PCB 설계 과정에서 발생할 수 있는 문제 및 해결 방법

소프트웨어 시스템의 발전과 비교하여 하드웨어 설계와 전자공학의 최적화는 오랜 시간 소모와 높은 비용과 같은 실질적인 문제를 가지고 있습니다. 그러나 실제 설계에서 엔지니어들은 고도로 원칙적인 문제에 더 많은 관심을 기울이는 경향이 있지만 인쇄 회로 기판의 작동에 큰 영향을 미치는 것은 몇 번이고 수정해야 하는 세부적인 오류일 뿐입니다. PCB의 완벽한 생성은 불가능하지만 점진적인 최적화는 얻을 수 있습니다. 이 구절은 먼저 회로 설계, PCB 생산 및 유지 관리에 대한 몇 가지 문제를 나열한 다음 제한된 비용 내에서 맞춤형 PCB를 최적화하는 사용하기 쉬운 몇 가지 방법을 제공합니다.

다채널 정류 LED의 내전압 보호

복도 공공 전기 설비를 예로 들어 보겠습니다. 회로의 정상적인 작동을 보장하기 위해 "Uin=AC85~264V" 매개변수가 있는 AC-DC 모듈인 전원 모듈에 전원을 공급하기 위해 다채널 전원이 활용됩니다. 300Ω1/2W 탄소 저항과 직렬인 IN4007 정류 LED는 절연을 위해 다채널 입력에 사용됩니다. 그림 1은 이 제품의 회로도입니다.

이론상으로는 완벽한 아이디어지만 실제 사용에는 심각한 문제가 있습니다. 스파이크 전압을 고려하지 않으면 정상적인 상황에서 다중 채널 전원 사이의 전압은 AC400V에 도달할 수 있고 IN4007의 내전압은 1000V에 도달할 수 있습니다. 올바른 구성 요소가 선택되었습니까? 그러나 사실은 내전압 문제로 인해 쇼트 컷 폭발이 자주 발생하여 전체 제품의 스크랩으로 이어집니다. 물론 부품의 낮은 품질과 LED의 노후화도 문제의 원인이라는 점을 부인할 수 없습니다. 하지만 고품질 LED나 내전압이 높은 LED를 기존 LED 대신 장착해도 문제는 여전하다.

보증 내 조기 피로의 품질 문제와 처리량 수율(TPY)의 존재를 고려할 때 구성 요소가 100% TPY에 도달하는 것은 거의 불가능합니다. 이 회로와 관련하여 이 고급 회로에는 2.4% ~ 7.2%의 스크랩 비율 범위에서 24개의 정류 LED가 필요합니다. 이러한 품질의 PCB는 결코 고객의 요구를 완전히 실현할 수 없습니다. 사실, 여기에 이 ​​문제를 처리하는 사용하기 쉬운 방법이 있습니다. 각 루프에 하나 이상의 IN4007이 직렬로 배치되는 한 이 문제는 쉽게 처리됩니다. 이때 회로전압은 0.7V 감소하므로 출력에는 영향이 없다. 약간의 비용 증가만으로도 내압값이 2배가 되며 오차 발생이 0.5%로 감소합니다.

Midget Relay의 빈번한 동작에 의한 전자파 간섭에 대한 해결책

고전류를 차단할 때 아크 방전이 생성되기 때문에 PCB의 소형 릴레이가 가져온 전자기 간섭. 간섭은 CPU의 정상적인 작동에 영향을 미쳐 리셋을 자주 발생시킬 뿐만 아니라 디코더와 드라이버가 잘못된 신호와 명령을 생성하여 구성 요소 구현의 오류도 발생시킵니다. 이러한 모든 영향은 불량품 및 사고의 원인이 됩니다. 이 문제를 해결하기 위해 CPU의 간섭 방지 기능을 높이는 것과 간섭 소스를 줄이는 두 가지 측면을 고려할 수 있습니다.

1. CPU의 간섭 방지 기능을 높입니다. 간섭 방지 기능이 높은 CPU를 설치해야 합니다. CPU 선택에도 실험과 테스트가 필요합니다. 예를 들어 90C52RC SCM이 이상적인 선택입니다. 이 유형의 CPU는 20KV 정전기 방지 기능과 4KV 고속 펄스 및 전자기 기능을 갖추고 있습니다.

2. 간섭원 감소
• 릴레이 구동 증폭기는 코일이 정전되었을 때 역기전력에 의해 발생하는 간섭을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
• RC 흡수 회로는 릴레이 접점 사이에 병렬로 연결되므로 노이즈 간섭을 빠르게 흡수할 수 있습니다.
• 회로 기판은 구리 피복입니다. 구리 피복은 릴레이 간섭을 줄이는 데 큰 도움이 됩니다.
• 릴레이는 신중하게 선택해야 합니다. 동일한 사양의 릴레이는 항상 다른 코일 전력을 선택합니다. 기본 원리는 코일 전력이 클수록 릴레이 접점의 온-오프 동작이 빨라질수록 접점 사이의 아크 방전 시간이 짧을수록 전자기 간섭 시간이 짧아진다는 것입니다.

패드 오프 개선

PCB 유지 보수 중에는 분해도 납땜도 피할 수 없습니다. 노후화된 PCB 또는 패드가 너무 작은 PCB는 구성 요소가 PCB에서 분해될 때 플레이트 구멍 벽에서 항상 패드와 납땜 층이 떨어져 나가는 것을 목격합니다.

1. 핀 패드 오프는 같은 루트에 있는 가까운 패드를 짧은 선으로 연결하여 거리와 유지할 수 있는 전류량에 따라 선택할 수 있습니다. 짧은 거리의 경우 잘린 폐기 핀 또는 핀 헤더를 납땜에 사용할 수 있습니다. 장거리의 경우 외부 절연 층이있는 구리 와이어를 연결에 사용할 수 있으므로 다른 구성 요소의 라인과 핀 사이의 연결로 인한 단락을 피할 수 있습니다. 항상 이 곳에서 패드 오프 문제가 발생한다면 여기의 PCB 설계가 너무 비합리적이어서 패드 설계를 최적화해야 함을 확인할 수 있다. 패드는 사용 가능한 공간 내에서 긴 원형 또는 물방울 모양으로 설계할 수 있으며 짧고 두꺼운 구리 클래드 라인을 추가하여 PCB 재료에 대한 흡수 능력을 높일 수 있습니다.

2. 판 구멍 벽의 납땜 층이 벗겨지는 이유는 판 구멍의 크기가 작기 때문입니다. PCB에서 부품을 분해할 때 Plate Hole Wall의 Soldering Layer와 함께 제공됩니다. 따라서 설계 과정에서 패드 구멍의 크기는 핀보다 0.3~0.5mm 크게 하는 것이 좋습니다. 패드 홀 벽의 솔더링 주석 층이 떨어진 경우 이 방법을 시도할 수 있습니다. 새 부품의 핀은 솔더링 주석 층을 조금 더 두꺼운 주석 코팅하기 전에 설치해야 합니다. 다음은 핀 납땜입니다. 핀의 솔더링 주석 레이어는 PCB의 패드를 쉽게 솔더링할 수 있습니다.

취약한 구성 요소의 교체

전자 부품을 사용하는 한 일부 부품은 취약해지고 변경하거나 교체해야 합니다. 이러한 구성 요소를 유지 관리하는 일반적인 방법은 많은 시간이 소요되는 납땜을 통해 작업 효율성에 큰 영향을 미칩니다. 취약한 구성 요소에 베이스를 추가하거나 플러그 또는 삽입 열을 통해 연결을 만들 수 있습니다. 이 방법은 엔지니어가 많은 시간과 노력을 절약하는 데 도움이 됩니다.

PCB 설계 및 최적화는 설계 청사진과 사소한 세부 사항이 모두 필요한 복잡한 프로세스입니다. 각 세부 사항을 최적화하면 PCB 제조 공정에서 시간 소모와 비용 절감으로 이어집니다.

PCBCart로 PCB 프로젝트에 대해 논의하고 무료로 PCB 설계 파일을 확인하십시오!

PCBCart를 PCB 제조업체로 선택하면 생산 전에 PCB 파일에 대해 무료 DFM 검사를 수행합니다. 가능한 PCB 문제가 감지되면 함께 해결하기 위해 연락할 것입니다! 이 절차는 최종 회로 기판이 설계한 대로 정확하게 작동하도록 보장하는 데 도움이 됩니다! DFM 검사를 이용하고 싶으십니까? 다음 버튼을 클릭하여 PCB 가격을 견적하고 주문을 제출하십시오. 곧 연락드리겠습니다!

유용한 리소스:
• 궁극적인 인쇄 회로 기판 설계 가이드
• PCBCart는 전체 기능의 PCB 제작 서비스를 제공합니다
• PCB 제작을 제외하고 PCBCart는 고급 턴키 PCB 조립 서비스도 제공합니다
• PCB 빠른 PCB 어셈블리 견적 및 생산을 위한 설계 파일 요구 사항