고주파 설계에서 접지를 다루는 방법

고주파 설계에서 접지를 다루는 방법

High frequency designs need to address the issue of grounding. There are several issues that need to be addressed when it comes to grounding. These include the impedance of grounding conductors and grounding bonds, DC path dominating low-frequency signals, and single-point grounding.

Impedance of grounding conductors

The grounding electrode of a typical grounded electrical system is in parallel with the ground rods located on the line side of the service, transformers, and poles. The rod under test is connected to the grounding electrode. The equivalent resistance of the line side ground rods is negligible.

A single-point grounding method is acceptable for frequencies below one MHz, but it is less desirable for high frequencies. A single-point grounding lead will raise the ground impedance due to wire inductance and track capacitance, while stray capacitance will create unintended ground return paths. For high-frequency circuits, multipoint grounding is necessary. However, this method creates ground loops that are susceptible to magnetic field induction. Therefore, it is important to avoid using hybrid ground loops, especially if the circuit will contain sensitive components.

Ground noise can be a major problem in high frequency circuits, especially when the circuits draw large varying currents from the supply. This current flows in the common-ground return and causes error voltage, or DV. This varies with the frequency of the circuit.

Impedance of bonding conductors

Ideally, the resistance of bonding conductors should be less than one milli-ohm. However, at higher frequencies, the behavior of a bonding conductor is more complex. It can exhibit parasitic effects and residual capacitance in parallel. In this case, the bonding conductor becomes a parallel resonant circuit. It can also exhibit high resistance due to the skin effect, which is the flow of current through the outer surface of the conductor.

A typical example of a conducted interference coupling is a motor or switching circuit fed into a microprocessor with an earth return. In this situation, the earthing conductor’s impedance is higher than its operating frequency, and it is likely to cause the circuit to resonant. Because of this, bonding conductors are typically bonded at multiple points, with different bonding lengths.

DC path dominating for low-frequency signals

It is widely assumed that DC path dominating for low-frequency signals is easier to implement than high-frequency circuits. However, this method has several limitations, especially in integrated implementations. These limitations include flicker noise, DC current offsets, and large time constants. Moreover, these designs usually use large resistors and capacitors, which can produce large thermal noise.

In general, the return current of high-frequency signals will follow the path of least loop area and least inductance. This means that the majority of the signal current returns on the plane via a narrow path directly below the signal trace.

Single-point grounding

Single-point grounding is an essential element in protecting communications sites from lightning. In addition to effective bonding, this technique offers structural lightning protection. It has been extensively tested in lightning-prone areas and has proven to be an effective method. However, single-point grounding isn’t the only consideration.

If the power level difference between the circuits is large, it may not be practical to use series single-point grounding. The resulting large return current can interfere with low-power circuits. If the power level difference is low, a parallel single-point grounding scheme can be used. However, this method has many disadvantages. In addition to being inefficient, single-point grounding requires a larger amount of grounding, and it also increases the ground impedance.

Single-point grounding systems are generally used in lower frequency designs. However, if the circuits are operated at high frequencies, a multipoint grounding system can be a good choice. The ground plane of a high-frequency circuit should be shared by two or more circuits. This will reduce the chances of magnetic loops.

Power interference

Power interferences can degrade the performance of a circuit and can even cause serious signal integrity problems. Hence, it is imperative to deal with power interferences in high frequency design. Fortunately, there are methods for dealing with these problems. The following tips will help you reduce the amount of power interference in your high frequency designs.

First, understand how electromagnetic interferences occur. There are two main types of interference: continuous and impulse. Continuous interference arises from man-made and natural sources. Both types of interference are characterized by a coupling mechanism and a response. Impulse noise, on the other hand, occurs intermittently and within a short time.

침지 주석 PCB 패드의 납땜 결함에 대한 고장 분석

침지 주석 PCB 패드의 납땜 결함에 대한 고장 분석

납땜 결함은 PCB 고장의 일반적인 원인입니다. PCB 고장으로 이어질 수 있는 결함에는 여러 가지 유형이 있습니다. 아래 기사에서는 세 가지 유형의 결함에 대해 살펴봅니다: 습윤, 도금 스루홀 배럴 크랙, 액체 플럭스입니다.

습윤 결함

제조 공정 중 환경 요인에 노출되면 침지 주석 PCB 패드의 습윤 능력에 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 조립 수율과 2차 신뢰성을 떨어뜨릴 수 있습니다. 따라서 습윤 불량 결함을 방지하거나 수정하는 것이 중요합니다. 이 연구에서는 다양한 온도 조건이 이러한 패드의 습윤 능력에 미치는 영향을 조사했습니다.

침지 주석 패드는 조립 공정의 실패를 초래할 수 있는 다양한 결함을 나타냅니다. 납땜 조인트가 형성되지 않는 결함인 디웨팅과 달리 습윤 결함은 용융된 땜납이 PCB 패드 또는 부품의 습윤 가능한 표면에 부착되지 않을 때 발생합니다. 이로 인해 솔더 조인트에 구멍이나 공극이 생길 수 있습니다.

비습윤 결함은 심각한 구조적 문제를 일으킬 수도 있습니다. 또한 전기 전도성 저하, 구성 요소 느슨해짐, PCB 패드 성능 저하를 초래할 수 있습니다.

도금 관통 구멍 배럴 균열

이 연구에서는 납땜 결함 분석을 통해 침지 주석 PCB 패드의 신뢰성을 평가했습니다. 이를 위해 솔더 조인트 내부의 금속 간 거동을 SEM을 통해 연구했습니다. 노화 어셈블리와 노화되지 않은 어셈블리의 결과를 비교하여 금속 간 접합이 접합 신뢰성에 미치는 영향을 이해했습니다.

조사 결과 침지 주석 PCB 패드의 무전해 니켈 코팅은 깊은 틈새와 균열이 특징인 것으로 나타났습니다. 이러한 개방된 경계는 ENIG 도금 중에 생성된 부식성 환경에 기인합니다. 이 문제는 도금 공정에 니켈 컨트롤러를 도입하여 해결할 수 있습니다. 이 대책은 패드의 우수한 습윤성을 유지하고 산화를 방지하는 데 도움이 됩니다.

액체 플럭스

납땜 결함에 대한 이러한 불량 분석에는 공정에 사용된 플럭스 분석도 포함됩니다. 리플로우 공정에서 다른 액체 플럭스를 사용하면 다른 결과가 나올 수 있습니다. 침지 주석 PCB 패드에서 납땜 결함에 대한 플럭스의 영향을 분석하는 데 사용되는 한 가지 방법은 바닥에 판독 칩이 있는 플립칩 어셈블리를 조립하는 것입니다.

PCB 기판의 구리 도금에 거품이 발생하는 5가지 주요 원인

PCB 기판의 구리 도금에 거품이 발생하는 5가지 주요 원인

PCB 기판의 구리 도금에 거품이 발생하는 원인은 여러 가지가 있습니다. 일부는 기름이나 먼지 오염으로 인해 발생하고 다른 일부는 구리 가라 앉는 공정으로 인해 발생합니다. 거품은 다른 영역을 교차 오염시킬 수 있는 화학 용액이 필요하기 때문에 모든 구리 도금 공정에서 문제가 됩니다. 또한 보드 표면의 부적절한 국소 처리로 인해 발생할 수도 있습니다.

마이크로 에칭

마이크로 에칭에서는 구리 침전물의 활성이 너무 강해 기공이 새고 물집이 생길 수 있습니다. 또한 접착력이 떨어지고 코팅 품질이 저하될 수 있습니다. 따라서 이러한 문제를 방지하려면 이러한 불순물을 제거하는 것이 중요합니다.

구리 도금을 시도하기 전에 구리 기판은 세척 순서를 거칩니다. 이 세정 단계는 표면 불순물을 제거하고 표면을 전체적으로 적시는 데 필수적입니다. 다음으로, 구리 표면을 컨디셔닝하기 위해 산 용액으로 기판을 처리합니다. 그 다음 구리 도금 단계가 이어집니다.

거품의 또 다른 원인은 산성 탈지 후 부적절한 세척입니다. 산성 탈지 후 부적절한 세척, 브라이트닝 에이전트의 잘못된 조정 또는 구리 실린더 온도 저하로 인해 발생할 수 있습니다. 또한 부적절한 세척은 보드 표면의 약간의 산화로 이어질 수 있습니다.

산화

산화로 인해 기판의 동박이 산화의 영향으로부터 충분히 보호되지 않으면 PCB 기판의 동도금에 거품이 발생합니다. 이 문제는 접착력 저하 또는 표면 거칠기로 인해 발생할 수 있습니다. 또한 기판의 동박이 얇아 기판 기판에 잘 부착되지 않을 때도 발생할 수 있습니다.

마이크로 에칭은 구리 싱킹 및 패턴 전기 도금에 사용되는 공정입니다. 마이크로 에칭은 과도한 산화를 피하기 위해 신중하게 수행해야 합니다. 과도하게 에칭하면 오리피스 주변에 기포가 형성될 수 있습니다. 불충분한 산화는 결합 불량, 거품 발생 및 결합력 부족으로 이어질 수 있습니다. 마이크로 에칭은 구리 증착 전에 1.5~2미크론 깊이로, 패턴 도금 공정 전에 0.3~1미크론 깊이로 수행해야 합니다. 화학 분석을 사용하여 필요한 깊이에 도달했는지 확인할 수 있습니다.

기판 처리

PCB 기판의 구리 도금에 거품이 발생하는 것은 기판 처리 불량으로 인해 발생할 수 있는 주요 품질 결함입니다. 이 문제는 기판 표면의 동박이 접착 불량으로 인해 화학 구리에 접착되지 않을 때 발생합니다. 이로 인해 구리 호일이 기판 표면에 블리스터가 생깁니다. 이로 인해 색상이 고르지 않고 검은색과 갈색으로 산화됩니다.

구리 도금 공정에는 무거운 구리 조정제를 사용해야 합니다. 이러한 화학 액체 약품은 기판의 교차 오염을 유발하여 치료 효과가 떨어질 수 있습니다. 이 외에도 보드 표면이 고르지 않고 보드와 PCBA 어셈블리 간의 결합력이 떨어질 수 있습니다.

미세 침식

PCB 기판의 구리 도금에 거품이 발생하는 원인은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 부적절한 구리 도금 공정입니다. 구리 도금 공정은 많은 화학 물질과 유기 용매를 사용합니다. 구리 도금 처리 공정은 복잡하고 도금에 사용되는 물의 화학 물질과 오일은 해로울 수 있습니다. 이들은 교차 오염, 고르지 않은 결함 및 결합 문제를 일으킬 수 있습니다. 구리 도금 공정에 사용되는 물은 통제되어야 하며 품질이 좋아야 합니다. 고려해야 할 또 다른 중요한 사항은 구리 도금의 온도입니다. 이는 세척 효과에 큰 영향을 미칩니다.

미세 침식은 구리판에 물과 산소가 용해될 때 발생합니다. 용해된 물과 산소는 산화 반응을 일으켜 수산화철이라는 화학 화합물을 형성합니다. 산화 과정은 보드의 구리 도금에서 전자를 방출하는 결과를 낳습니다.

음극 극성 부족

PCB 기판의 구리 도금에 거품이 발생하는 것은 일반적인 품질 결함입니다. PCB 기판 제조에 사용되는 공정은 복잡하며 세심한 공정 유지 관리가 필요합니다. 이 공정에는 화학적 습식 처리 및 도금이 포함되며 거품의 원인과 결과에 대한 신중한 분석이 필요합니다. 이 문서에서는 동판에 거품이 발생하는 원인과 이를 방지하기 위해 수행할 수 있는 작업에 대해 설명합니다.

음극 전류 밀도를 결정하기 때문에 도금 용액의 pH 수준도 매우 중요합니다. 이 요소는 코팅의 증착 속도와 품질에 영향을 미칩니다. pH가 낮은 도금 용액일수록 효율이 높아지는 반면, pH가 높을수록 효율이 낮아집니다.

구멍을 통해 도금된 고품질 PCB를 만들기 위한 4가지 주요 공정

구멍을 통해 도금된 고품질 PCB를 만들기 위한 4가지 주요 공정

Printed circuit boards (PCBs) are the heart of any electrical device, and the quality of their played through holes will directly impact the final product. Without proper quality control, a board might not meet the expected standards, and it may even have to be scrapped, which will cost a lot of money. Therefore, it is essential to have high-quality PCB processing equipment.

Solder resist

PCB plated though holes are used in a variety of applications. They are conductive and have lower resistance than non-plated through holes. They are also more mechanically stable. PCBs are typically double-sided and have multiple layers and plated through holes are essential for connecting the components to the corresponding layers of the board.

Plated through-holes provide fast prototyping and make soldering components easier. They also enable breadboarding circuit boards. They also provide superior connections and high power tolerances. These features make PCB plated through-holes an important component for any business.

The first process for producing high-quality PCB plated through holes is to assemble the boards. Then, the plated through-hole components are added to the PCB and framed. This requires highly skilled engineers. During this stage, they have to follow strict standards. Afterwards, they are checked for accuracy with a manual inspection or an x-ray.

Plating

Plated through holes can be a huge success for your business, but they can also hinder your design. Luckily, there are solutions for these issues. One problem is the inability of the board to properly connect with other components. You may also find that the hole is hard to remove due to oil or adhesive contamination, or even blistering. Fortunately, you can avoid these issues by following proper drilling and pressing techniques.

There are several different kinds of through holes on a PCB. Non-plated through holes have no copper on the wall of the hole, so they do not have the same electrical properties. Non-plated through holes were popular when printed circuits had only one layer of copper traces, but their use diminished as the board’s layers increased. Today, non-plated through holes are often used as tooling holes or as component mounting holes.

Routing

With the steady growth of PCBs and electronic products, the need for PCB plated through holes has also grown. This technology is a very practical solution to mounting component issues. It makes the production of high quality boards quick and easy.

Unlike non-plated through holes, which are made of copper, plated through holes do not have copper-plated walls or barrels. As a result, their electrical properties are not affected. They were popular during the time when printed circuit boards had only one layer of copper, but their popularity decreased as PCB layers increased. However, they are still useful for mounting components and tools in some PCBs.

The process of making PCB plated through holes begins with drilling. To make through-hole PCBs, a drill bit box is used. The bits are tungsten-carbide and are very hard. A drill bit box contains a variety of drill bits.

Using a plotter printer

PCBs are usually multilayered and double sided, and plated through holes are a common way to create these. The plated through holes provide electrical conductivity and mechanical stability. This type of hole is often used for tooling holes or as a mounting hole for components.

When making a plated through hole, the process involves drilling a hole and assembling copper foils. This is also known as a “layup”. Layup is a critical step in the production process and requires a precision tool for the job.

외부에서 PCB를 관찰하는 방법

외부에서 PCB를 관찰하는 방법

Observing the pcb from the outside makes it easy to identify defects in the outer layers. It’s also easy to spot the effects of not enough gap between the components when looking at the board from the outside.

Observing a pcb from the outside can easily identify defects in the outer layers

Observing a PCB from the outside can help you spot defects in the outer layers of the circuit board. It is easier to identify these defects than they are to spot inside. PCBs are typically green in color, and they have copper traces and soldermask that make them easily recognizable. Depending on the size of the PCB, the outer layers may have varying degrees of defects.

Using x-ray inspection equipment can overcome these issues. Since materials absorb x-rays according to their atomic weight, they can be distinguished. The heavier elements, such as solder, absorb more x-rays than those that are lighter. This makes it easy to identify defects in the outer layers, while those that are made of light-weight elements are not visible to the naked eye.

Observing a PCB from the outside can help you identify defects that you might not see otherwise. One such defect is missing copper or interconnections. Another defect is a hairline short. This is a result of high complexity in the design. If these defects are not corrected before the PCB is assembled, they can cause significant errors. One way to correct these errors is to increase the clearance between copper connections and their pads.

The width of conductor traces also plays a crucial role in the functionality of a PCB. As signal flow increases, the PCB generates immense amounts of heat, which is why it is important to monitor the trace width. Keeping the width of the conductors appropriate will prevent overheating and damaging the board.