초보자용 PCB 레이아웃 가이드

Printed Circuit Board의 줄임말인 PCB는 해당 기능을 수행하기 위해 전자 부품을 운반하는 기본 플랫폼입니다. 기판 재료를 기반으로 PCB는 기판 레이어, 기판 및 구성 요소 간의 연결을 통해 PCB 설계 파일에 따라 제작됩니다. PCB의 주요 기능은 회로 기판을 둘러싼 모든 부품 간의 전기적 연결에 완전히 기여하는 릴레이 전송 역할에 있습니다. 따라서 PCB는 일반적으로 전자 제품의 핵심으로 간주됩니다.

PCB는 Gerber 파일, NC 드릴 파일, 스텐실 디자인 파일 등을 포함한 PCB 디자인 파일에 따라 엄격하게 제조되어야 합니다. 이 파일은 모두 함께 최종적으로 실제 PCB로 이어집니다. 이 기사는 PCB 설계 초보자에게 PCB 설계 및 레이아웃과 관련된 주요 문제를 다루는 PCB 레이아웃에 대한 빠른 가이드를 제공합니다. 이 글이 전자 초심자 엔지니어들에게 붕대가 되기를 바랍니다.

PCB 레이아웃이란 무엇입니까?

PCB 레이아웃은 주로 기판상의 부품 배치, 라우팅, 트레이스 폭, 트레이스 간격 등을 포함합니다. PCB 기판은 거의 모든 전자 제품에 적용되기 때문에 PCB는 소비자 전자, 정보, 통신, 의료 또는 항공 우주와 같은 분야에서 널리 적용되었습니다. . PCB 레이아웃은 예상되는 기능과 성능에 영향을 미치는 데 필수적인 역할을 합니다.

PCB 레이아웃 기본 사항

PCB 설계 소프트웨어로 회로도를 그리는 과정에서 전자공학의 약어는 일반적으로 용어를 나타내는 데 처음 세 글자가 사용되기 때문에 필수적입니다. 예를 들어 RES는 저항을 나타냅니다. CAP는 커패시터를 의미합니다. IND는 인덕터를 나타냅니다. 따라서 전압, 전류, 옴, 볼트, 암페어, 와트, 회로, 회로 요소, 저항, 저항기, 인덕턴스, 인덕터, 커패시턴스, 커패시터, 옴의 법칙, 키르히호프의 법칙, 키르히호프의 전압 법칙과 같은 전자 용어를 마스터하는 것이 매우 필요합니다. (KVL), Kirchhoff의 현행법칙(KCL), 루프, 네트워크, 수동 2단자 네트워크, 능동 2단자 네트워크.

PCB 레이아웃에서 고려해야 할 피할 수 없는 문제

• 최소 거리

PCB 디자인은 프레임이 있어야 하며 프레임 라인과 부품 핀 사이의 최소 거리는 2mm 이상이어야 하며 5mm로 설정하는 것이 합리적입니다.

• 부품 배치

기본적으로 디지털 회로와 아날로그 회로를 포함하는 회로 시스템에 있어서는 계통적으로 동일한 범주에 속하는 회로로 결합된 시스템을 만들기 위해서는 이들을 분리해야 한다. 또한 신호가 흐르는 방향, 기능 및 모듈에 따라 구성 요소를 배치해야 합니다.

입력 신호 처리 장치 및 출력 신호 구동 부품은 입출력 신호 라인을 가능한 한 짧게 만들고 입출력 간섭을 줄이기 위해 보드 쪽에 가깝게 배치해야 합니다.

구성 요소 배치 방향 측면에서 구성 요소는 세로 또는 가로로만 배치할 수 있습니다. 부품 간에 비교적 높은 전위차가 있는 경우 부품 간의 거리는 방전을 멈출 수 있을 만큼 충분히 커야 합니다.

중간 밀도의 회로 기판에 관한 한 납땜을 기준으로 저전력 부품 간의 거리를 고려해야 합니다. 웨이브 솔더링을 선택하면 구성 요소 사이의 거리는 50mil에서 100mil 사이가 될 수 있습니다.

PCB 레이아웃의 전원 및 접지선 설계

PCB 설계 엔지니어가 접지선과 전력선 사이에서 발생하는 노이즈의 원인을 이해하는 것은 어려운 일이 아닙니다. PCB 레이아웃이 우수하게 수행되더라도 전원 및 접지선 배치에 대한 불충분한 고려로 인한 간섭은 여전히 ​​제품 성능을 저하시키거나 전체 고장으로 이어질 수 있습니다. 따라서 다음과 같은 방법으로 제품의 품질을 보장할 수 있도록 노이즈 간섭을 최대한 줄이는 것이 PCB 레이아웃 엔지니어의 몫입니다.

ㅏ. 대면적 동층을 접지선으로 사용하고 사용하지 않는 부분은 모두 접지선으로 연결하여 접지선으로 사용할 수 있습니다. 다층 PCB의 경우 전원선과 접지선을 각각 다른 층에 배치해야 합니다.

비. 전원선과 접지선 사이에 감결합 커패시터를 추가해야 합니다.

씨. 접지선과 전원선의 폭은 최대한 설정해야 합니다. 접지선은 전력선보다 넓게 만드는 것이 가장 좋습니다. 접지선, 전원선, 신호선의 폭 배열은 접지선> 전원선> 신호선입니다.

디. 디지털 회로가 있는 PCB에 루프를 만들려면 넓은 접지 전도선을 사용해야 합니다.

PCB 레이아웃에서 EMI를 줄이는 3가지 팁

EMC(Electromagnetic Compatibility) 유지 관리는 PCB 레이아웃에 있어야 합니다. EMC 구현은 EMI(Electromagnetic Interference)를 최대한 줄이는 것을 목표로 합니다. EMI를 줄이려면 전자기 간섭 소스, 결합 경로 및 희생자의 세 가지 요소에 중점을 두어야 합니다.

EMC를 실현하기 위해서는 위의 요소에서 대책을 세워야 합니다. 첫째, 간섭 소스, 결합 경로 및 민감한 장치를 분석하고 효과적인 조치를 요약하여 간섭 소스를 중지하고, 간섭 결합을 제거 또는 줄이며, 간섭에 대한 민감한 장치의 응답을 줄이거나 전자기 민감도 수준을 높이기 위한 효과적인 조치를 취해야 합니다.

사람에 의한 간섭을 제한하고 적용된 기술적 조치의 유효성을 입증하기 위해 조직적 조치도 이루어져야 합니다. 따라서 일련의 완전한 규정 및 표준이 만들어지고 스펙트럼이 합리적으로 분포되어 따라야 합니다. 또한 주파수, 작업시간, 안테나 방향에 따라 스펙트럼의 적용을 통제·관리하고 작업모드를 결정해야 한다. 전자기 환경을 분석하고 EMC 관리를 통해 배치를 선택해야 합니다.

• 전자기 간섭 소스

EMI 소스는 동일한 환경에 있는 사람이나 장치에 해를 끼치거나 다른 장치, 하위 시스템 또는 전체 시스템에 EMI 손상을 가져와 성능을 저하시키거나 전기 장치에 의해 방출되는 모든 유형의 전자기 에너지를 나타냅니다. 실패.

• 커플링 경로

커플링 경로는 EMI를 전송하는 데 사용되는 액세스 또는 미디어를 나타냅니다.

• 피해자

피해자는 성능 저하 또는 장애로 고통받는 구성 요소, 장비, 하위 시스템 또는 시스템을 포함하여 EMI에 의해 손상된 사람 또는 시스템을 말합니다.