KR100305844B1 - PCB Assembly for Electronic Control Module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자제어 모듈용 PCB 조립체에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 다수개 소자의 결합으로 이루어지는 전자제어장치의 컨트롤 모듈에서 각 소자간의 전파 간섭과 주변 노이즈의 유입을 차단하기 위하여 그라운드의 영역과 Vcc의 영역을 최대로 확보하도록 하는 전자제어 모듈용 PCB 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a PCB assembly for an electronic control module, and more particularly, in the control module of the electronic control device consisting of a combination of a plurality of devices in order to block the radio wave interference between each device and the inflow of ambient noise and The present invention relates to a PCB assembly for an electronic control module to maximize the area of the Vcc.
종래의 자동차에 구비되는 전자제어 모듈용 PCB 조립체는 2층으로 형성되어 있으며, 마이컴을 중심으로 배치되는 각각의 소자와 이에 대한 전원 공급단(Vcc)과 그라운드 영역이 무분별하게 설계 배치되며, 각각의 센서에서 인가되는 양 전원단(5V)과 메인 전원단(12V) 및 이에 대한 그라운드 영역 역시 무분별하게 배치되었다.The PCB assembly for an electronic control module provided in a conventional vehicle is formed in two layers, and each element arranged around the microcomputer, the power supply terminal (Vcc) and the ground region thereof are indiscriminately designed and arranged. Both power supply terminals (5V), main power supply terminal (12V), and ground regions thereof applied to the sensor were also indiscriminately arranged.
따라서, 각각의 전원단과 그라운드 영역의 분할을 위한 레이아웃에 불편한 문제점이 있으며, 무분별한 전원단 및 그라운드 영역의 분할로 인하여 각각의 소자간에 전파의 간섭과 노이즈의 유입으로 정상적인 제어신호를 출력하지 못하여 엔진의 동작이나 트랜스미션의 동작에 에러를 발생시키는 문제점이 있었다.Therefore, there is an uncomfortable problem in the layout for dividing each power stage and ground region, and due to indiscriminate division of power stage and ground region, it is impossible to output normal control signal due to interference of radio waves and inflow of noise between each element of the engine. There was a problem that caused an error in operation or transmission operation.
또한, 전원단의 영역이 일정하게 분할되지 못하여 각각의 센서와 분할된 전윈단의 커넥터 결합에 있어, 오배선을 일으키게 되며 전장의 설계 역시 복잡하게 되어 제작 공정에 불편한 문제점을 유발시키는 문제점이 있었다.In addition, the area of the power stage is not regularly divided, so that in the coupling of the connector of each sensor and the divided power stage, the miswiring is caused, and the design of the electric field is also complicated, there is a problem causing inconvenience in the manufacturing process.
또한, 2층의 PCB조립체로 이루어져 전자제어장치 컨트롤 모듈의 소형화 주구에 난점으로 대두되는 문제점이 있었다.In addition, the two-layer PCB assembly has a problem that emerged as a difficulty in miniaturization of the electronic control device control module.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 그 목적은 전자제어장치의 컨트롤 모듈을 복수층으로 레이아웃하여 전원단 영역과 그라운드 영역을 각각의 층으로 할당하며, 동일한 전원이나 신호선을 공통으로 통합 처리하여 입력단을 간단하게 구성하고 입력 및 처리되는 신호의 방식에 따라 디지털 그라운드, 아날로그 그라운드 및 새시 그라운드를 각각 분리 통합시켜 그라운드 영역을 효율적으로 처리하여 최소의 입출력 포트를 통해 최대 영역의 입력단과 그라운드 영역의 배치로 신호 처리에 효율성과, 각각의 층으로 그라운드 영역과 전원단을 분리하여 각 소자간에 발생하는 전파의 간섭과 노이즈의 유입을 배제시켜 안정된 제어신호의 전송을 유지하도록 하며, PCB를 복수층으로 구현하여 전자제어장치 컨트롤 모듈의 소형화를 제공하고, 각 소자 배치를 위한 레이아웃에 편리성을 제공함과 동시에 전장 커넥터의 연결에 편리성을 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to lay out a control module of an electronic control device in multiple layers to allocate a power supply end region and a ground region to each layer, and share the same power source or signal line. Integral processing makes it easy to configure the input stage, and separates the digital ground, analog ground and chassis ground separately according to the input and processed signal methods, and efficiently handles the ground area. The layout of the ground area allows for efficient signal processing and separates the ground area and the power supply from each layer to eliminate the interference of noise and the influx of noise generated between each device to maintain stable transmission of control signals. Small size of electronic controller control module by implementing in multiple layers The service, and to provide a convenient connection of the elements providing the convenience of the layout for the arrangement and at the same time, full-length connectors.
제1도는 본 발명에 따른 전자제어 모듈용 PCB 조립체 층별 분리 사시도.1 is an exploded perspective view of a PCB assembly layer for electronic control module according to the present invention.
제2도는 제1도의 PCB 조립체에서 제2층의 레이아웃 상태를 보인 평면도.2 is a plan view showing the layout of the second layer in the PCB assembly of FIG.
제3도는 제1도의 PCB 조립체에서 제3층의 레이아웃 상태를 보인 평면도.3 is a plan view showing the layout of the third layer in the PCB assembly of FIG.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자제어 모듈용 PCB 조립체는 복수의 PCB가 다층으로 이루어진 전자제어 모듈용 PCB 조립체에 있어서, 상기 PCB는 복수개의 층으로 분리되고, 전원단의 영역과 그라운드의 영역을 독립된 하나의 층에 할당되어 레이아웃된 것을 그 특징으로 한다.Electronic control module PCB assembly of the present invention for achieving the above object is a PCB assembly for an electronic control module consisting of a plurality of PCB in a multilayer, the PCB is divided into a plurality of layers, the area of the power supply and the ground It is characterized in that the area is assigned and laid out in one independent layer.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자제어 모듈용 PCB 조립체에서 컴퍼넌트 층인 제1층(10)은 입출력되는 신호의 전반적인 처리를 제어하는 마이컴(11)을 중심으로 왼쪽편으로 입력단을 배치하고 오른쪽으로 출력단을 배치하여 전원단(Vcc)과 그라운드, 출력단 및 입력단과의 노이즈 간섭을 배제시킨다.As shown in FIG. 1, in the PCB assembly for an electronic control module according to the present invention, the first layer 10, which is a component layer, has an input end on the left side of the microcomputer 11 that controls the overall processing of the input and output signals. Arrange the output stage to the right to eliminate noise interference between the power supply (Vcc) and ground, output and input.
이때, 출력단은 과부하의 발생시 단선이 발생되지 않도록 각각의 부하 정도에 따라 시뮬레이션 툴(Simulation Tool)에 의거하여 적당한 패턴의 굴기로 레이아웃한다.At this time, the output stage is laid out with a roll of an appropriate pattern based on a simulation tool according to each load degree so that disconnection does not occur when an overload occurs.
또한, 많은 열을 방출하는 제너 다이오드에 대해서는 특히 굵은 패턴으로 처리하여 단선의 가능성을 사전에 배제시키도록 한다.In addition, Zener diodes that emit a lot of heat are treated with a particularly thick pattern to preclude the possibility of disconnection.
제2층(20)은 첨부된 제2도에 도시된 바와 같이, 그라운드 영역으로 커넥터 쪽에 위치시키며 다른 그라운드와 만나지 않고 직접 ECU 케이스를 통해 새시에 연결되도록 구성하는 새시 그라운드(21)와, 출력 구동단의 전원 그라운드로 로직 그라운드(23)와 구분되어지게 레이아웃된 전원단 그라운드(22) 및, PBC상에서 가장 많은 면적을 차지하는 로직 그라운드(23)로 이루어지며, 각각의 그라운드를 입력 전원과 신호 처리별로 공통 접속하여 각각 독립적으로 구성하며, 입력 전원과 신호 처리별로 통합된 각각의 그라운드를 임의의 한 포트를 통해 커넥터에 결속되도록 레이아웃한다.As shown in the attached FIG. 2, the second layer 20 is located on the connector side as a ground area, and the chassis ground 21 configured to be connected to the chassis directly through the ECU case without encountering other grounds, and an output drive. It is composed of a power stage ground 22 which is laid out to be separated from the logic ground 23 as a power supply ground of the stage, and a logic ground 23 which occupies the largest area on the PBC, and each ground is divided by input power and signal processing. The common connection is made independently, and each ground integrated by input power and signal processing is laid out to be connected to the connector through any one port.
또한, 로직 그라운드(23)에서 신호 처리 방식이 서로 상이한 아날로그 그라운드와 디지털 그라운드를 각각 별도로 연결하여 처리되는 신호의 간섭이 발생하지 않도록 유지한다.In addition, the analog ground and the digital ground having different signal processing methods in the logic ground 23 are separately connected to each other to maintain the interference of the processed signal.
전원단인 제3층(30)은 제3도에 도시된 바와 같이, 이그니션 온시 B+의 공급되는 구동 전원을 연결하는 패턴화 메인 릴레이의 온시 공급되는 전원을 연결하는 패턴, 항시 공급되는 전원을 연결하는 패턴, 각각의 정보 검출센서에서 인가되는 전원을 연결하는 패턴 및 입력되는 전원의 A/D 변환시 아날로그 신호가 디지털 신호에 간섭을 받지 않도록 하는 패턴을 각각 독립적으로 레이아웃하며, 동일 전원의 영역에 대해서는 공통으로 결속하여 임의의 포트를 통해 커넥터에 연결되도록 구성한다.As shown in FIG. 3, the third layer 30, which is a power supply terminal, is a pattern for connecting the power supplied when the patterned main relay connects the driving power supplied to the ignition B + and the power supplied at all times. Patterns to connect the power applied from each information detection sensor and patterns that prevent the analog signal from interfering with the digital signal during A / D conversion of the input power. It is configured to connect to the connector through any port by binding in common.
한편, 제1도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 PCB는 4층으로 이루어졌고, 전술한 바와 같이, PCB의 제1층(10)과 제4층(40)은 마이컴(11)을 중심으로 각각의 소자가 결합되는 컴퍼넌트층으로 할당하고 제2층(20)은 그라운드층으로 할당하며, 제3층(30)은 전원단층으로 할당한다.On the other hand, as shown in Figure 1, the PCB of one embodiment according to the present invention consists of four layers, as described above, the first layer 10 and the fourth layer 40 of the PCB is a microcomputer 11 ) Are assigned to the component layer to which each device is coupled, the second layer 20 is assigned to the ground layer, and the third layer 30 is assigned to the power supply single layer.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전자제어 모듈용 PCB 조립체는 크게 안정된 그라운드 면적과 전원단의 면적을 확보하므로 각 소자간의 전파 간섭 및 노이즈의 유입이 배제되어 EMI의 효과가 향상되어 처리되는 제어신호에 신뢰성이 제공되고, 복층을 이용한 레이아웃으로 PCB 기판의 사이즈가 축소되어 전자장치 제어 모듈의 소형화가 제공된다.As described above, the PCB assembly for an electronic control module according to the present invention secures a largely stable ground area and an area of a power supply terminal, thereby eliminating radio wave interference and noise from each device, thereby improving the effect of EMI and improving the control signal. Reliability is provided, and the layout using multiple layers reduces the size of the PCB substrate, thereby miniaturizing the electronics control module.
또한, 시뮬레이션 툴의 데이터에 의거하여 레이아웃되는 패턴의 굵기를 안정되게 유지하여 과전류 및 소자 특성상 과열로 인한 패턴의 단선이 방지되어 신뢰성이 향상된다.In addition, the thickness of the pattern laid out based on the data of the simulation tool is stably maintained to prevent disconnection of the pattern due to overheating due to overcurrent and device characteristics, thereby improving reliability.
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