PCB 블로그 - PCB 설계: 문제 해결, 비용 절감, 성능 향상

인쇄 회로 기판을 설계하는 동안 고려해야 할 많은 문제가 있으며 DesignSpark PCB를 포함한 도구는 대부분의 문제를 효과적으로 처리 할 수 있습니다.일부 실용적인 가이드라인을 채택함으로써 엔지니어는 시스템 규범을 만족시키는 동시에 원가를 효과적으로 낮추고 판의 신뢰성을 높여 더욱 낮은 비용으로 시스템을 편향시키고 더 많은 문제를 피할 수 있다.설계 인쇄회로기판은 설계 원리도를 통해 회로를 배치하고 인쇄회로기판을 가능한 한 낮은 비용으로 생산하는 것을 말한다.과거에는 일반적으로 값비싼 전문 도구의 도움으로 수행되었지만 이제는 DesignSpark PCB와 디자인 모델과 같은 고성능 소프트웨어 도구의 보급으로 보드 설계자의 디자인 속도가 크게 빨라졌습니다.엔지니어들은 완벽한 설계가 문제를 피하는 방법이라는 것을 알고 있지만, 이것은 여전히 시간과 돈을 낭비하는 동시에 근본을 다스리지 않는다.예를 들어, EMC(전자기 호환성) 테스트 단계에서 문제가 발견되면 원본 설계를 조정하고 재작업하는 데 몇 달이 걸릴 정도로 많은 비용 투자가 발생할 수 있습니다.

배치는 설계자가 가장 먼저 직면한 문제 중의 하나이다.이 문제는 도면의 각 부분에 따라 다르며 논리적 고려에 따라 일부 장치를 함께 설정해야 합니다.그러나 센서와 같은 온도 민감 부품은 전력 변환기를 포함한 발열 부품과 분리하여 배치해야합니다.여러 전력 설정이 있는 설계의 경우 12V와 15V의 전력 변환기는 다른 구성 요소와 보드의 신뢰성과 성능에 영향을 미치는 열과 전기 노이즈를 발생시키기 때문에 보드의 다양한 위치에 배치할 수 있습니다.상술한 부품도 회로 설계의 전자기 성능에 영향을 미치는데, 이는 회로 기판의 성능과 에너지 소모뿐만 아니라 회로 기판의 경제성에도 큰 영향을 미치기 때문에 유럽에서 판매되는 모든 회로 기판 설비는 반드시 CE 표지를 가지고 있어야 다른 시스템을 방해하지 않는다는 것을 증명할 수 있다.그러나 이는 일반적으로 전원 공급 장치 측면에서만 발생하며 DC-DC 동글 및 고속 데이터 동글과 같은 많은 장치에서 노이즈가 발생합니다.회로 기판의 설계가 완벽하지 않기 때문에, 이 소음은 통로에 포착되어 소형 안테나로 복사되어 잡음과 주파수 이상이 발생할 수 있다.원거리 전자기 간섭(EMI) 문제는 노이즈 포인트에 필터를 추가하거나 금속 케이스로 신호를 차단하여 해결할 수 있습니다.그러나 회로 기판에서 전자기 간섭 (EMI) 을 방출 할 수있는 장치에 충분한 관심을 기울이면 회로 기판이 더 저렴한 케이스를 선택할 수 있으므로 전체 시스템의 비용을 효과적으로 줄일 수 있습니다.전자기 간섭(EMI)은 PCB 보드 설계 과정에서 반드시 고려해야 할 요소입니다.전자기 직렬 교란은 채널과 결합하여 신호를 소음으로 교란하고 회로 기판의 전체 성능에 영향을 준다.결합 노이즈가 너무 높으면 신호가 완전히 덮어쓸 수 있으므로 더 비싼 신호 증폭기를 설치해야 정상으로 돌아갈 수 있습니다.그러나 회로 기판의 설계 초기에 신호선의 배치를 충분히 고려할 수 있다면 상술한 문제를 피할 수 있다.회로 기판의 설계는 장비, 사용 장소, 발열 요구 사항 및 EMI(전자 간섭) 조건에 따라 다르기 때문에 설계 템플릿이 사용됩니다.커패시터는 또한 신호 전파 속도에 영향을 주고 전력 소비량을 증가시키기 때문에 회로 기판 설계에서 간과할 수 없는 중요한 문제입니다.통로는 인접한 흔적선으로 결합하거나 수직으로 두 회로층을 통과하여 무의식중에 콘덴서를 형성할 수 있다.이 문제는 평행선의 길이를 줄이고, 그 중 한 선에 꼬임을 넣어 결합을 끊는 등 상대적으로 쉽게 해결할 수 있다. 그러나 이것은 또한 엔지니어가 생산설계원칙을 충분히 고려하여 설계가 쉽게 제조될 수 있도록 보장하는 동시에 선로의 구부러진 각도가 너무 커서 발생하는 어떠한 소음복사도 피해야 한다.선 사이의 거리도 너무 가까울 수 있습니다. 이것은 선 사이에 짧은 고리를 생성합니다. 특히 선의 구부러진 곳은 시간이 지남에 따라 금속"수염"이 나타납니다.설계 규칙 검사는 일반적으로 루프 위험이 정상보다 높은 영역일 수 있습니다.이 문제는 지평면의 설계에서 특히 두드러진다.위쪽과 아래쪽의 모든 흔적선에 결합할 수 있는 금속회로층. 금속층은 소음을 효과적으로 차단하지만, 금속층은 회로의 작동 속도에 영향을 주고 전력 소비량을 증가시키는 관련 용량을 생성한다.다층 회로 기판의 설계에 대해 말하자면, 서로 다른 회로 기판 층 사이의 통공 설계는 아마도 논란이 있는 문제일 것이다. 왜냐하면 통공의 설계는 회로 기판의 생산과 제조에 많은 문제를 가져올 수 있기 때문이다.회로기판 층 사이의 구멍은 신호의 성능에 영향을 주고 회로기판 설계의 신뢰성을 떨어뜨리기 때문에 충분히 중시해야 한다.해결 방안: 인쇄회로기판을 설계하는 과정에서 여러 가지 문제를 해결할 수 있는 여러 가지 방법이 있다.여기에는 노이즈를 줄이기 위해 회로 레이아웃을 조정하는 등 설계 시나리오 자체에 대한 조정이 포함됩니다.인쇄회로기판의 배치에도 일부 방법이 존재한다.설계 어셈블리는 배치 도구를 통해 자동으로 설치할 수 있지만 자동 배치를 수동으로 조정하면 보드 설계의 품질을 향상시킬 수 있습니다.이 조치를 통해 설계 규칙 검사는 기술 문서에 의존하여 보드 설계가 보드 제조업체의 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.서로 다른 판층을 분리하면 관련 용량을 줄일 수 있지만, 이는 판의 층수를 증가시켜 원가를 증가시키고 더 많은 통공 문제를 도입한다.직교 전력망 전원 시스템과 접지적선 설계를 사용하면 회로 기판의 물리적 크기가 증가할 수 있지만 용량과 회로 기판 제조의 복잡성을 줄이기 위해 2 층 회로 기판에 접지 평면을 효과적으로 사용할 수 있습니다.DesignSpark PCB를 포함한 설계 도구는 엔지니어가 설계 초기에 많은 문제를 해결할 수 있도록 도와줄 수 있지만, 엔지니어는 여전히 인쇄회로기판의 설계 요구에 대해 잘 알아야 한다.예를 들어, 인쇄 회로 기판의 편집기가 설계 초기에 회로 기판의 계층 수를 알아야 하는 경우, 예를 들어, 이중 회로 기판은 별도의 계층으로 구성된 접지 평면과 전원 평면이 있어야 합니다.자동 컴포넌트 배치 기술은 설계자가 비용을 지출하는 데 유용합니다.