산업기술
산업 제조
PCB라고도 하는 인쇄 회로 기판은 오늘날 모든 전자 부품의 핵심을 형성합니다. 이 작은 친환경 부품은 일상적인 가전제품과 산업 기계 모두에 필수적입니다. PCB 설계 및 레이아웃은 모든 제품 기능의 중요한 구성 요소입니다. 이것이 장비의 성공 또는 실패를 결정합니다. 기술의 끊임없는 진화와 함께 이러한 디자인은 계속해서 발전해 왔습니다. 오늘날 이러한 설계의 복잡성과 기대치는 전기 엔지니어의 혁신 덕분에 새로운 수준에 도달했습니다.
최근 PCB 설계 시스템 및 기술의 발전은 업계 전반에 걸쳐 광범위한 영향을 미쳤습니다. 결과적으로 새로운 레이아웃과 기능을 달성하기 위해 PCB 설계 규칙과 생산 프로세스가 발전했습니다. 오늘날, 더 작은 트랙과 다층 기판은 대량 생산된 PCB에서 흔히 볼 수 있습니다. 이러한 디자인은 몇 년 전에는 들어본 적도 없었을 것입니다. PCB 설계 소프트웨어도 이러한 발전에 도움이 되었습니다. 이 프로그램은 전자 엔지니어가 처음부터 더 나은 PCB를 설계할 수 있는 도구를 제공합니다.
이러한 향상된 기능에도 불구하고 PCB 보드 레이아웃은 설계하기 어렵습니다. 가장 숙련된 전자 엔지니어라도 PCB에 회로를 생성하거나 업계 모범 사례에 따라 PCB 기판을 설계하는 방법에 어려움을 겪을 수 있습니다. 더 어려운 것은 고객의 요구를 충족시키는 고품질 보드를 만드는 것입니다. 고객 설계의 경우 PCB의 기능과 최상의 설계 사례의 균형을 맞추는 것은 관련된 프로세스입니다. 이것이 우리가 몇 가지 필수 PCB 설계 규칙을 포함하여 PCB 설계 프로세스를 개략적으로 설명한 이유입니다.
주요 PCB 설계 단계의 첫 번째 단계는 필요입니다. 대부분의 전자 엔지니어에게 이러한 요구 사항은 고객이 지시하며 고객은 PCB가 충족해야 하는 모든 요구 사항을 나열합니다. 그런 다음 전자 엔지니어는 고객이 나열한 요구 사항을 전자 형식으로 변환해야 합니다. 본질적으로 이것은 엔지니어가 PCB를 설계할 때 사용할 전자 논리 언어로 번역하는 것을 의미합니다.
프로젝트의 요구 사항은 PCB 설계의 여러 측면을 결정합니다. 여기에는 재료에서 PCB 자체의 최종 외관까지 모든 것이 포함됩니다. 의료 또는 자동차와 같은 PCB의 적용은 종종 PCB의 재료를 결정합니다. 예를 들어, 많은 전자 임플란트용 의료 PCB는 유연한 베이스로 만들어집니다. 이를 통해 내부 유기적 환경을 견디면서 작은 공간에 적합합니다. PCB의 최종 모양은 주로 회로와 기능에 따라 결정됩니다. 예를 들어, 더 복잡한 PCB는 여러 레이어로 만들어집니다.
전자 엔지니어는 이러한 요구 사항을 결정하고 나열한 다음 이 요구 사항 목록을 사용하여 BOM뿐만 아니라 PCB의 초기 회로도를 설계합니다.
도식 설계는 기본적으로 청사진 제조업체와 다른 엔지니어가 개발 및 생산 프로세스에서 사용하는 것입니다. 회로도는 PCB의 기능, 설계 특성 및 구성 요소 배치를 결정합니다. PCB의 하드웨어도 이 회로도에 나열되어 있습니다. 이 장비에는 PCB의 재료, 설계에 관련된 구성요소 및 제조업체가 생산 과정에서 필요로 하는 기타 재료가 포함됩니다.
이 모든 정보는 초기 설계 단계에서 회로도에 포함됩니다. 첫 번째 회로도를 완성한 후 설계자는 예비 분석을 수행하여 잠재적인 문제를 확인하고 필요에 따라 편집합니다. 그런 다음 회로도는 기능을 보장하기 위해 시뮬레이션을 실행할 수 있는 PCB 설계 소프트웨어에서 사용하기 위한 특수 도구에 업로드됩니다. 이러한 시뮬레이션을 통해 엔지니어는 초기 회로도 검사에서 놓쳤을 수 있는 설계 오류를 파악할 수 있습니다. 그런 다음 회로의 전자 설계를 구성 요소의 상호 연결에 대한 정보를 나열하는 "넷리스트"로 변환할 수 있습니다.
회로도 설계를 고려하는 동안 전자 엔지니어는 처음부터 몇 가지 중요한 회로 기판 설계 기본 사항을 염두에 두어야 합니다. 회로도 개발 단계에서 구현해야 할 몇 가지 고려 사항은 다음과 같습니다.
회로도가 생성되는 동안 전자 엔지니어는 BOM(Bill of Materials)도 개발합니다. PCB 기판 회로도에 사용된 부품 목록입니다. BOM과 회로도가 모두 완료되면 전자 엔지니어는 레이아웃 엔지니어와 구성 요소 엔지니어에게 모두 전달합니다. 이 엔지니어는 세부 사항을 확인하고 프로젝트에 필요한 구성 요소를 얻습니다. 특히 구성 요소 엔지니어는 최대 작동 전압 및 전류 측면에서 회로도에 맞는 구성 요소를 선택해야 합니다. 그들은 또한 합리적인 비용과 크기 매개변수에 속하는 장비를 선택해야 할 책임이 있습니다.
BOM 구성 요소가 충족해야 하는 가장 중요한 5가지 측면은 다음과 같습니다.
이러한 기본 BOM 지침 외에도 일반적으로 BOM과 회로도를 공식화할 때 몇 가지 고려 사항을 염두에 두는 것이 좋습니다. 여기에는 다음 PCB 설계 팁이 포함됩니다.
각 구성 요소에는 회로 기판 설계에 지정된 지점이 있어야 합니다. 올바른 배치를 선택하는 것은 까다로운 부분입니다. 요소의 최적 위치를 결정하는 것은 열 관리, 전기 노이즈 고려 사항 및 전체 PCB 기능을 포함하여 설계자가 고려해야 할 다양한 요소와 고려 사항에 따라 달라집니다. 그러나 대부분의 경우 설계자는 구성 요소를 다음 순서로 배치합니다.
디자인 주기의 이 단계에서 염두에 두어야 할 몇 가지 디자인 고려 사항은 다음과 같습니다.
이러한 개별 구성 요소를 인쇄 회로 설계에 배치한 후에는 보드의 적절한 작동을 확인하기 위해 또 다른 테스트를 완료하는 것이 가장 좋습니다. 이렇게 하면 문제가 있는 디자인 선택을 식별하고 잠재적인 조정을 식별하는 데 도움이 됩니다.
구성 요소가 PCB에 배치되면 PCB 설계 기본의 다음 단계는 구성 요소를 모두 연결하는 것입니다. 보드의 각 요소는 적절한 라우팅을 통해 구현되는 트레이스를 통해 연결됩니다. 그러나 라우팅은 설계자가 고려해야 하는 많은 고려 사항으로 인해 자체 설계 프로세스가 필요합니다. 이러한 요인에는 전력 수준, 신호 잡음 감도, 신호 잡음 생성 및 라우팅 기능이 포함됩니다.
다행히도 대부분의 PCB 설계 소프트웨어는 회로도에서 개발된 넷리스트를 사용하여 트레이스를 라우팅합니다. 프로그램은 연결에 사용할 수 있는 레이어 수를 사용하고 공간을 활용하기 위한 최적의 경로를 계산하여 이를 수행합니다. 프로그램은 또한 필요에 따라 디자인을 변경합니다. 이것은 특히 더 큰 모델의 경우 많은 컴퓨팅 성능을 필요로 할 수 있습니다. 그 결과 라우팅 프로세스가 더 길어집니다. 구성 요소가 특히 밀집된 배열로 배치되면 프로그램에 더 많은 시간이 소요될 수 있습니다.
대부분의 PCB 소프트웨어는 회로도의 넷리스트에 따라 트레이스를 라우팅하지만 이 소프트웨어는 보편적이지 않습니다. 모든 PCB 설계자가 자동 라우팅 소프트웨어를 사용하는 것은 아니며 문제가 있는지 추적을 다시 확인하는 경향이 있는 경우에도 마찬가지입니다. 컴퓨터에서도 디자이너가 좋아하지 않는 결과를 생성할 수 있으므로 이는 항상 좋은 방법입니다.
트레이스에 대한 일반적인 경험 법칙은 너비가 10~20mil인 트레이스는 10~20mA의 전류를 전달할 수 있다는 것입니다. 반면에 너비가 5~8mil인 트레이스는 10mA 미만의 전류를 전달할 수 있습니다. 고주파수 노드로 라우팅하려면 특정 트레이스 폭이 필요하기 때문에 이는 고전류 PCB 설계 또는 빠르게 변화하는 신호가 있는 PCB용 설계에서 특히 중요한 고려 사항입니다.
Checking the design is possibly the most important step of the design process. This segment of the process considers everything about the design, looking for potential problems that plague PCB designs.
For example, a common problem in PCB designs is heat. PCB with a perfect thermal design can keep the entire board a consistent and uniform temperature, preventing heat spots. However, such heat spots and temperature inconsistencies can be caused by any number of design features, such as copper thickness variations, the number of layers in the PCB, larger PCB board sizes and the presence or absence of thermal paths.
A simple design check can catch potential problems in PCB heat management, most PCB DRC software can pick them up as well. There are several methods to reduce PCB operational temperatures, many of which are mitigated by PCB design basics. A few of these heat-managing tips include:
Most DRC software can catch the aforementioned problems. The DRC software takes all the details about a PCB design and determines whether the layout satisfies a list of predetermined parameters. These are called PCB design rules. Ideally, as previously mentioned, the DRC should be used throughout the design process to identify problem areas early on. However, if all else fails, using DRC after everything else is complete can save a lot of design time and confusion between the designer and the assembly company.
The check step of the design process doesn't just include the DRC check - it also includes several other physical verification processes, including a layout-versus-schematic (LVS) check, an XOR check, an electrical rule (ERC) check and antenna check. More advanced PCB manufacturers may use additional checks and rules to improve yield, but these are the basic checks designers and manufacturers typically use.
Furthermore, it's good practice to verify manufacturing parameters before submission. Before submitting the final design for production, the designer should personally generate and verify the PCB manufacturing parameters. Though most manufacturers are willing to download and verify design files for their client, it's better to double-check the design before sending it in. This can help avoid any confusion or misunderstanding and can avoid losses due to manufacturing with incorrect parameters. This verification step can also expedite the process by decreasing the amount of time needed to correct and reverify the design before manufacturing starts.
PCB design can be simplified by implementing the above basic techniques and best practices. It can be made even simpler by partnering with a PCB supply and assembly service that works with you to make the best, most cost-effective PCBs possible.
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산업기술
회로는 전기 세계의 기반 시설입니다. 그러나 아마도 마지막으로 대부분의 사람들이 전선이나 케이블로 연결된 전통적인 회로를 본 것은 물리학 수업 시간이었습니다. 왜 그런 겁니까? 정답은 PCB입니다. 1. PCB란 무엇입니까? PCB는 인쇄 회로 기판을 의미합니다. 각인된 보드입니다. 비전도성 기판의 시트 층 위 및/또는 시트 층 사이에 적층된 하나 이상의 구리 층으로부터. 저항 및 커패시터와 같은 회로의 다른 구성 요소는 일반적으로 PCB에 납땜됩니다. 즉, PCB가 역할을 대체합니다. 회로에 있는 전선이나 케이블의 및 공간
2013년 7월 24일 인쇄 회로 기판(PCB)의 발명과 최적화 덕분에 현대 전자 제품의 기능이 크게 확장되었습니다. 개념의 초기 단계에서 인쇄 회로 기판은 1903년 독일 발명가 Albert Hanson이 절연 기판에 여러 층으로 적층된 평평한 호일 도체로 상상했습니다. . 비전도성 기판에 부착된 전도성 경로를 통해 전자 부품을 연결하는 실현은 수많은 엔지니어링 가능성의 문을 열었습니다. Thomas Edison과 같은 다른 발명가도 이를 이해했으며, 그도 다음 해에 아마포 종이에 전도체를 도금하기 위해 화학적 접근법을 실험했