비아가 PCB에 이런 식으로 배치되는 이유는 무엇입니까?

나는 전문 상용 PCB 설계자가 레이아웃을 수행하고 기술을 배우는 방법을 알아보기 위해 그래픽 카드의 복잡한 상용 PCB를 점검했습니다.

아래 표시된 카드를 확인했을 때 비아 배치와 관련하여 두 가지 사항을 발견했습니다.

더 높은 해상도의 이미지가 여기 에 표시됩니다 .

1. PCB는 가장자리 전체에 스티칭 비아로 둘러싸여 있습니다. 이 모든 것의 역할은 무엇입니까? 나는 그들이 방패처럼 행동하기 위해 지상에 연결되어 있다고 생각합니다. 그것이 사실이라면,이 배치로 그들이 어떻게이 방패를 얻는 지 기술적으로 이해할 수 없습니까?

2. 장착 구멍을 자세히 살펴보면 패드 주변에 비아가 추가 된 것을 알 수있었습니다. 왜 그렇습니까?

그라운드 링

PCB 주변, 때로는 PCB 내의 영역은 GND에 연결된 트레이스 링으로 둘러싸여 있습니다. 이 링은 모든 PCB 레이어에 존재하며 여러 비아와 함께 연결됩니다.

이것이 무엇을하는지 설명하기 위해, 접지 링이 없을 때 어떤 일이 발생하는지 설명해야합니다. 레이어 2에는 접지면이 있다고 가정 해 봅시다. 레이어 1에는 접지면의 가장 자리까지가는 신호 트레이스가 있으며 가장자리를 따라 몇 인치 동안 이어집니다. 이 신호 트레이스는 기술적으로 접지면 바로 위에 있지만 가장자리에 있습니다. 이 경우 트레이스가 다른 트레이스보다 더 많은 EMI를 방출 할뿐만 아니라 트레이스 임피던스도 제대로 제어되지 않습니다. 트레이스를 옮김으로써지면의 가장자리에 있지 않으면 문제가 해결됩니다. "in"을 많이 움직일수록 더 나아지지만 대부분의 PCB 설계자들은 최소한 0.050 인치 안에 움직입니다.

파워 플레인이있을 때 비슷한 문제가 있습니다. 전원 평면은 GND 평면의 가장자리에서 뒤로 이동해야합니다.

이러한 규칙을 적용하면 추적이 평면 가장자리의 0.050 "이내에있을 수 없으며 대부분의 PCB 소프트웨어 패키지에서는 어렵습니다. 불가능하지는 않지만 대부분의 PCB 설계자는 게으 르며 복잡한 규칙을 설정하고 싶지 않습니다. 또한 이는 유용한 트레이스가없는 PCB 영역이 있음을 의미합니다.

이에 대한 해결책은 접지 링을 넣고 비아와 함께 묶는 것입니다. 이렇게하면 다른 신호가 PCB의 해당 영역으로 들어가는 것을 자동으로 방지 할 수있을뿐 아니라 트레이스를 단순히 뒤로 이동시키는 것보다 더 나은 EMI 방지 기능을 제공합니다. 파워 플레인의 경우, 파워 플레인도 가장자리에서 뒤로 힘을가합니다 (GND 트레이스 만 있기 때문에).

장착 구멍

대부분의 경우 장착 구멍을 GND에 연결하려고합니다. 이것은 EMI 및 ESD 이유 때문입니다. 그러나 나사는 PCB에 정말 좋지 않습니다. 접지면에 연결된 일반 도금 관통 구멍이 있다고 가정 해 봅시다. 나사 자체가 구멍 내부의 도금을 파괴 할 수 있습니다. 나사 머리는 PCB 표면의 패드를 손상시킬 수 있습니다. 그리고 파쇄 력은 나사 근처의 GND 평면을 파괴 할 수 있습니다. 이런 일이 일어날 확률은 드물지만 많은 EE는이 문제를 해결하기에 충분한 문제가있었습니다.

(도금 및 / 또는 패드를 파괴하면 일반적으로 금속 부스러기가 느슨해져 중요한 부분이 단락됩니다.)

수정 사항은 다음과 같습니다. 장착 구멍 주위에 비아를 추가하여 패드를 GND 평면에 연결합니다. 다중 비아는 중복성을 제공하고 전체의 인덕턴스 / 임피던스를 줄입니다. 비아가 스크류 헤드 아래에 있지 않기 때문에 찌그러 질 가능성이 적습니다. 그런 다음 마운팅 구멍을 벗겨서 금속 조각이 느슨해지지 않을 가능성을 줄입니다.

이 기술은 완벽하지는 않지만 단순한 도금 장착 구멍보다 잘 작동합니다. 모든 PCB 디자이너는이 작업을 수행하는 방법이 다르지만 기본 개념은 거의 동일합니다.

항상 가능한 한 단단한 접지면을 원합니다. 내부 레이어는 그라운드 아일랜드를 분리 할 수 ​​있으므로 모든 평면 / 아일랜드에 함께 연결해야합니다.

그러나 가장 중요한 두 가지가 있습니다.

1. 접지 루프를 피하고
2. 접지 안테나를 사용하지 마십시오.

그렇기 때문에 가능한 많은 비아를 추가하고 PCB를 "바느질"해야합니다.

장착 구멍의 VIA는 보드 조립 노동 비용을 줄이기 위해 존재합니다. 자세히 보면 장착 구멍이 도금되지 않았고 구멍과 패드 내부 사이에 작은 간격이 있음을 알 수 있습니다.

스루 홀 구성품을 납땜하기 위해 보드는 웨이브 더 오래된 기계를 통과합니다. 장착 구멍이 도금 된 경우, 예를 들어 캡톤 테이프로 밑면을 가리야합니다. 이렇게하면 솔더가 장착 구멍으로 올라가지 않지만 조립 인건비는 증가합니다.

장착 구멍 패드에 VIA를 사용하여 장착 구멍을 도금하지 않고 패드를 접지면에 연결하십시오. 하단의 장착 구멍 패드는 솔더 마스크로 덮여 있습니다. 이런 식으로, Wavesolder 기계를 통과하기 전에 마스킹 할 필요가 없습니다. PCB를 인클로저에 설치하면 나사 머리가 장착 구멍 상단 패드 및 인클로저와 전기적으로 접촉합니다.