PCB 설계 및 그 분석의 가장 일반적인 문제

PCB(Printed Circuit Board)는 컴퓨터, 통신, 군용 하드웨어, 소형부터 대형까지 다양한 분야의 거의 모든 가전제품에 적용되는 전자제품의 핵심입니다. 간단히 말해서 PCB는 전자 제품의 기능을 구현하는 중요한 역할을 합니다.

그럼에도 불구하고 회로 기판을 설계하는 것은 결코 쉬운 일이 아니며 레이어, 구성 요소 또는 회로 간의 많은 연관성을 적절하게 처리해야 합니다. 잘못 생각한 설계는 전자 시스템 내부에서 작동할 때 실패를 초래하거나 심지어 재앙을 초래할 수 있습니다. PCB 설계 자체의 어려움에도 불구하고 일반적으로 발생하는 몇 가지 문제를 요약하여 모든 PCB 설계자가 PCB 제작 단계 이전에 이를 사전에 인지하고 대처하는 방법을 배울 수 있습니다.

참고:이 기사에서는 Altium Designer 소프트웨어의 참여를 기반으로 한 PCB 설계 문제 및 솔루션에 대해 설명합니다.

회로도의 PCB 설계 문제

문제#1:ERC 보고서에 따르면 핀에 액세스 신호가 없습니다.
분석:
a. I/O는 패키지를 설정할 때 핀에 정의되어야 합니다.
b. 구성 요소를 설정하거나 배치할 때 핀과 선이 느슨하게 유지되도록 부적합 속성을 수정할 수 있습니다.
c. 부품을 구성할 때 핀이 반대 방향으로 흐릅니다.

문제#2:컴포넌트가 종이 너머에 있다.
분석:컴포넌트 라이브러리 종이 중앙에 파일이 생성되지 않는다.

문제#3:생성된 엔지니어링 파일 넷리스트는 PCB에 부분적으로만 접근할 수 있습니다.
분석:넷리스트 생성 시 "글로벌" 항목이 선택되지 않습니다.

문제 #4:구성 요소를 회전할 수 없습니다.
분석:입력 방식을 전환해야 합니다.

PCB의 PCB 설계 문제

문제#1:네트워크 로딩 과정에서 NODE가 발생하지 않는다고 보고합니다.
분석:
a. 회로도의 구성 요소는 구성 요소 라이브러리에서 사용할 수 없는 패키지를 활용할 수 있습니다.
b. 회로도의 구성 요소는 구성 요소 라이브러리에서 사용되는 것과 호환되지 않는 패키지를 사용합니다.

문제#2:DRC 보고서 네트워크는 몇 개의 섹션으로 나뉩니다.
분석:이 문제는 이 네트워크가 연결되지 않았으며 CONNECTED COPPER를 사용하여 파일을 통과할 수 있음을 보여줍니다.

문제#3:작업 과정에서 블루 스크린은 가능한 한 적게 사용되어야 합니다.
분석:파일 크기를 줄이기 위해 새 DDR 파일을 생성하기 위해 파일을 여러 번 내보낼 수 있습니다. 복잡한 PCB를 설계할 때 자동 라우팅을 제안하지 않습니다.

라우팅은 PCB 설계에서 상당히 중요한 단계이며 그 이전의 모든 단계는 모든 준비입니다. PCB 설계와 관련하여 라우팅은 가장 많은 요구 사항을 요구합니다. PCB 라우팅은 단면 라우팅, 양면 라우팅 및 다중 측면 라우팅으로 분류할 수 있습니다. 자동 라우팅과 대화형 라우팅의 두 가지 라우팅 방법을 사용할 수 있습니다. Auto Routing 이전에 비교적 복잡한 시스템에 Interactive Routing을 미리 사용할 수 있습니다. 입력 및 출력 단자의 측선은 RF 간섭이 생성되지 않도록 서로 평행하지 않아야 합니다. 필요한 경우 접지선을 추가해야 하며 인접한 두 레이어의 라우팅은 서로 수직이어야 합니다. 평행선은 기생 커플링을 생성하는 경향이 있습니다. 자동 라우팅의 라우팅 속도는 잘 고려된 레이아웃에 따라 달라지며 라우팅 규칙은 미리 설정할 수 있습니다. 일반적으로 조회 기반 라우팅을 먼저 수행하고 라우팅 경로를 전체적으로 최적화해야 합니다. 그런 다음 라우팅된 라인은 폐쇄되고 전반적인 효과를 개선하기 위해 경로 변경이 구현됩니다. 구성 요소가 집약된 PCB를 위한 설계에 있어 스루홀만으로는 많은 라우팅 채널이 낭비되어 거의 셀 수 없습니다. 따라서 기술을 통해 블라인드 및 매립이 만들어졌습니다. 스루홀처럼 기능할 뿐만 아니라 많은 라우팅 채널도 저장합니다. 결과적으로 라우팅이 더 쉽고 매끄럽고 개선될 수 있습니다.

간섭에 대한 PCB 설계 문제 및 해결 방법

디버깅 및 적용 과정에서 전자 장비에 간섭이 항상 발생하는데, 이는 많은 원인에서 비롯됩니다. 모든 원인 중 불합리한 라우팅과 구성 요소의 부적절한 배치는 환경에서 발생하는 간섭을 제외하고 대부분의 간섭을 유발합니다. 간섭으로 인해 전기 장비가 정상적으로 작동하지 않거나 심지어 고장날 수도 있습니다. 따라서 PCB 설계 단계에서 간섭 가능성을 억제해야 합니다.

문제 #1:접지선 간섭 생성 및 제어.

분석 및 솔루션:

접지선이 0 전위를 나타내면 전체 회로에서 각 접지점의 상대 전위차도 0이어야 합니다. 그러나 전위차가 절대적으로 0이 되도록 보장하는 것은 거의 불가능하며 작은 전위차가 증폭 회로를 통해 확대된 후 전체 회로의 정상 작동에 영향을 미치는 간섭 신호가 발생할 수 있습니다.

간섭을 억제하기 위해 다음 방법을 사용할 수 있습니다. 올바른 접지 지침을 따라야 합니다. 비. 디지털 접지선은 아날로그 접지선과 분리되어야 합니다. 씨. 접지선은 가능한 한 두껍게 해야 합니다. 디. 접지는 최대한 코팅해야 합니다.

문제 2:전력 간섭 및 구속.

분석 및 솔루션:전력 간섭은 아마도 비합리적인 도식 설계, 라우팅 또는 레이아웃에서 파생될 수 있습니다. 따라서 AC-DC 루프는 라우팅 중에 서로 연결할 수 없으며 접지선은 큰 루프와 병렬로 실행되어서는 안됩니다. 또한 전력선과 신호선은 너무 가깝거나 평행하지 않아야 합니다. 필요한 경우 전원 출력 단자와 기기 사이에 필터를 추가할 수 있습니다.

문제 #3:EMI(전자기 간섭) 및 그 억제.

부품이 조밀하게 배치되어 있기 때문에 비합리적인 설계를 하게 되면 분포 파라미터 간섭, 부품 EMI 등의 EMI가 발생하게 된다. 다양한 간섭을 물리치기 위해 상응하는 조치를 취해야 합니다.

분석 및 솔루션:

ㅏ. 인쇄 회로 간의 기생 결합. 짧은 거리의 두 병렬 리드 사이의 분포 매개변수 효과는 상호 결합하는 인덕턴스 및 커패시턴스의 효과와 동일합니다. 신호는 하나의 리드를 통해 흐르고 유도 신호는 다른 리드에 의해 생성됩니다. 따라서 신호 라인은 PCB 설계 중에 서로 평행하도록 설계할 수 없으며 차폐 라인을 사용하여 약한 간섭 신호를 억제하여 간섭을 막을 수 있습니다.

비. 자기 부품 간의 간섭. 확성기와 전자석은 일정한 자기장을 생성하는 반면 고전압 변압기와 릴레이는 교류 자기장을 생성합니다. 두 자기장 모두 주변 부품 및 인쇄 라인에 전방 간섭을 가져오며 다양한 상황에 따라 상응하는 억제 조치를 취할 수 있습니다.
• 자력선으로 인한 인쇄 라인 절단을 줄여야 합니다.
• 두 자기 부품의 위치는 두 부품 간의 결합을 줄이기 위해 서로 다른 두 자기 방향을 따라 서로 수직을 유지해야 합니다.
• 간섭 소스는 자기 차폐를 받아야 하고 차폐 덮개는 접지에 잘 연결되어야 합니다. .

문제 #4:열 간섭 및 억제.

분석 및 솔루션:높은 전력을 사용하는 기기가 작동할 때 일반적으로 회로에서 열원을 사용할 수 있는 높은 온도를 특징으로 하여 인쇄 회로에 전방 간섭을 가져옵니다. 따라서 PCB 레이아웃 설계 시 온도에 민감한 부품은 발열 부품과 멀리 떨어진 곳에 배치해야 하며, 발생된 열이 전달되거나 열 발산이 발생하지 않도록 열원을 기판 외부 공기에 배치해야 합니다. 필요한 경우 방열 시트를 장착해야 합니다.

이 기사에서는 우리가 일반적으로 PCB 설계에서 만나는 가장 일반적인 문제와 그 솔루션을 다룹니다. 실제로 실제 디자인 경험에서 더 많은 문제가 발견될 것으로 예상됩니다.

유용한 리소스
• 고품질 PCB를 설계하는 방법
• 알아야 할 주요 PCB 설계 규칙
• Altium Designer를 기반으로 하는 회로도에서 PCB 설계까지의 가이드라인
• 방법 PCB 설계에서 간섭을 없애기 위해
• PCB 설계에서 간섭 방지 능력을 강화하는 방법