반드시 피해야 할 15가지 일반적인 PCB 설계 실수

복잡한 전자 프로젝트를 위한 맞춤형 PCB 레이아웃 설계에는 종종 어려움이 따릅니다. 아무리 사소해 보이는 단순한 실수라도 프로젝트 오작동을 일으킬 수 있습니다. PCB 설계 초반부터 발생하는 이러한 일반적인 실수들은 맞춤형 PCB 제조 비용도 증가시킵니다.

이 글에서는 맞춤형 PCB 설계 시 알고 피해야 할 15가지 일반적인 실수를 설명합니다. 초보자라도 걱정하지 마세요. 숙련된 엔지니어들도 이러한 실수를 저지를 수 있습니다. 이것들을 피하면 고품질 제품, 맞춤형 PCB 생산 비용 절감, 제작 지연 없음, 재작업 불필요를 의미합니다. 그럼 시작해 보겠습니다.

사용 가능한 PCB 설계 도구 미고려

설계자들은 보통 사용 가능하고 사용하기 쉬운 맞춤형 PCB 설계 도구들을 모두 고려하지 않습니다. 많은 설계 도구들이 PCB의 다양한 요구와 유연성 요구사항을 충족시키기 위해 존재하므로 이는 치명적인 실수입니다. 맞춤형 PCB 설계 소프트웨어를 설계 오류 스캔, 부품 배치, 시제품 개발 같은 작업에 사용할 수 있습니다. 이 소프트웨어는 꽤 저렴하고, 웹 기반이거나 심지어 자유롭게 접근 가능합니다.

좁은 고전류 트레이스

PCB 트레이스 너비가 좁으면 몇 백 밀리암프 이상의 전류를 다루는 프로젝트에는 충분하지 않습니다. 외부 레이어 PCB 트레이스가 동일한 두께의 내부 레이어보다 더 높은 전류를 전달할 수 있음을 명심하세요. 그 이유는 전자가 더 나은 열 방출과 공기 흐름을 가지기 때문입니다.

많은 맞춤형 PCB 제조업체들은 0.5 oz/ft²에서 2.5 oz/ft²까지의 구리 중량 옵션을 제공합니다. 트레이스 너비 계산기를 사용하여 전류 전달 능력을 계산하는 것을 권장합니다.

디커플링 커패시터의 부적절한 배치

맞춤형 PCB 설계에서 디커플링 커패시터는 안정적이고 깨끗한 전압을 필요로 하는 핀들을 지원합니다. 충분하고 차분한 에너지를 위해 핀 가까이에 배치할 수 있습니다. 또한 전원 공급 레일의 전원 트레이스도 디커플링 커패시터를 통해 볼트에 연결됩니다. 인덕터를 직렬로 배치하여 입력 노이즈를 제거하는 로우패스 필터를 만들 수도 있습니다.

스위칭 레귤레이터 레이아웃 최적화 안 함

전자 맞춤형 PCB 설계에서 전압 레귤레이터는 선형과 스위칭 두 가지 유형이 있습니다. 선형 레귤레이터는 레이아웃이 쉽고 저렴하지만 많은 전력을 낭비할 수 있습니다. 그러나 스위칭 레귤레이터는 복잡하지만 매우 효율적이며 에너지를 거의 소비하지 않습니다. 배터리 수명이 더 길어집니다. 따라서 데이터시트 가이드라인을 따르며 PCB 레이아웃을 만드는 것이 중요합니다.

랜딩 패턴 그리기 실수

맞춤형 PCB 설계 소프트웨어는 PCB 랜딩 패턴과 회로도 심볼을 포함하는 부품 라이브러리를 제공합니다. 라이브러리 부품만 사용하면 문제가 없습니다. 하지만 아직 라이브러리에 없는 부품의 랜딩 패턴과 회로도 심볼을 직접 그려야 합니다. 따라서 패드-투-패드 간격이 1밀리미터만 벗어나도 납땜과 정렬 문제가 발생하므로 주의해야 합니다.

제조 불가능한 매립/블라인드 비아

예산이 한정되어 있다면 시제품 제작 시 블라인드 또는 매립 비아 사용을 권장하지 않습니다. 스루 비아는 PCB의 모든 레이어를 관통하며 확실히 PCB 크기를 증가시킵니다. 그러나 매립이나 블라인드 비아에 비해 저렴합니다. 매립 비아는 두 내부 레이어와 전기적 연결을 만들고, 블라인드 비아는 내부와 외부 레이어를 연결합니다.

말처럼 쉽지 않습니다. 맞춤형 PCB 레이아웃 설계 시 레이어 적층과 관련된 설계 제약 조건을 유지해야 합니다.

부적절한 안테나 레이아웃

무선 기술을 사용하는 전자 프로젝트에서 안테나 맞춤형 PCB 레이아웃은 매우 중요합니다. 전기 엔지니어들도 때때로 이를 잘못 그립니다. 최대 전력 전송을 위해 안테나와 트랜시버의 복소 임피던스를 매칭해야 합니다. 이를 위해 적절한 전송선이 필요합니다.

대부분의 안테나에 대해 50옴 임피던스의 전송선이 최대 전력 전송에 충분합니다. AppCAD 같은 무료 온라인 계산기를 사용하여 전송선의 비율을 알아낼 수 있습니다. 트랜시버와 안테나 사이에 LC 파이 네트워크(LC pi-network)를 넣어 안테나 임피던스를 미세 조정할 수도 있습니다.

긴 고속 트레이스

고속 신호는 가능한 가장 직선적이고 짧은 경로를 채택해야 합니다. 맞춤형 PCB 설계 시 고주파 크리스탈을 적절히 안내해야 합니다. 마이크로컨트롤러 기반의 많은 PCB 설계들은 몇 개의 고속 신호만 필요합니다. 하지만 귀하의 프로젝트에 고속 마이크로프로세서, 주소 버스, 외부 데이터가 있다면 주의를 기울여야 합니다.

제3자의 검토 받지 않음

엔지니어들은 종종 타이트한 마감일 아래에서 맞춤형 PCB 생산 결과를 내기 위해 몰두합니다. 이는 맞춤형 PCB 설계 오류를 초래합니다. 따라서 나중에 맞춤형 PCB 생산 단계에서 높은 비용을 피하기 위해 다른 엔지니어에게 PCB 설계를 검토받는 것이 최선입니다. 규칙은 간단합니다: 실수는 나중에 발견될수록 더 비싸집니다.

큰 실버(Slivers)

실버는 화학 에칭 공정 중 용해되지 않고 남은 구리 덩어리입니다. 이들이 PCB에 부착되어 맞춤형 PCB 제조 외관을 해칠 수 있으며, 단락을 일으킬 수도 있습니다. 따라서 맞춤형 PCB 제조업체의 요구사항보다 구리의 최소 너비가 더 크도록 해야 합니다. 이렇게 하면 실버가 줄어들고 PCB가 제대로 작동합니다.

복잡한 맞춤형 PCB 설계

맞춤형 PCB 제조업체들은 기본 작동 원리를 알면 PCB를 더 효율적이고 경제적으로 생산할 수 있습니다. 하지만 설계가 정교하면 불균형한 회로도 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 설계 오류를 피하기 위해 맞춤형 PCB 설계를 최대한 단순화해야 합니다. 이는 또한 설계의 효과를 높여줍니다.

잘못된 부품 또는 맞춤형 PCB 레이아웃 방법 사용

당면 과제는 더 작은 부품과 축소된 풋프린트를 사용하여 복잡한 맞춤형 PCB 레이아웃을 설계하는 것입니다. 이를 위해 설계자들은 볼 그리드 어레이(BGA) 패키지와 PCB 내부 레이어에 임베디드 장치를 사용합니다. 이는 프로젝트 성능을 향상시키고 오류 발생 시 재작업을 허용합니다.

더 작은 피치와 더 높은 핀 수를 가진 부품에 대한 올바른 레이아웃 방법을 선택해야 합니다. 설계 단계에서 이렇게 하면 맞춤형 PCB 생산 비용을 절약할 수 있습니다. 또한 대체 부품을 사용할 계획이라면, 그 성능 특성이 원본과 일치하는지 확인하여 나중에 맞춤형 PCB 설계를 폐기할 필요가 없도록 해야 합니다.

맞춤형 PCB 레이아웃 - 모든 PCB 설계 파일 저장 안 함

항상 맞춤형 PCB 설계 파일을 백업하세요. 소프트웨어가 응답하지 않으면 파일을 잃을 수 있으니, 설계가 완전히 완료될 때까지 저장하기를 미루지 마세요. 적어도 되찾기 어려운 파일들은 저장해야 합니다. 대부분의 맞춤형 PCB 제조업체들은 일일 백업을 제공하지만, 소규모 업체는 그런 시설을 제공하지 않을 수 있습니다. 또한 집에서 개인적으로 작업 중이라면 불가능할 수도 있습니다.

요즘 '클라우드(Cloud)' 서비스의 등장으로 PCB 설계 파일을 안전하게 백업하지 않을 핑계는 없습니다. 제품 대량 생산을 계획하거나 시장에 출시하려면, 이는 화재, 위조, 위협, 멀웨어 및 기타 기술 재해로부터 맞춤형 PCB 설계를 안전하게 지키는 데도 도움이 됩니다.

맞춤형 PCB 제조업체와 초기에 상의하지 않음

맞춤형 PCB 제조업체들은 보통 직원과 장비의 효율성을 높이는 등록된 생산 공정을 따릅니다. 그들의 제조 방식을 배려하지 않으면 프로젝트 비용이 상승하거나 제조 지연이 발생할 수 있습니다. 다른 맞춤형 PCB 제조업체에 연락해야 하므로 시간도 낭비하게 됩니다. 또한 제조업체의 사양에 맞춰 맞춤형 PCB 레이아웃을 재설계해야 할 수도 있습니다.

맞춤형 PCB 레이아웃 - 맞춤형 PCB 테스트 안 함

맞춤형 PCB 시제품을 만들었다면 철저히 검사해야 합니다. 설계의 초기 운영 요구사항이 충족되는지 확인해야 합니다. 또한 PCB의 안정성이나 신뢰성에 영향을 줄 수 있는 환경 조건도 테스트할 수 있습니다. 이는 맞춤형 PCB의 광범위한 작동을 보장하기 위함입니다. 그렇게 하지 않으면 맞춤형 PCB 시제품이 마침내 시장에 출시될 때 실패할 수 있습니다.

요약

따라서 특별히 주의를 기울여 피해야 할 15가지 맞춤형 PCB 설계 문제가 있습니다. 이렇게 하면 발생할 수 있는 제작 문제들을 대부분 예방할 수 있음을 확신합니다. 저희 WellPCB도 설계 접수 시 꼼꼼히 검토해 드립니다. 도움이 필요하시면 오늘 연락주세요. 그럼 무엇을 기다리고 계십니까?