KR100535390B1

KR100535390B1 - Multi-layer printed circuit board

Info

Publication number: KR100535390B1
Application number: KR10-2003-0041949A
Authority: KR
Inventors: 황건
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-12-08
Also published as: KR20050001677A

Abstract

다층 인쇄 회로 기판이 개시된다. 개시된 다층 인쇄 회로 기판은, 부품 실장을 위한 최상위층과, 상기 최상위층의 하부에 배치되어 회로의 패턴이 형성되며 납땜을 위한 최하위층과, 상기 최상위층과 상기 최하위층 사이 내부에 배치되는 전원층과, 상기 전원층의 상부에 배치되는 그라운드층이 구비된 다층 인쇄 회로 기판에 있어서, 상기 그라운드층은, 일점 접지를 형성하지 않고 기능모듈별로 다수개의 영역으로 분리되어 형성되고, 상기 최상위층과 상기 최하위층에는 회로 패턴 사이에 교류 성분의 전기 신호를 감쇄시키기 위한 크로스 에지 방식의 크로스 에지 그라운드가 형성되며, 상기 크로스 에지 그라운드에는 EMI 필터가 연결되어 전도 노이즈가 그라운드를 통해 빠져나가도록 된 것을 그 특징으로 한다.A multilayer printed circuit board is disclosed. The disclosed multilayer printed circuit board includes a top layer for component mounting, a bottom layer formed below the top layer to form a circuit pattern, a bottom layer for soldering, a power layer disposed inside the top layer and the bottom layer, and the power layer In a multilayer printed circuit board having a ground layer disposed on an upper portion of the printed circuit board, the ground layer is formed by separating a plurality of regions for each functional module without forming a single ground point, and a circuit pattern is disposed between the uppermost layer and the lowermost layer. A cross edge ground of a cross edge type for attenuating an electrical signal of an alternating current component is formed, and an EMI filter is connected to the cross edge ground to conduct conduction noise through the ground.

본 발명에 따르면, 차량의 ECU 동작시 발생하는 전기적 노이즈가 ECU내 다른 모듈에 전도되는 것을 방지할 수 있고, 배터리 그라운드 및 전원선을 통해 다른 ECU로 노이즈가 전달되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, it is possible to prevent the electrical noise generated during the operation of the ECU of the vehicle to be conducted to other modules in the ECU, and to prevent the noise from being transmitted to the other ECU through the battery ground and the power line. .

Description

Multilayer Printed Circuit Boards {MULTI-LAYER PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 다층 인쇄 회로 기판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전도 노이즈(noise) 영향을 감소시키기 위한 다층 인쇄 회로 기판에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to multilayer printed circuit boards, and more particularly, to multilayer printed circuit boards for reducing the effects of conducted noise.

최근 자동차가 점차 전자화되어 가고 있음에 따라 많은 ECU(Electronic Control Unit; 전자 제어 유닛)가 차량에 적용되고 있으며, 이러한 ECU들의 기능 또한 점차 복잡하게 됨으로써 ECU 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board) 설계시 기존의 2층 인쇄 회로 기판이 아닌 4층 이상의 다층 인쇄 회로 기판(Multi-Layer 인쇄 회로 기판)으로 구성이 불가피하게 되었다.Recently, as automobiles are becoming more and more electronic, many ECUs (Electronic Control Units) are being applied to vehicles, and the functions of these ECUs are also becoming more complicated, which is why existing ECU design circuit boards are being designed. It has become inevitable to construct a multilayer printed circuit board (multi-layer printed circuit board) of four or more layers instead of a two-layer printed circuit board.

일반 상용 전자 제품과 마찬가지로 차량 내에 적용되고 있는 상기 ECU의 일반적인 인쇄 회로 기판은, 도 1에 도시된 바와 같이, 부품 실장을 위한 최상위층(component layer)(11)과 납땜을 위한 최하위층(soldering layer)(12)에 회로 패턴(pattern)을 구성하고, 내부에 전원층(power layer)(13)과 그라운드층 (ground layer)(14)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, a general printed circuit board of the ECU, which is applied in a vehicle as in general commercial electronic products, has a top layer (component layer) 11 for component mounting and a bottom layer (soldering layer) for soldering ( A circuit pattern is formed at 12, and a power layer 13 and a ground layer 14 are formed therein.

그리고 상기 그라운드층(14)의 경우 일반적으로 아날로그 회로 부분(analog GND)(14a)과 디지털 회로를 위한 부분(digital GND)(14b)으로 분리한 후 전압레벨을 맞추기 위해 일정 부분을 연결하는 일접 접지 부분(14c)의 형식으로 구성되어 있다. In the case of the ground layer 14, an analog ground portion 14a and a digital ground portion 14b for digital circuits are separated, and then a ground connected directly to a predetermined portion to adjust the voltage level. It is comprised in the form of the part 14c.

그런데, 상기와 같이 구성될 경우 상기 ECU 내부에서 아날로그 회로 및 디지털 회로 동작시 발생하는 노이즈가 일점 접지 부분(14c)을 통해 전도되어 서로에게 영향을 미칠 수밖에 없다. However, when configured as described above, the noise generated during the operation of the analog circuit and the digital circuit in the ECU is conducted through the one-point ground portion 14c, which inevitably affects each other.

또한 차량의 경우 일반 전자 제품과는 달리 차량 내 존재하는 많은 전기적 노이즈들로 인해 전기적 노이즈 측면에서 열악한 환경에 취해있다. In addition, unlike general electronic products, a lot of electrical noise present in a vehicle is in a bad environment in terms of electrical noise.

이러한 차량 내부에 존재하는 전기적 노이즈가 전원선 및 그라운드 선을 통해 ECU에 유입될 수밖에 없으며, 상기한 전도 노이즈들은 차량 내 ECU들의 오동작을 일으킬 수 있다.Electrical noise existing inside such a vehicle is inevitably introduced into the ECU through power lines and ground lines, and the above-mentioned conduction noises may cause malfunctions of ECUs in the vehicle.

그리고 도 1에 도시된 일반적인 다층 인쇄 회로 기판 구성으로는 ECU 외부로부터 인가되는 전도 노이즈에 대해서는 인쇄 회로 기판 설계 측면에서 방지할 수 없다.In addition, in the general multilayer printed circuit board configuration shown in FIG. 1, the conducted noise applied from outside the ECU cannot be prevented in terms of the printed circuit board design.

따라서 차량 내 존재할 수밖에 없는 전도 노이즈와 ECU 동작시 자체적으로 발생하는 전도 노이즈에 대한 영향 을 최소화 할 수 있는 ECU의 인쇄 회로 기판 설계가 필요하다.Therefore, there is a need for a printed circuit board design of an ECU capable of minimizing the influence of conducted noise that must exist in a vehicle and conducted noise generated during the operation of the ECU.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전도 노이즈가 감소되도록 한 다층 인쇄 회로 기판을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a multilayer printed circuit board with reduced conduction noise.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다층 인쇄 회로 기판은, 부품 실장을 위한 최상위층과, 상기 최상위층의 하부에 배치되어 회로의 패턴이 형성되며 납땜을 위한 최하위층과, 상기 최상위층과 상기 최하위층 사이 내부에 배치되는 전원층과, 상기 전원층의 상부에 배치되는 그라운드층이 구비된 다층 인쇄 회로 기판에 있어서, 상기 그라운드층은, 일점 접지를 형성하지 않고 기능모듈별로 다수개의 영역으로 분리되어 형성되고, 상기 최상위층과 상기 최하위층에는 회로 패턴 사이에 교류 성분의 전기 신호를 감쇄시키기 위한 크로스 에지 방식의 크로스 에지 그라운드가 형성되며, 상기 크로스 에지 그라운드에는 EMI 필터가 연결되어 전도 노이즈가 그라운드를 통해 빠져나가도록 된 것을 그 특징으로 한다.The multilayer printed circuit board of the present invention for achieving the above object, the top layer for component mounting, the bottom of the top layer to form a pattern of the circuit, the bottom layer for soldering, and the interior between the top layer and the bottom layer In the multilayer printed circuit board having a power supply layer disposed on the ground layer and a ground layer disposed on the power supply layer, the ground layer is formed by separating a plurality of areas for each functional module without forming a single point ground, Cross edge ground of a cross edge method for attenuating an electrical signal of an AC component is formed between the uppermost layer and the lowermost layer, and an EMI filter is connected to the cross edge ground so that conducted noise passes through the ground. It is characterized by that.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에는 본 발명에 따른 다층 인쇄 회로 기판을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.2 is a schematic view showing a multilayer printed circuit board according to the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 다층 인쇄 회로 기판은, 부품 실장을 위한 최상위층(20)과, 이 최상위층(20)의 하부에 배치되어 회로의 패턴이 형성되며 납땜을 위한 최하위층(30)과, 상기 최상위층(20)과 상기 최하위층(30) 사이 내부에 배치되는 전원층(40)과, 이 전원층(40)의 상부에 배치되는 그라운드층(50)이 구비된다.Referring to the drawings, the multilayered printed circuit board according to the present invention includes a top layer 20 for component mounting, a bottom portion of the top layer 20 to form a circuit pattern, and a bottom layer 30 for soldering, A power supply layer 40 disposed between the uppermost layer 20 and the lowermost layer 30 and a ground layer 50 disposed above the power supply layer 40 are provided.

특히 상기 그라운드층(50)은, 일점 접지를 형성하지 않고 기능모듈별로 다수개의 영역으로 분리되어 형성된다. In particular, the ground layer 50 is formed by separating a plurality of regions for each functional module without forming a one-point ground.

예컨대, 다층 인쇄 회로 기판으로 구성되는 차량 내 ECU들의 인쇄 회로 기판 설계시 도 2에 도시된 바와 같이, ECU 내부 그라운드층(50)을 일점 접지 부분(도 1의 14c 참조)없이 각각의 기능모듈별로 즉, 차량 배터리(battery) 그라운드 연결부(GND0)와, 디지털 회로 사용 그라운드(GND1)와, 차량 인터페이스 회로 그라운드(GND2)와, 전원 회로용 그라운드(GND3) 등으로 분리되어 형성된다. 이 그라운드층(50) 상기 ECU의 기능에 따라 더욱 세분화하여 분리될 수 있다.For example, when designing a printed circuit board of ECUs in a vehicle composed of a multilayer printed circuit board, as shown in FIG. 2, the ECU inner ground layer 50 may be divided into respective functional modules without a single point ground portion (see 14c of FIG. 1). That is, the battery battery ground connection part GND0, the digital circuit use ground GND1, the vehicle interface circuit ground GND2, the power supply circuit ground GND3, and the like are formed separately. The ground layer 50 can be further subdivided and separated according to the function of the ECU.

그리고 상기 최상위층(20)과 최하위층(30)에는 회로 패턴 사이에 교류 성분의 전기 신호를 감쇄시키기 위한 크로스 에지(cross edge) 방식의 크로스 에지 그라운드(21,31)가 형성된다.In addition, cross edge grounds 21 and 31 of a cross edge method are formed in the uppermost layer 20 and the lowermost layer 30 to attenuate an electrical signal of an AC component between circuit patterns.

또한 상기 최상위층(20)과 최하위층(30)의 크로스 에지 그라운드(21,31)에는 도 3에 도시된 바와 같이, EMI 필터(Electro Magnetic Interference filter)(60)가 연결되어 전도 노이즈가 그라운드를 통해 빠져나가도록 이루어진다.In addition, as illustrated in FIG. 3, an EMI filter (Electro Magnetic Interference filter) 60 is connected to the cross-edge grounds 21 and 31 of the uppermost layer 20 and the lowermost layer 30 so that conduction noise passes through the ground. To get out.

이를 보다 상술하면, 상기 최상위층(20)과 최하위층(30)에 대해서는 회로 패턴이 지나가지 않는 부분에 교류 성분의 전기 신호를 감쇄시키는 역할을 하는 크로스 에지 방식의 크로스 에지 그라운드(21,31)를 형성한다. In more detail, cross edge grounds 21 and 31 of a cross edge method are formed on the uppermost layer 20 and the lowermost layer 30 to attenuate an electrical signal of an AC component in a portion where a circuit pattern does not pass. do.

그리고 이 크로스 에지 그라운드(21,31)를 ECU 예컨대, 차량 장착시 연결되는 볼트(bolt) 체결부와 연결함으로써 차량 장착시 차량의 새시(chassis) 그라운드(22,32)로 연결될 수 있도록 한다. The cross edge grounds 21 and 31 are connected to an ECU, for example, a bolt fastening connected to the vehicle, so that the vehicle can be connected to the chassis grounds 22 and 32 of the vehicle.

또한 도 3에 도시된 바와 같이, 별도의 EMI 필터(60)를 장착함으로써 ECU 내 각 기능모듈별 그라운드 레벨을 맞추고 노이즈가 갖는 교류 성분은 EMI 필터 내 캐패시터(capacitor)를 통해 크로스 에지 그라운드(21,31)로 빠져나가도록 한다.In addition, as shown in Figure 3, by mounting a separate EMI filter 60 to match the ground level for each functional module in the ECU, the AC component of the noise through the capacitor (capacitor) in the EMI filter cross-edge ground (21, 31).

따라서 ECU 내 존재하는 전도 노이즈, 또는 ECU 외부로 그라운드 배선을 통해 유입되는 전도 노이즈를 ECU 외부 차량 새시 그라운드(22,32)로 빠져나가도록 한다.Therefore, conduction noise existing in the ECU, or conduction noise introduced through the ground wiring to the outside of the ECU is allowed to exit to the vehicle chassis grounds 22 and 32 outside the ECU.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 다층 인쇄 회로 기판은, 차량의 ECU 내의 다층 인쇄 회로 기판으로 그 실시예를 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 지나지 않고, 이에 본 발명이 한정되지 않는다.As described above, the multilayer printed circuit board according to the present invention has been described as an embodiment of the multilayer printed circuit board in the ECU of the vehicle, but this is only one embodiment, and the present invention is not limited thereto.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다층 인쇄 회로 기판은 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the multilayer printed circuit board according to the present invention has the following effects.

차량의 ECU 내부 그라운드를 기능별로 완전히 분리함으로써 ECU 동작시 발생하는 전기적 노이즈가 ECU내 다른 모듈에 전도되는 것을 방지할 수 있다.By completely separating the vehicle's ECU internal ground by function, it is possible to prevent the electrical noise generated during ECU operation from being conducted to other modules in the ECU.

그리고 상기 ECU 동작시 발생하는 전기적 노이즈가 새시 그라운드로 빠져나갈 수 있는 전도 라인을 만들어 줌으로써, 배터리 그라운드 및 전원선을 통해 다른 ECU로 노이즈가 전달되는 것을 방지할 수 있다.In addition, by making a conductive line through which the electrical noise generated during the operation of the ECU can escape to the chassis ground, noise can be prevented from being transmitted to another ECU through the battery ground and the power line.

또한 ECU 외부로부터 배터리 그라운드 선을 통해 유입되는 차량 외부 전도 노이즈를 새시 그라운드로 바로 빠져나가도록 함으로써 ECU에는 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.In addition, the vehicle's external conduction noise flowing from the outside of the ECU through the battery ground line is discharged directly to the chassis ground so that the ECU is not affected.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

도 1은 종래의 기술에 따른 다층 인쇄 회로 기판의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a multilayer printed circuit board according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 다층 인쇄 회로 기판의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.Figure 2 schematically shows the configuration of a multilayer printed circuit board according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 다층 인쇄 회로 기판에 채용된 EMI 필터 구성도.3 is an EMI filter configuration employed in a multilayer printed circuit board according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

20. 최상위층20. Top floor

30. 최하위층30. The lowest layer

40. 전원층40. Power layer

50. 그라운드층50. Ground Floor

60. EMI 필터60. EMI filter

Claims

A top layer for component mounting, a bottom circuit pattern formed under the top layer to form a circuit pattern, a bottom layer for soldering, a power layer disposed inside the top layer and the bottom layer, and a ground layer disposed above the power layer In the provided multilayer printed circuit board,

The ground layer is formed by separating a plurality of regions for each functional module without forming a one-point ground,

Cross edge ground of a cross edge method for attenuating an electrical signal of an AC component is formed between the uppermost layer and the lowermost layer,

And a EMI filter connected to the cross edge ground to allow conducted noise to pass through the ground.

delete