16레이어 PCB는 현대 전자 장치에 필요한 복잡성과 유연성을 제공합니다. 최적의 보드 성능을 달성하려면 숙련된 설계와 적층 순서 및 층간 연결 방법의 선택이 중요합니다. 이 기사에서는 설계자와 엔지니어가 효율적이고 안정적인 16층 회로 기판을 만드는 데 도움이 되는 고려 사항, 지침 및 모범 사례를 살펴보겠습니다.

1.16단 PCB 적층 순서의 기본 이해

1.1 스택 순서의 정의 및 목적

적층 순서란 구리, 절연층 등의 재료를 적층하여 다층 회로 기판을 구성하는 배열 및 순서를 의미합니다. 적층 순서에 따라 신호층, 전원층, 접지층 및 기타 중요한 구성 요소의 배치가 결정됩니다. 스택.
적층 순서의 주요 목적은 보드에 필요한 전기적 및 기계적 특성을 달성하는 것입니다. 이는 회로 기판의 임피던스, 신호 무결성, 전력 분배, 열 관리 및 제조 타당성을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 스태킹 순서는 보드의 전반적인 성능, 신뢰성 및 제조 가능성에도 영향을 미칩니다.

1.2 스태킹 순서 설계에 영향을 미치는 요소: 스태킹 순서를 설계할 때 고려해야 할 몇 가지 요소가 있습니다.

16층 PCB:

a) 전기적 고려사항:적절한 신호 무결성, 임피던스 제어 및 전자기 간섭 감소를 보장하려면 신호, 전원 및 접지면의 레이아웃을 최적화해야 합니다.
b) 열적 고려사항:전원 및 접지면 배치와 열 비아 포함은 열을 효과적으로 분산시키고 구성 요소의 최적 작동 온도를 유지하는 데 도움이 됩니다.
c) 제조 제약:선택한 적층 순서는 재료 가용성, 레이어 수, 드릴 종횡비 등 PCB 제조 공정의 기능과 한계를 고려해야 합니다.그리고 정렬 정확도.
d) 비용 최적화:재료 선택, 레이어 수 및 스택업 복잡성은 필요한 성능과 신뢰성을 보장하면서 프로젝트 예산과 일치해야 합니다.

1.3 16층 회로 기판 적층 순서의 일반적인 유형: 16층 회로 기판 적층 순서에는 여러 가지 일반적인 적층 순서가 있습니다.

원하는 성능과 요구 사항에 따라 PCB. 몇 가지 일반적인 예는 다음과 같습니다.

a) 대칭 스태킹 순서:이 시퀀스에는 우수한 신호 무결성, 최소 누화 및 균형 잡힌 열 방출을 달성하기 위해 전원 레이어와 접지 레이어 사이에 신호 레이어를 대칭으로 배치하는 작업이 포함됩니다.
b) 순차적 스태킹 순서:이 순서에서 신호 레이어는 전원 레이어와 접지 레이어 사이에 순차적으로 있습니다. 이는 레이어 배열에 대한 더 큰 제어 기능을 제공하며 특정 신호 무결성 요구 사항을 충족하는 데 유용합니다.
c) 혼합 스태킹 순서:여기에는 대칭 및 순차적 스태킹 순서의 조합이 포함됩니다. 이를 통해 보드의 특정 부분에 대한 레이업을 사용자 정의하고 최적화할 수 있습니다.
d) 신호에 민감한 스태킹 순서:이 시퀀스는 민감한 신호 레이어를 접지면에 더 가깝게 배치하여 더 나은 노이즈 내성과 격리를 제공합니다.

2. 16층 PCB 적층 순서 선택에 대한 주요 고려 사항:

2.1 신호 무결성 및 전력 무결성 고려 사항:

스태킹 순서는 보드의 신호 무결성과 전력 무결성에 중요한 영향을 미칩니다. 신호 왜곡, 소음 및 전자기 간섭의 위험을 최소화하려면 신호 및 전원/접지 평면을 올바르게 배치하는 것이 중요합니다. 주요 고려 사항은 다음과 같습니다.

a) 신호층 배치:낮은 인덕턴스 복귀 경로를 제공하고 노이즈 커플링을 최소화하려면 고속 신호 레이어를 접지면 가까이에 배치해야 합니다. 또한 신호 왜곡과 길이 일치를 최소화하려면 신호 레이어를 신중하게 배치해야 합니다.
b) 전력면 분포:스태킹 순서는 전력 무결성을 지원하기 위해 적절한 전력 플레인 분배를 보장해야 합니다. 전압 강하, 임피던스 불연속성 및 잡음 결합을 최소화하려면 충분한 전원 및 접지면을 전략적으로 배치해야 합니다.
c) 디커플링 커패시터:적절한 전력 전송을 보장하고 전원 공급 장치 잡음을 최소화하려면 디커플링 커패시터를 올바르게 배치하는 것이 중요합니다. 적층 순서는 디커플링 커패시터와 전원 및 접지 평면의 근접성을 제공해야 합니다.

2.2 열 관리 및 열 방출:

효율적인 열 관리는 회로 기판 신뢰성과 성능을 보장하는 데 중요합니다. 적층 순서에서는 전원 및 접지면, 열 비아 및 기타 냉각 메커니즘의 적절한 배치를 고려해야 합니다. 중요한 고려 사항은 다음과 같습니다.

a) 전력면 분포:스택 전반에 걸쳐 전원 및 접지면을 적절하게 분배하면 민감한 구성 요소에서 열을 방출하는 데 도움이 되며 보드 전체에 균일한 온도 분포가 보장됩니다.
b) 열 비아:적층 순서는 내부 레이어에서 외부 레이어 또는 방열판으로의 열 방출을 촉진하기 위해 효과적인 열 비아 배치를 허용해야 합니다. 이는 국지적인 핫스팟을 방지하고 효율적인 열 방출을 보장합니다.
c) 부품 배치:과열을 방지하기 위해 적층 순서는 가열 구성 요소의 배열과 근접성을 고려해야 합니다. 방열판이나 팬과 같은 냉각 메커니즘과 구성 요소를 올바르게 정렬하는 것도 고려해야 합니다.

2.3 제조 제약 및 비용 최적화:

적층 순서는 보드의 실현 가능성과 경제성에 중요한 역할을 하기 때문에 제조 제약 조건과 비용 최적화를 고려해야 합니다. 고려 사항은 다음과 같습니다.

a) 재료 가용성:선택한 적층 순서는 재료의 가용성 및 선택한 PCB 제조 공정과의 호환성과 일치해야 합니다.
b) 레이어 수 및 복잡성:적층 순서는 선택한 PCB 제조 공정의 제약 조건 내에서 레이어 수, 드릴 종횡비, 정렬 정확도 등의 요소를 고려하여 설계해야 합니다.
c) 비용 최적화:적층 순서는 필요한 성능과 신뢰성을 저하시키지 않으면서 재료 사용을 최적화하고 제조 복잡성을 줄여야 합니다. 재료 낭비, 프로세스 복잡성 및 조립과 관련된 비용을 최소화하는 것을 목표로 해야 합니다.

2.4 레이어 정렬 및 신호 누화:

스태킹 시퀀스는 레이어 정렬 문제를 해결하고 신호 무결성에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 신호 누화를 최소화해야 합니다. 중요한 고려 사항은 다음과 같습니다.

a) 대칭 스태킹:전력 레이어와 접지 레이어 사이에 신호 레이어를 대칭적으로 적층하면 결합을 최소화하고 누화를 줄이는 데 도움이 됩니다.
b) 차동 쌍 라우팅:스태킹 시퀀스는 고속 차동 신호의 효율적인 라우팅을 위해 신호 레이어를 적절하게 정렬할 수 있도록 해야 합니다. 이는 신호 무결성을 유지하고 누화를 최소화하는 데 도움이 됩니다.
c) 신호 분리:스태킹 시퀀스에서는 누화와 간섭을 줄이기 위해 민감한 아날로그 신호와 디지털 신호의 분리를 고려해야 합니다.

2.5 임피던스 제어 및 RF/마이크로파 통합:

RF/마이크로파 애플리케이션의 경우 적절한 임피던스 제어 및 통합을 달성하려면 스태킹 순서가 중요합니다. 주요 고려 사항은 다음과 같습니다.

a) 제어된 임피던스:적층 순서는 트레이스 폭, 유전체 두께, 층 배열 등의 요소를 고려하여 제어된 임피던스 설계를 허용해야 합니다. 이를 통해 RF/마이크로파 신호에 대한 올바른 신호 전파 및 임피던스 매칭이 보장됩니다.
b) 신호층 배치:RF/마이크로파 신호는 다른 신호의 간섭을 최소화하고 더 나은 신호 전파를 제공하기 위해 전략적으로 외부 레이어에 가깝게 배치되어야 합니다.
c) RF 차폐:스태킹 순서에는 RF/마이크로파 신호를 간섭으로부터 격리하고 보호하기 위한 접지 및 차폐 레이어의 적절한 배치가 포함되어야 합니다.

3.층간 연결 방법

3.1 관통 구멍, 막힌 구멍, 매설 구멍:

비아는 인쇄 회로 기판(PCB) 설계에서 서로 다른 레이어를 연결하는 수단으로 널리 사용됩니다. 이는 PCB의 모든 레이어에 구멍을 뚫고 도금되어 전기적 연속성을 제공합니다. 관통 구멍은 강력한 전기 연결을 제공하며 비교적 쉽게 만들고 수리할 수 있습니다. 그러나 더 큰 드릴 비트 크기가 필요하므로 PCB에서 귀중한 공간을 차지하고 라우팅 옵션이 제한됩니다.
블라인드 및 매립 비아는 공간 활용 및 라우팅 유연성 측면에서 이점을 제공하는 대체 층간 연결 방법입니다.
블라인드 비아는 PCB 표면에서 뚫고 모든 레이어를 통과하지 않고 내부 레이어에서 종료됩니다. 더 깊은 레이어는 영향을 받지 않으면서 인접한 레이어 간의 연결을 허용합니다. 이를 통해 보드 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있고 드릴 구멍 수를 줄일 수 있습니다. 반면, 매립형 비아는 PCB의 내부 레이어 내에 완전히 둘러싸여 있고 외부 레이어까지 확장되지 않는 구멍입니다. 외부 레이어에 영향을 주지 않고 내부 레이어 간의 연결을 제공합니다. 매립형 비아는 외부 레이어에서 어떤 공간도 차지하지 않기 때문에 스루홀 및 블라인드 비아보다 공간 절약의 이점이 더 큽니다.
스루홀, 블라인드 비아, 매립 비아의 선택은 PCB 설계의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다. 스루홀은 일반적으로 단순한 설계에 사용되거나 견고성과 수리 가능성이 주요 관심사인 경우에 사용됩니다. 휴대용 장치, 스마트폰, 노트북과 같이 공간이 중요한 요소인 고밀도 설계에서는 블라인드 및 매립형 비아가 선호됩니다.

3.2 미세기공 및HDI 기술:

마이크로비아는 PCB에 고밀도 층간 연결을 제공하는 작은 직경의 구멍(보통 150미크론 미만)입니다. 소형화, 신호 무결성 및 라우팅 유연성 측면에서 상당한 이점을 제공합니다.
마이크로비아는 스루홀 마이크로비아와 블라인드 마이크로비아의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 마이크로비아는 PCB 상단 표면에 구멍을 뚫고 모든 레이어를 통해 확장하여 구성됩니다. 블라인드 마이크로비아는 이름에서 알 수 있듯이 특정 내부 레이어로만 확장되며 모든 레이어를 관통하지는 않습니다.
HDI(고밀도 상호 연결)는 마이크로비아와 고급 제조 기술을 사용하여 더 높은 회로 밀도와 성능을 달성하는 기술입니다. HDI 기술을 사용하면 더 작은 구성 요소를 배치하고 더 긴밀하게 라우팅할 수 있으므로 폼 팩터는 더 작아지고 신호 무결성은 더 높아집니다. HDI 기술은 소형화, 신호 전파 개선, 신호 왜곡 감소, 기능 강화 측면에서 기존 PCB 기술에 비해 여러 가지 이점을 제공합니다. 이를 통해 여러 개의 마이크로비아가 있는 다층 설계가 가능하므로 상호 연결 길이가 단축되고 기생 정전 용량 및 인덕턴스가 감소됩니다.
HDI 기술은 또한 RF/마이크로파 응용 분야에 중요한 고주파수 라미네이트 및 얇은 유전층과 같은 고급 소재의 사용을 가능하게 합니다. 이는 더 나은 임피던스 제어를 제공하고 신호 손실을 줄이며 안정적인 고속 신호 전송을 보장합니다.

3.3 층간 연결 재료 및 공정:

층간 연결 재료 및 기술의 선택은 PCB의 우수한 전기적 성능, 기계적 신뢰성 및 제조 가능성을 보장하는 데 중요합니다. 일반적으로 사용되는 층간 연결 재료 및 기술은 다음과 같습니다.

a) 구리:구리는 우수한 전도성과 납땜성으로 인해 PCB의 전도성 레이어 및 비아에 널리 사용됩니다. 일반적으로 안정적인 전기 연결을 제공하기 위해 구멍에 도금됩니다.
b) 납땜:웨이브 솔더링 또는 리플로우 솔더링과 같은 솔더링 기술은 PCB의 관통 구멍과 기타 구성 요소 사이를 전기적으로 연결하는 데 자주 사용됩니다. 비아에 솔더 페이스트를 바르고 열을 가해 솔더를 녹이고 안정적인 연결을 형성합니다.
c) 전기도금:무전해 구리 도금 또는 전해 구리와 같은 전기도금 기술을 사용하여 비아를 도금하여 전도성을 강화하고 양호한 전기 연결을 보장합니다.
d) 본딩:접착 접합 또는 열압착 접합과 같은 접합 기술은 적층 구조를 함께 결합하고 안정적인 상호 연결을 만드는 데 사용됩니다.
e) 유전체 재료:PCB 스택업을 위한 유전체 재료의 선택은 층간 연결에 매우 중요합니다. FR-4 또는 Rogers 라미네이트와 같은 고주파 라미네이트는 우수한 신호 무결성을 보장하고 신호 손실을 최소화하는 데 종종 사용됩니다.

3.4 단면 디자인 및 의미:

PCB 스택업의 단면 설계는 레이어 간 연결의 전기적, 기계적 특성을 결정합니다. 단면 설계의 주요 고려 사항은 다음과 같습니다.

a) 레이어 배열:PCB 스택 내 신호, 전원 및 접지면의 배열은 신호 무결성, 전력 무결성 및 전자기 간섭(EMI)에 영향을 미칩니다. 전력 및 접지면과 함께 신호 레이어를 적절하게 배치하고 정렬하면 잡음 결합을 최소화하고 낮은 인덕턴스 반환 경로를 보장하는 데 도움이 됩니다.
b) 임피던스 제어:단면 설계에서는 특히 고속 디지털 또는 RF/마이크로파 신호의 경우 제어된 임피던스 요구 사항을 고려해야 합니다. 여기에는 원하는 특성 임피던스를 달성하기 위해 유전체 재료와 두께를 적절하게 선택하는 것이 포함됩니다.
c) 열 관리:단면 설계에서는 효과적인 열 방출과 열 관리를 고려해야 합니다. 전원 및 접지판, 열 비아, 냉각 메커니즘이 있는 구성 요소(예: 방열판)를 올바르게 배치하면 열을 분산시키고 최적의 작동 온도를 유지하는 데 도움이 됩니다.
d) 기계적 신뢰성:섹션 설계는 기계적 신뢰성을 고려해야 하며, 특히 열 순환이나 기계적 응력을 받을 수 있는 응용 분야에서는 더욱 그렇습니다. 적절한 재료 선택, 접합 기술 및 스택업 구성은 PCB의 구조적 무결성과 내구성을 보장하는 데 도움이 됩니다.

4.16층 PCB 설계 지침

4.1 레이어 할당 및 배포:

16레이어 회로 기판을 설계할 때 성능과 신호 무결성을 최적화하려면 레이어를 신중하게 할당하고 배포하는 것이 중요합니다. 계층 할당에 대한 몇 가지 지침은 다음과 같습니다.
배포:

필요한 신호 레이어 수를 결정합니다.
회로 설계의 복잡성과 라우팅해야 하는 신호 수를 고려하십시오. 필요한 모든 신호를 수용할 수 있도록 충분한 신호 레이어를 할당하여 적절한 라우팅 공간을 보장하고 과도한 신호 레이어를 방지합니다.충혈. 접지 및 전원 평면을 할당합니다.
접지 및 전원 평면에 두 개 이상의 내부 레이어를 할당합니다. 접지면은 신호에 대한 안정적인 기준을 제공하고 전자기 간섭(EMI)을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 전력판은 전압 강하를 최소화하는 데 도움이 되는 저임피던스 전력 분배 네트워크를 제공합니다.
민감한 신호 레이어 분리:
응용 분야에 따라 간섭 및 누화를 방지하기 위해 민감하거나 고속의 신호 계층을 잡음이 많은 계층 또는 고전력 계층과 분리해야 할 수도 있습니다. 이는 둘 사이에 전용 접지 또는 전원 플레인을 배치하거나 절연 레이어를 사용하여 수행할 수 있습니다.
신호 레이어를 균등하게 분배합니다.
보드 스택 전체에 신호 레이어를 균등하게 분배하여 인접한 신호 간의 결합을 최소화하고 신호 무결성을 유지합니다. 층간 누화를 최소화하려면 동일한 스택업 영역에서 신호 레이어를 서로 옆에 배치하지 마십시오.
고주파 신호를 고려하십시오.
설계에 고주파 신호가 포함된 경우 고주파 신호 레이어를 외부 레이어에 더 가깝게 배치하여 전송 라인 효과를 최소화하고 전파 지연을 줄이는 것이 좋습니다.

4.2 라우팅 및 신호 라우팅:

라우팅 및 신호 추적 설계는 적절한 신호 무결성을 보장하고 간섭을 최소화하는 데 중요합니다. 다음은 16층 회로 기판의 레이아웃 및 신호 라우팅에 대한 몇 가지 지침입니다.

고전류 신호에 더 넓은 트레이스를 사용하십시오.
전원 및 접지 연결과 같이 고전류를 전달하는 신호의 경우 더 넓은 트레이스를 사용하여 저항 및 전압 강하를 최소화합니다.
고속 신호용 매칭 임피던스:
고속 신호의 경우 반사 및 신호 감쇠를 방지하기 위해 트레이스 임피던스가 전송 라인의 특성 임피던스와 일치하는지 확인하십시오. 제어된 임피던스 설계 기법을 사용하고 트레이스 폭을 정확하게 계산하십시오.
트레이스 길이와 교차점을 최소화합니다.
트레이스 길이를 최대한 짧게 유지하고 교차점 수를 줄여 기생 용량, 인덕턴스 및 간섭을 줄이십시오. 부품 배치를 최적화하고 전용 라우팅 레이어를 사용하여 길고 복잡한 추적을 방지합니다.
고속 및 저속 신호 분리:
고속 신호와 저속 신호를 분리하여 고속 신호에 대한 노이즈의 영향을 최소화합니다. 고속 신호를 전용 신호 레이어에 배치하고 고전력 또는 잡음이 많은 구성 요소로부터 멀리 떨어지게 하십시오.
고속 신호에는 차동 쌍을 사용하십시오.
고속 차동 신호의 잡음을 최소화하고 신호 무결성을 유지하려면 차동 쌍 라우팅 기술을 사용하십시오. 신호 왜곡 및 누화를 방지하려면 차동 쌍의 임피던스와 길이를 일치시키십시오.

4.3 접지층 및 전력층 분배:

우수한 전력 무결성을 달성하고 전자기 간섭을 줄이려면 접지면과 전력면을 적절하게 분배하는 것이 중요합니다. 다음은 16층 회로 기판의 접지 및 전력면 할당에 대한 몇 가지 지침입니다.

전용 접지 및 전원 플레인을 할당합니다.
전용 접지 및 전원 플레인에 대해 두 개 이상의 내부 레이어를 할당합니다. 이는 접지 루프를 최소화하고 EMI를 줄이며 고주파 신호에 대한 낮은 임피던스 복귀 경로를 제공하는 데 도움이 됩니다.
별도의 디지털 및 아날로그 접지면:
설계에 디지털 섹션과 아날로그 섹션이 있는 경우 각 섹션마다 별도의 접지면을 갖는 것이 좋습니다. 이는 디지털 섹션과 아날로그 섹션 간의 노이즈 커플링을 최소화하고 신호 무결성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
신호 평면에 가깝게 접지 및 전원 평면을 배치합니다.
루프 영역을 최소화하고 노이즈 유입을 줄이려면 접지 및 전원 플레인을 공급되는 신호 플레인 가까이 배치하십시오.
파워 플레인에 다중 비아 사용:
다중 비아를 사용하여 전원 플레인을 연결하면 전력을 고르게 분배하고 전원 플레인 임피던스를 줄일 수 있습니다. 이는 공급 전압 강하를 최소화하고 전력 무결성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
파워 플레인의 좁은 목을 피하십시오.
전력 플레인의 좁은 목은 전류 밀집을 유발하고 저항을 증가시켜 전압 강하 및 전력 플레인 비효율성을 초래할 수 있으므로 피하십시오. 서로 다른 전원 플레인 영역 간에 강력한 연결을 사용합니다.

4.4 열 패드 및 비아 배치:

열을 효과적으로 발산하고 부품 과열을 방지하려면 열 패드와 비아를 올바르게 배치하는 것이 중요합니다. 다음은 16층 회로 기판의 열 패드 및 비아 배치에 대한 몇 가지 지침입니다.

발열 부품 아래에 열 패드를 놓습니다.
열을 발생시키는 구성 요소(예: 전력 증폭기 또는 고전력 IC)를 식별하고 그 바로 아래에 열 패드를 놓습니다. 이러한 열 패드는 열을 내부 열 층으로 전달하는 직접적인 열 경로를 제공합니다.
열 방출을 위해 여러 개의 열 비아를 사용하십시오.
여러 개의 열 비아를 사용하여 열 층과 외부 층을 연결하여 효율적인 열 방출을 제공합니다. 이러한 비아는 열 패드 주위에 엇갈린 패턴으로 배치되어 균일한 열 분포를 얻을 수 있습니다.
열 임피던스 및 레이어 스택업을 고려하십시오.
열 비아를 설계할 때 보드 재료와 레이어 스택업의 열 임피던스를 고려하십시오. 비아 크기와 간격을 최적화하여 열 저항을 최소화하고 열 방출을 최대화하십시오.

4.5 구성요소 배치 및 신호 무결성:

신호 무결성을 유지하고 간섭을 최소화하려면 적절한 구성 요소 배치가 중요합니다. 다음은 16층 회로 기판에 부품을 배치하기 위한 몇 가지 지침입니다.

그룹 관련 구성요소:
동일한 하위 시스템의 일부이거나 강한 전기적 상호 작용을 갖는 관련 구성 요소를 그룹화합니다. 이렇게 하면 트레이스 길이가 줄어들고 신호 감쇠가 최소화됩니다.
고속 구성 요소를 가까이 유지하십시오.
고주파 발진기 또는 마이크로 컨트롤러와 같은 고속 구성 요소를 서로 가깝게 배치하여 트레이스 길이를 최소화하고 적절한 신호 무결성을 보장합니다.
중요한 신호의 추적 길이를 최소화합니다.
전파 지연 및 신호 감쇠를 줄이기 위해 중요한 신호의 트레이스 길이를 최소화합니다. 이러한 구성 요소를 가능한 한 가깝게 배치하십시오.
민감한 구성요소 분리:
간섭을 최소화하고 신호 무결성을 유지하려면 아날로그 구성 요소 또는 저레벨 센서와 같은 소음에 민감한 구성 요소를 고전력 또는 잡음이 많은 구성 요소와 분리하세요.
커패시터 분리를 고려하십시오.
디커플링 커패시터를 각 구성 요소의 전원 핀에 최대한 가깝게 배치하여 깨끗한 전력을 제공하고 전압 변동을 최소화합니다. 이 커패시터는 전원 공급 장치를 안정화하고 잡음 커플링을 줄이는 데 도움이 됩니다.

5. 스택업 설계를 위한 시뮬레이션 및 분석 도구

5.1 3D 모델링 및 시뮬레이션 소프트웨어:

3D 모델링 및 시뮬레이션 소프트웨어는 설계자가 PCB 스택업의 가상 표현을 생성할 수 있게 해주기 때문에 스택업 설계에 중요한 도구입니다. 소프트웨어는 레이어, 구성 요소 및 물리적 상호 작용을 시각화할 수 있습니다. 스택업을 시뮬레이션함으로써 설계자는 신호 누화, EMI 및 기계적 제약과 같은 잠재적인 문제를 식별할 수 있습니다. 또한 구성 요소 배열을 확인하고 전체 PCB 설계를 최적화하는 데 도움이 됩니다.

5.2 신호 무결성 분석 도구:

신호 무결성 분석 도구는 PCB 스택업의 전기적 성능을 분석하고 최적화하는 데 중요합니다. 이러한 도구는 수학적 알고리즘을 사용하여 임피던스 제어, 신호 반사 및 노이즈 커플링을 포함한 신호 동작을 시뮬레이션하고 분석합니다. 시뮬레이션과 분석을 수행함으로써 설계자는 설계 프로세스 초기에 잠재적인 신호 무결성 문제를 식별하고 안정적인 신호 전송을 보장하기 위해 필요한 조정을 수행할 수 있습니다.

5.3 열 분석 도구:

열 분석 도구는 PCB의 열 관리를 분석하고 최적화하여 스택업 설계에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 도구는 스택의 각 레이어 내에서 열 방출 및 온도 분포를 시뮬레이션합니다. 전력 손실 및 열 전달 경로를 정확하게 모델링함으로써 설계자는 핫스팟을 식별하고 구리 층 및 열 비아의 배치를 최적화하며 중요한 구성 요소의 적절한 냉각을 보장할 수 있습니다.

5.4 제조 가능성을 고려한 설계:

제조 가능성을 고려한 설계는 스택업 설계의 중요한 측면입니다. 선택한 스택업을 효율적으로 제조하는 데 도움이 되는 다양한 소프트웨어 도구가 있습니다. 이러한 도구는 재료 가용성, 레이어 두께, 제조 공정 및 제조 비용과 같은 요소를 고려하여 원하는 스택업을 달성할 수 있는 가능성에 대한 피드백을 제공합니다. 이는 설계자가 적층을 최적화하여 제조를 단순화하고 지연 위험을 줄이며 수율을 높이는 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.

6.16층 PCB의 단계별 설계 프로세스

6.1 초기 요구사항 수집:

이 단계에서는 16층 PCB 설계에 필요한 모든 요구 사항을 수집합니다. PCB의 기능, 필요한 전기적 성능, 기계적 제약 조건, 따라야 할 특정 설계 지침이나 표준을 이해합니다.

6.2 구성 요소 할당 및 배열:

요구 사항에 따라 PCB에 구성 요소를 할당하고 배열을 결정합니다. 신호 무결성, 열 고려사항, 기계적 제약과 같은 요소를 고려하십시오. 전기적 특성에 따라 구성 요소를 그룹화하고 보드에 전략적으로 배치하여 간섭을 최소화하고 신호 흐름을 최적화합니다.

6.3 스택업 설계 및 레이어 분포:

16층 PCB의 스택업 설계를 결정합니다. 유전율, 열전도도, 비용 등의 요소를 고려하여 적절한 재료를 선택하세요. 전기 요구 사항에 따라 신호, 전원 및 접지면을 할당합니다. 균형 잡힌 스택을 보장하고 신호 무결성을 향상하려면 접지면과 전원면을 대칭으로 배치하십시오.

6.4 신호 라우팅 및 라우팅 최적화:

이 단계에서는 적절한 임피던스 제어, 신호 무결성을 보장하고 신호 혼선을 최소화하기 위해 구성 요소 간에 신호 추적이 라우팅됩니다. 중요한 신호의 길이를 최소화하고, 민감한 트레이스를 교차하지 않으며, 고속 신호와 저속 신호 간의 분리를 유지하도록 라우팅을 최적화합니다. 필요한 경우 차동 쌍과 제어된 임피던스 라우팅 기술을 사용하십시오.

6.5 층간 연결 및 배치를 통해:

레이어 간 연결 비아 배치를 계획합니다. 레이어 전환 및 구성 요소 연결을 기반으로 스루홀 또는 막힌 홀과 같은 적절한 비아 유형을 결정합니다. 신호 반사, 임피던스 불연속성을 최소화하고 PCB에서 균일한 분포를 유지하기 위해 레이아웃을 최적화합니다.

6.6 최종 설계 검증 및 시뮬레이션:

제조에 앞서 최종 설계 검증 및 시뮬레이션을 수행합니다. 시뮬레이션 도구를 사용하여 신호 무결성, 전력 무결성, 열 동작 및 제조 가능성에 대한 PCB 설계를 분석합니다. 초기 요구사항에 대해 설계를 검증하고 필요한 조정을 수행하여 성능을 최적화하고 제조 가능성을 보장합니다.
설계 프로세스 전반에 걸쳐 전기 엔지니어, 기계 엔지니어, 제조 팀 등 다른 이해관계자와 협력하고 커뮤니케이션하여 모든 요구 사항이 충족되고 잠재적인 문제가 해결되도록 합니다. 정기적으로 설계를 검토하고 반복하여 피드백과 개선 사항을 통합합니다.

7. 업계 모범 사례 및 사례 연구

7.1 16층 PCB 설계 성공 사례:

사례 연구 1:Shenzhen Capel Technology Co., Ltd.는 고속 네트워크 장비용 16층 PCB를 성공적으로 설계했습니다. 신호 무결성과 전력 분배를 신중하게 고려하여 탁월한 성능을 달성하고 전자기 간섭을 최소화합니다. 성공의 열쇠는 제어된 임피던스 라우팅 기술을 사용하여 완전히 최적화된 스택업 설계입니다.

사례 연구 2:Shenzhen Capel Technology Co., Ltd.는 복잡한 의료 기기용 16층 PCB를 설계했습니다. 표면 실장 부품과 스루홀 부품의 조합을 사용하여 콤팩트하면서도 강력한 디자인을 구현했습니다. 세심한 구성 요소 배치와 효율적인 라우팅은 탁월한 신호 무결성과 신뢰성을 보장합니다.

7.2 실패로부터 배우고 함정을 피하십시오:

사례 연구 1:일부 PCB 제조업체는 통신 장비의 16레이어 PCB 설계에서 신호 무결성 문제에 직면했습니다. 실패 이유는 임피던스 제어에 대한 고려가 부족하고 접지면 분배가 적절하지 않았기 때문입니다. 배운 교훈은 신호 무결성 요구 사항을 신중하게 분석하고 엄격한 임피던스 제어 설계 지침을 시행하는 것입니다.

사례 연구 2:일부 PCB 제조업체는 설계 복잡성으로 인해 16층 PCB 제조 문제에 직면했습니다. 블라인드 비아와 조밀하게 포장된 부품을 과도하게 사용하면 제조 및 조립이 어려워집니다. 배운 교훈은 선택한 PCB 제조업체의 역량을 고려하여 설계 복잡성과 제조 가능성 사이의 균형을 맞추는 것입니다.

16층 PCB 설계에서 함정과 함정을 피하려면 다음을 수행하는 것이 중요합니다.

a.설계의 요구사항과 제약사항을 철저히 이해합니다.
b. 신호 무결성과 전력 분배를 최적화하는 스택형 구성입니다. c. 성능을 최적화하고 제조를 단순화하기 위해 구성 요소를 조심스럽게 배포하고 배열합니다.
d.임피던스 제어 및 블라인드 비아의 과도한 사용 방지와 같은 적절한 라우팅 기술을 보장합니다.
e.전기 및 기계 엔지니어, 제조 팀을 포함하여 설계 프로세스에 관련된 모든 이해관계자와 효과적으로 협업하고 커뮤니케이션합니다.
f. 제조 전에 잠재적인 문제를 식별하고 수정하기 위해 포괄적인 설계 검증 및 시뮬레이션을 수행합니다.