만 많은 공간을 차지합니다. 블라인드 비아와 매장형 비아는 더 복잡하지만 공간을 절약할 수 있으며 고밀도 회로에 적합합니다.

PCB 적층 구조현대 전자 장치의 핵심 기술 중 하나입니다. 합리적인 스태킹 설계를 통해 제한된 공간에서 복잡한 회로 기능을 구현하여 성능을 향상시키고 비용을 절감할 수 있습니다.