PCB 제조 공정의 예비 단계로서 PCB 레이아웃은 PCB 설계에서 가장 중요한 단계 중 하나입니다. 그 품질이 PCB 배선의 품질을 본질적으로 결정하며, 이는 다시 PCB의 최종 신뢰성과 기능성에 영향을 미칩니다. 따라서 합리적인 PCB 레이아웃이 고품질 PCB 보드의 길을 닦는다는 결론을 내릴 수 있습니다. 그러나 불합리한 PCB 레이아웃은 기능성과 신뢰성 측면에서 문제를 야기할 수 있습니다. 잘 설계된 PCB 레이아웃은 더 많은 편의를 제공할 뿐만 아니라 PCB 표면의 실질적 공간을 절약하고 회로 성능을 보장합니다.
PCB 레이아웃은 주로 대화형 레이아웃과 자동 레이아웃 두 가지 유형으로 나뉩니다. 일반적으로 자동 레이아웃은 프레임워크를 담당하며, 이에 기반하여 대화형 레이아웃으로 조정이 수행됩니다. PCB 레이아웃 중 게이트 회로는 배선 구체적 상황에 따라 재분배될 수 있습니다. 두 게이트 회로가 교환되어 배선에 가장 사용자 친화적인 최적 레이아웃이 됩니다.
PCB 레이아웃 완료 후, PCB 설계 파일이나 회로도에 일부 정보를 라벨링하여 PCB상의 관련 정보나 데이터가 회로도에 묘사된 것과 일관되도록 할 수 있습니다. 그 결과 프로파일링과 PCB 설계 수정에서 동기식 변경이 유지될 수 있습니다. 또한 아날로그 데이터가 업데이트되고 보드 레벨에서 전기적 성능과 기능에 대한 검증이 구현될 수 있습니다.
기본적으로 PCB 레이아웃은 두 가지 기본 규칙을 준수해야 합니다:
한 제품이 위에서 언급한 두 측면에서 만족스럽게 수행되면 완벽한 것으로 간주할 수 있습니다.
특히 고주파 루프는 가능한 한 짧게 유지해야 합니다. 작은 루프는 보통 더 낮은 인덕턴스와 저항을 가지며, 외부 소스에서 유래하거나 노드에 의해 전송되는 신호가 노드에 결합되는 횟수를 줄이는 데 도움이 됩니다. 루프가 그라운드 평면에 위치하면 인덕턴스를 낮출 수 있습니다. 오피앰프 회로의 루프도 가능한 한 짧게 유지하여 노이즈가 회로에 결합되는 것을 방지할 수 있습니다.
비아는 PCB 한 쪽 끝에서 다른 쪽으로 열을 전달하며, 이는 보드가 섀시의 히트싱크에 장착될 때 특히 유용합니다. 이러한 조건에서 섀시는 열을 추가로 방산합니다. 큰 비아는 작은 비아보다 열 방산 효율이 더 좋습니다. 다중 비아는 단일 비아보다 열 방산 측면에서 더 효율적이며 컴포넌트 작동 온도를 낮춥니다. 낮은 작동 온도는 더 높은 신뢰성으로 이어집니다.
비아는 인덕턴스와 저항을 모두 가집니다. PCB 보드 한 끝에서 다른 끝으로 배선을 배치하고 상대적으로 낮은 인덕턴스나 저항을 요구하는 경우 다중 비아를 의존할 수 있습니다. 큰 비아는 더 낮은 저항을 가집니다. 이 방법은 필터 커패시터와 고전류 노드가 그라운드에 연결될 때 특히 유용합니다.
열에 민감한 컴포넌트는 열을 발생시키는 컴포넌트에서 멀리 배치해야 합니다. 열에 민감한 컴포넌트에는 열전대와 전해 커패시터가 포함됩니다. 열전대가 열원 근처에 위치하면 온도 측정이 영향을 받을 수 있습니다. 전해 커패시터가 열을 발생시키는 컴포넌트 근처에 위치하면 작동 수명이 단축됩니다. 열을 발생시키는 컴포넌트에는 다이오드, 인덕터, 다이오드, 브리지 정류기, MOSFET, 저항이 포함될 수 있으며, 이들이 발생시키는 열은 흐르는 전류에 따라 달라집니다.
디커플링 커패시터는 IC 전원 또는 그라운드 핀 근처에 배치하여 디커플링 효율을 극대화해야 합니다. 커패시터가 먼 곳에 배치되면 기생 정전용량이 발생합니다. 커패시터 핀과 그라운드 평면 사이에 다중 비아를 배치하여 인덕턴스를 줄여야 합니다.
열 패드 설정은 트레이나 필과 컴포넌트 핀 간 거리를 가능한 한 작게 만드는 것을 목표로 하며, 이는 납땜에 유리합니다. 작은 연결은 저항 감소 측면에서 짧습니다. 컴포넌트 핀에 열 패드가 적용되지 않으면 컴포넌트 온도가 낮아집니다. 트레이나 필을 연결하는 더 나은 열 연결이 가능하여 열 방산에 도움이 됩니다. 그러나 납땜이나 디솔더링이 더 어려워집니다.
평행한 트레이나 도체는 정전용량 생성을 유도할 수 있습니다. 트레스가 서로 너무 가까이 위치하면 신호가 회로에 결합되는 경향이 있으며, 이는 상대적으로 높은 주파수에서 특히 그렇습니다. 고주파 및 노이즈 트레스는 노이즈에 의해 방해받고 싶지 않은 것들에서 멀리 떨어져 있어야 합니다.
구리 트레이나 필과 마운팅 비아 사이에 충분한 공간을 유지하여 감전 위험을 방지해야 합니다. 솔더 마스크는 신뢰할 수 있는 인덕터가 아니므로 구리와 마운팅 하드웨어 간에도 충분한 거리를 유지해야 합니다.
그라운드는 이상적인 도체가 아니므로 노이즈 그라운드를 조용한 신호에서 멀리 배치할 때 주의해야 합니다. 그라운드 트레스는 흐르는 전류를 감당할 수 있을 만큼 충분히 커야 합니다. 신호 트레스 아래에 그라운드 평면을 배치하면 트레스 임피던스를 줄이는 데 도움이 되며, 이는 이상적인 조건입니다.
표면 실장 컴포넌트 주변에 더 많은 구리를 배치하여 여분의 표면적을 제공해 열을 방산해야 합니다. 이는 더 높은 효율을 가져오는 방법입니다. 유사한 가이드라인은 일부 컴포넌트의 데이터시트에도 언급되어 있습니다.
PCB 레이아웃이 완료되면 다음 단계로 넘어가기 전에 다음 팁을 기반으로 PCB 레이아웃을 신중하게 검토하세요.
PCBCart는 10년 이상 전 세계 기업을 위해 회로 보드를 제조해 왔습니다. PCB 설계 파일만 제공해 주시면 최단 리드 타임 내에 완전히 기능하는 회로 보드를 보장해 드립니다. 새로운 PCB 설계를 완료하고 PCB 하우스를 찾고 계신가요? 맞춤형 PCB 제조 서비스를 사용할 때 얼마나 절약할 수 있는지 확인해 보세요.
산업기술
기판 재료 결정 방법 오늘날 RF/마이크로웨이브 PCB는 의료, 통신 등 수많은 휴대용 무선 장치와 상업 산업에서 널리 적용되고 있습니다. RF(무선 주파수)/마이크로웨이브 회로는 분포 상수 회로로 스킨 효과와 커플링 효과가 발생하기 쉬워 실제 PCB 설계에서 회로의 간섭과 복사를 제어하기 어렵습니다. 흔히 발생하는 문제로는 디지털 회로와 아날로그 회로 간의 교차 간섭, 전원으로 인한 노이즈 간섭, 부적절한 레이아웃으로 인한 유사한 간섭 문제 등이 있습니다. 따라서 PCB 설계에서 장단점을 균형 있게 조정하고 간섭을 최소화하는 것은
피치 및 간격 칩 패키징 기술의 발전으로 BGA(볼 그리드 어레이)는 표준 패키징 형태로 자리 잡았습니다. 수백 개의 핀을 가진 칩의 경우 BGA 패키지 적용은 엄청난 이점을 제공합니다. BGA 칩은 QFP(쿼드 플랫 패키지) 칩보다 패키지 모양에서 우위를 가집니다. BGA 패키지는 QFP 칩의 주변 리드를 솔더 볼 어레이로 대체하여 칩의 물리적 크기를 크게 줄이며, 이는 다중 I/O 핀이 있을 때 특히 두드러집니다. BGA의 표면적은 I/O 핀 수 향상에 선형적으로 증가하는 반면 QFP는 제곱으로 증가합니다. 결과적으로 BGA 패
