전자 설계 - PCB 설계란 무엇입니까?

보드란 전자설계자동화소프트웨어(EDA)를 사용하여 보드를 설계하고 인쇄회로기판(PCB)의 레이아웃과 회로 연결을 설계하는 것을 말한다.PCB 설계는 주로 레이아웃 설계를 가리키며 외부 연결의 레이아웃을 고려해야 한다.회로기판은 전자제품의 중요한 구성부분으로서 전선을 통해 전자부품을 련결하고 신호를 전송할수 있다.

PCB는 어떻게 설계합니까?

설계는 서로 다른 단계에서 서로 다른 점 설정을 해야 하며, 배치 단계에서 큰 격자 점을 사용하여 설비 배치를 할 수 있다;IC와 비포지셔닝 커넥터 등 대형 설비의 경우 50~100밀이의 격자 정밀도를 선택하여 배치할 수 있고, 저항기, 콘덴서, 센서 등 소스 없는 소형 설비의 경우 25밀이의 격자 정밀도를 사용하여 배치할 수 있다.큰 격자점의 정밀도는 설비의 정렬과 배치미학에 유리하다.

1. PCB 레이아웃 규칙

1) 일반적으로 모든 구성 요소는 보드 한쪽에 배치되어야 합니다.최상층 부품이 너무 밀집되어 있을 때만 칩 저항기, 칩 콘덴서, 칩 IC와 같은 고도의 제한과 저발열 부품이 하층에 배치될 수 있다.

2) 전기 성능을 보장하는 전제하에 부품은 격자에 배치하여 서로 평행하거나 수직으로 배열하여 가지런하고 아름다워야 한다.일반적으로 어셈블리는 중첩할 수 없습니다.어셈블리는 전체 레이아웃에 균일하게 분산되고 밀집된 어셈블리를 배치하도록 구성해야 합니다.

3) 보드의 다른 어셈블리에 대한 인접한 용접 디스크 패턴 사이의 최소 간격은 최소 1MM이어야 합니다.

4) 보드의 가장자리와의 거리는 일반적으로 2mm보다 작지 않습니다. 보드의 가장 좋은 형태는 직사각형이며 가로세로 비율은 3: 2 또는 4: 3입니다.회로기판의 크기가 200mm×150mm보다 크면 회로기판이 감당할 수 있는 기계적 강도를 고려해야 한다.

2. PCB 레이아웃 기법

pcb설계의 배치에서 회로판의 각 단원을 분석하고 그들의 기능에 따라 배치설계를 할 필요가 있다.회로의 모든 어셈블리를 배치할 때는 다음 지침을 따릅니다.

1) 회로 프로세스에 따라 각 기능 회로 유닛의 위치를 배치하여 신호 흐름을 용이하게 하고 가능한 한 신호의 방향을 일치시킵니다.

2) 각 기능 셀의 핵심 구성 요소를 중심으로 배치합니다.컴포넌트는 PCB에 균일하고 전체적으로 컴팩트하게 배치되어 각 컴포넌트 간의 지시선과 연결을 최소화하고 최소화해야 합니다.

3) 고주파에서 작동하는 회로의 경우 어셈블리 간의 분포 매개변수를 고려해야 합니다.일반적으로 회로는 가능한 한 부품과 병렬로 배치해야 하는데, 이는 아름다울 뿐만 아니라 조립과 용접이 쉬워 대규모 생산에 편리하다.

3. PCB 설계 단계

레이아웃 설계

PCB에서 특수 소자는 고주파 부분의 핵심 소자, 회로의 핵심 소자, 간섭에 취약한 소자, 고전압 소자, 고발열 소자, 일부 이성 소자를 가리킨다.이러한 특수 부품의 위치는 자세하게 분석해야 하며, 띠 모양의 배치는 회로 기능과 생산 수요의 요구를 만족시켜야 한다.이러한 배치가 잘못되면 회로 호환성 문제와 신호 무결성 문제가 발생하여 PCB 설계가 실패할 수 있습니다.

특수 컴포넌트를 배치하는 방법을 설계할 때 가장 먼저 고려해야 하는 것은 PCB의 크기입니다.빨리 손가락으로 꺼내면 PCB 크기가 너무 크면 인쇄선이 길고 임피던스가 증가하며 건조방지능력이 낮아지고 원가도 증가한다.그것이 너무 시간적이면 발열성이 떨어지고 인접한 선로가 방해를 받기 쉽다.PCB의 크기를 결정한 후 특수 컴포넌트의 사각형 위치를 결정합니다.마지막으로 기능 단위에 따라 회로의 모든 구성 요소를 배치합니다.

특수 부품의 위치는 일반적으로 다음과 같은 지침을 따릅니다.

1) 고주파 컴포넌트 간의 연결을 최소화하고 분포 매개변수와 상호 간의 전자기 간섭을 최소화합니다.간섭에 취약한 구성 요소는 너무 가까이 있으면 안 되며 입력과 출력은 가능한 한 멀리 떨어져 있어야 합니다.

2) 일부 어셈블리나 와이어는 높은 전위 차이가 있을 수 있으므로 방전으로 인한 예기치 않은 단락을 방지하기 위해 거리를 늘려야 합니다. 고압 어셈블리는 가능한 한 멀리 떨어져 있어야 합니다.

3) 무게가 15G 이상인 어셈블리는 브래킷으로 고정한 다음 용접할 수 있습니다.무겁고 뜨거운 부품은 회로 기판에 두지 말고 기본 상자의 바닥판에 두어야 하며 발열 문제를 고려해야 합니다.열 민감 부속품은 가열 부속품을 멀리해야 한다.

4) 전위기, 가변 감지 코일, 가변 콘덴서, 마이크로 스위치 등 가변 부품의 배치에 대해 전체 회로 기판의 구조 요구를 고려해야 한다.만약 구조가 허락한다면, 일부 자주 사용하는 스위치는 손으로 닿기 쉬운 곳에 놓아야 한다.어셈블리의 레이아웃은 균형이 맞아야 하고 밀도가 적당해야 하며 머리를 무겁게 하고 발을 가볍게 해서는 안 된다.

배치 순서

1) 전원 콘센트, 표시등, 스위치, 커넥터 등 구조와 일치하는 구성 요소를 배치합니다.

2) 대형 어셈블리, 중형 어셈블리, 가열 어셈블리, 변압기, IC 등과 같은 특수 어셈블리를 배치합니다.

3) 위젯을 배치합니다.

레이아웃 체크

1) 보드 크기가 용지에 필요한 가공 크기를 충족합니까?

2) 구성 요소의 배치가 균형이 맞고 정렬되며 배치가 충분합니까?

3) 각급에 충돌이 존재하는가.실크스크린 인쇄가 필요한 구성 요소, 프레임 및 레이어가 합리적입니까?

4) 자주 사용하는 구성 요소의 사용이 편리합니까?스위치, 장치의 플러그인 패드 삽입, 자주 교체해야 하는 구성 요소 등

5) 열 민감 소자와 가열 소자 사이의 거리가 합리적입니까?

6) 열을 방출할 수 있습니까?

7) 회선의 간섭 문제를 고려해야 합니까?

PCB 설계의 일반적인 문제

1. 치수 불일치

일반적인 문제는 크기가 일치하지 않는다는 것입니다. PCB 설계에서 특히 중요합니다. PCB와 다른 어셈블리의 연결과 관련이 있기 때문입니다.크기가 정확하지 않으면 용접의 어려움, 연결 실패 등이 발생할 수 있으며 이는 PCB의 성능과 신뢰성에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

2. 설계 사양 문제

설계가 전기 또는 기계 사양에 맞지 않는 것도 일반적인 문제입니다.설계자는 다음 연결 및 전기 성능 문제를 방지하기 위해 용접 디스크, 구멍, 정렬 폭 및 간격과 같은 모든 설계 요소가 IPC 표준을 준수하는지 확인해야 합니다.

3. 신호 및 전원 무결성 문제

신호 및 전원 무결성 문제는 간헐적으로 발생하여 식별하기 어렵습니다.가장 좋은 방법은 문제의 근본 원인을 찾아 설계 과정에서 해결하는 것이지, 이후 단계에서 문제를 해결하려고 시도하는 것이 아니며, 이는 생산 지연을 초래할 수 있다.

4. 불필요한 연결 및 레이어 설계 오류

일부 도면 레이어의 불필요한 연결은 특히 다중 레이어를 설계할 때 오해를 초래할 수 있습니다.4계층으로 처음 설계된 보드가 5계층 이상으로 잘못 설계되어 설계 오류가 발생하는 경우도 있습니다.

5. 구멍과 패드 문제

설계에서 구멍의 속성이 잘못 선택되었습니다. 예를 들어 구멍 통과 대신 블라인드 구멍을 선택하면 드릴링 파일이 생성되지 않고 최악의 경우 드릴링을 놓쳐 PCB 제조 프로세스에 영향을 줄 수 있습니다.또한 구멍에 잘못 설계된 SMD 용접 디스크도 연결 불량 문제를 일으킬 수 있습니다.

6. 재료 선택 문제

부적합한 재료를 선택하는 것도 설계에서 흔히 볼 수 있는 문제로 기계와 전기 성능이 불합격될 수 있다.특정 설계 요구 사항을 충족하기 위해 적절한 재료 선택을 보장하는 것은 PCB 품질을 보장하는 중요한 단계입니다.

7. 설계 및 경로설정 체크

설계와 케이블 연결 간의 비교 차이는 PCB 설계 마지막 단계에서 중대한 오류를 초래하는 요인 중 하나입니다.따라서 부품 크기, 오버홀 품질, 용접판 크기 등을 반복적으로 점검해야 한다.이를 통해 잠재적인 오류를 크게 줄이고 최종 제품의 신뢰성을 높일 수 있습니다.

PCB 설계는 전자 부품을 연결하는 기초이며 전자 시스템 기능을 구현하는 열쇠입니다.PCB 설계가 불합리하면 전체 전자 시스템의 기능이 영향을 받을 수 있습니다.또한 전원, 신호 및 전원 공급 장치와 같은 전자 부품의 매개변수를 더 잘 제어할 수 있습니다.또한 전자 제품의 품질을 더욱 잘 제어하여 제품의 신뢰성과 안전성을 높일 수 있습니다.