ビア分類、グランドホール機能、回路基板並列設計

ビア分類、グランドホール機能、回路基板並列設計

PCB ボードのビアは、その機能に応じて次のカテゴリに分類できます。

1. 信号ビア (ビア構造は、信号への影響を最小限に抑える必要があります);

2. 電源およびグランド ビア (ビア構造では、ビアの最小分布インダクタンスが必要です)。

3. ビアによる熱放散 (ビア構造では、ビアの熱抵抗を最小限に抑える必要があります)。

グラウンドホールの機能は次のとおりです。

1.熱放散;

2. 複数のプレート層を接続するフォーメーション。

3. 高速信号のレイヤチェンジ用ビアの配置。

ただし、グランド ホールの間隔は一般にわずか 1000 ミルであり、その理由は次のとおりです。

EMI のテスト範囲は最大 1Ghz であると想定されています。 この場合、1Ghz 信号の波長は 30cm で、1Ghz 信号の 1/4 波長は 7.5cm=2952mil です。 つまり、ビアの間隔を 2952 ミル未満にすることができれば、フォーメーションの接続を十分に満たし、良好なシールドの役割を果たすことができます。

したがって、通常は 1000 ミルごとにドリルで穴を開けることをお勧めします。

回路基板の同時設計

PCB設計の全体的なプロセス分析に基づいて、ネットリストのインポート、パッケージングとデータベースの構築、マスター設計、物理的および電気的制約設計、レイアウト、配線、デザインレビュー、およびデザイン出力の段階に大別できます。 複雑な設計の場合、タスク自体の観点から見ると、レイアウトと配線、特に配線が比較的重くなります。 長年の実務経験の観点から、重要な信号の手動配線は依然として配線の主な形式です。

レイアウトとルーティングのタスクプロセスの複雑さと困難さを考慮して、コンカレント設計法が検討されています。 レイアウトと配線の並列設計方法は基本的に似ていますが、目的と優先順位が異なります。 レイアウトは、並列配線設計の特別なポイントを説明するための例として取り上げられています。

タスクの分析と分解

レイアウト解析の出発点は、構造設計の制約と回路トポロジー解析です。 構造設計の制約には、境界の形状とサイズの要件、取り付け穴と特殊コンポーネントの配置と高さ制限の要件、地域での使用の制約などが含まれます。

携帯電話基板の設計を例に、代表的な設計例を考えてみましょう。 回路トポロジの観点から、一般的な原理ブロック図を図 1 に示します。図 1 から、各部品の信号特性には、レイアウトの要件に明らかな違いがあることがわかります。 各コンポーネントのレイアウトは、シールド、電磁適合性 (EMC) およびその他の設計要件を考慮しながら、信号の流れに従って実行されます。 製品の信頼性と安定性のために、シグナル インテグリティ (SI) も考慮する必要があります。

上記の典型的な設計例の分析を通じて、並列設計レイアウトの方法を得ることができます。回路トポロジ タイプを展開し、各コンポーネントに適切なスペースを計画し、並列設計レイアウトに適切なエンジニアを配置します。

役割配置

図 1 を例として、次の並列設計レイアウトのタスク分割を考えてみましょう。

1. RFコンポーネント（パワーアンプ/トランシーバ/周波数コンバータなど）、アナログデジタルハイブリッドコンポーネント、従来のアナログ/ロジックコンポーネント、デジタルベースバンドプロセッサなどを含む通信プロトコル関連グループ;

2. LCD/バックライト ドライバ、画像処理エンジン、アプリケーション プロセッサ、メモリ（RAM）、フラッシュ メモリ（Flash）、ストレージ（SDCard）などを含むアプリケーション関連グループ。

3. すべてのペリフェラル インターフェイス、電源および電源管理、クロック コンポーネントなどを含むパブリック信号関連グループ。

これらの並行フェーズのそれぞれは、エンジニアによって実行および完了されると想定されています。 次の役割が割り当てられます。エンジニア A はレイアウト設計と通信プロトコル グループのレイアウトを担当します。 エンジニア B は、関連するグループ レイアウトを適用する責任があります。 エンジニア C は、公衆信号関連グループのレイアウトを担当します。 役割配置の原則は、各エンジニアのスキルと専門性に焦点を当てることです。 基板設計・基板加工メーカーがビアホールの分類とグランドホールの機能と基板同時設計について解説します。