PCBA 기술 - 6 PCB 설계 원리 이해

1. 레이아웃

우선 PCB의 크기를 고려합니다.PCB 크기가 너무 크면 인쇄 회선이 길어지고 임피던스가 증가하며 소음 방지 능력이 낮아지고 비용도 증가합니다.PCB 크기가 너무 작으면 발열이 좋지 않고 인접 회선도 방해받기 쉽다.PCB 치수를 결정한 후 특수 어셈블리의 위치를 결정합니다.마지막으로 회로의 기능 단위에 따라 회로의 모든 구성 부분을 배치했다.

특수 부품의 위치를 결정할 때는 다음 지침을 준수해야 합니다.

(1) 가능한 한 고주파 컴포넌트 간의 연결을 줄이고 분포 매개변수와 상호 전자기 간섭을 최소화합니다.간섭에 취약한 어셈블리 간에 너무 가까이 있으면 안 되며 가져오기 및 내보내기 어셈블리는 가능한 한 멀리 떨어져 있어야 합니다.

(2) 일부 부품이나 전선 사이에 높은 전위 차이가 있을 수 있으므로 방전으로 인한 예기치 않은 단락을 피하기 위해 거리를 늘려야 한다.디버깅을 할 때, 전압이 비교적 높은 부품은 가능한 한 손이 쉽게 닿지 않는 곳에 배치해야 한다.

(3) 인쇄판의 위치 구멍과 고정 브래킷이 차지하는 위치는 반드시 예약해야 한다.

회로의 기능 단위에 따릅니다.회로의 모든 어셈블리를 배치할 때는 다음 지침을 충족해야 합니다.

(1) 회로 흐름에 따라 각 기능 회로 장치의 위치를 배치하여 신호가 쉽게 유통되고 신호가 가능한 한 같은 방향으로 유지되도록 한다.

(2) 각 기능 회로의 핵심 부품을 중심으로 그 주변에 배치하고 부품은 균일하고 정연하며 치밀하게 PCB에 배치해야 한다.부품 간의 지시선 및 연결을 최소화하고 단축합니다.

(3) 고주파에서 작동하는 회로의 경우 컴포넌트 간의 분포 매개변수를 고려해야 합니다.일반적으로 회로는 가능한 한 병렬로 배치해야 한다.이렇게 하면 아름다울 뿐만 아니라 설치와 용접도 쉽다.그것은 대규모로 생산하기 쉽다.

(4) 보드 가장자리에 있는 부품은 일반적으로 보드 가장자리에서 2mm 이상 떨어져 있습니다.회로 기판의 가장 좋은 형태는 직사각형이다.가로세로 비율은 3: 2에서 4: 3입니다.보드의 크기가 200x150mm보다 크면 보드의 기계적 강도를 고려해야 합니다.

2. 연결

연결 원리는 다음과 같습니다.

(1) 끝을 가져오고 내보내는 데 사용되는 컨덕터는 인접 및 평행을 피해야 합니다.피드백 결합을 피하려면 컨덕터 사이에 지선을 추가하는 것이 좋습니다.

(2) 인쇄 도선의 최소 너비는 주로 도선과 절연 기판 사이의 접착 강도와 그것들을 흐르는 전류 값에 의해 결정된다.

(3) 인쇄도체의 각은 일반적으로 호형이며 직각이나 협각은 고주파회로에서의 전기성능에 영향을 준다.이밖에 될수록 대면적의 동박을 사용하지 말아야 한다. 그렇지 않을 경우 동박은 장기간 열을 받으면 팽창하여 탈락하게 된다.넓은 면적의 동박이 필요할 때는 격자 모양을 사용하는 것이 좋다.이는 동박과 기판 사이의 접착제의 가열로 발생하는 휘발성 가스를 제거하는 데 도움이 될 것이다.

3. 패드

용접 디스크 (직렬 부품) 의 중심 구멍은 부품 지시선의 지름보다 약간 큽니다.만약 용접판이 너무 크면 가짜 용접재를 형성하기 쉽다.용접 디스크의 외경 D는 일반적으로 (D+1.2) mm보다 작지 않으며 여기서 D는 지시선 지름입니다.고밀도 디지털 회로의 경우 용접 디스크의 최소 지름은 (d+1.0) mm가 될 수 있습니다.

PCB 및 회로 간섭 방지 조치:

인쇄회로기판의 방해 방지 설계는 구체적인 회로와 밀접한 관계가 있다.여기서는 PCB 간섭 방지 설계의 몇 가지 일반적인 조치만 설명합니다.

1. 전원 코드 설계

회로 저항을 줄이기 위해 인쇄 회로 기판의 전류 크기에 따라 전원 코드의 폭을 최대한 늘립니다.또한 전원 코드와 지선의 방향을 데이터 전송 방향과 일치시켜 소음 방지 능력을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

2. 토지구역 설계

지선 설계의 원칙은 다음과 같다.

(1) 디지털 접지와 아날로그 접지를 분리한다.보드에 논리 회로와 선형 회로가 모두 있는 경우 가능한 한 분리해야 합니다.저주파 회로의 접지는 가능한 한 단일 점에서 병렬 접지되어야 한다.실제 경로설정이 어려울 경우 부분적으로 연결한 다음 병렬로 접지할 수 있습니다.고주파 회로는 여러 개의 직렬 접지를 해야 하고, 지선은 짧아야 하며, 고주파 소자 주위는 가능한 한 격자 모양의 대면적 접지박을 사용해야 한다.

(2) 접지선은 가능한 두꺼워야 한다.만약 지선이 매우 긴밀한 선로를 사용한다면 접지전위는 전류의 변화에 따라 변화하여 소음저항성능을 낮추게 된다.따라서 인쇄판에서 허용되는 전류의 3배를 통과할 수 있도록 접지선을 두껍게 해야 한다.가능하다면 접지선은 2~3mm 이상이어야 합니다.

(3) 접지선은 하나의 폐쇄 고리를 형성한다.디지털 회로로만 구성된 인쇄회로기판의 경우 접지회로는 대부분 회로로 배치되어 소음 저항성을 높인다.

4. 디커플링 콘덴서 구성

PCB 설계의 전통적인 방법 중 하나는 인쇄판의 각 핵심 부분에 적절한 디커플링 콘덴서를 구성하는 것입니다.디커플링 콘덴서의 일반적인 구성 원칙은 다음과 같습니다.

(1) 전원 입력단에 10~100uf의 전해 콘덴서를 연결한다.가능하면 100uF 이상에 연결하는 것이 좋습니다.

(2) 원칙적으로 집적회로칩마다 0.01uf~0.1uf의 세라믹콘덴서를 갖추어야 한다.인쇄판의 간격이 부족하면 4~8개의 칩마다 1~10pF의 콘덴서를 설치할 수 있다.

(3) 소음 방지 능력이 약하고 전원을 끌 때 전력 변화가 큰 장치, 예를 들어 RAM과 ROM 저장 장치는 칩의 전원 코드와 지선 사이에 직접 디커플링 콘덴서를 연결해야 한다.

5. 오버홀 설계

고속 PCB 설계에서 단순해 보이는 오버홀은 회로 설계에 큰 부정적인 영향을 미치는 경우가 많다.오버홀 기생 효과로 인한 불이익을 줄이기 위해 설계에 최선을 다할 수 있습니다.

(1) 비용과 신호 품질을 고려하여 크기를 통해 합리적인 크기를 선택합니다.예를 들어, 6-10 레이어 메모리 모듈 PCB 설계의 경우 10/20mil(드릴/용접 디스크)을 사용하여 구멍을 통과하는 것이 좋습니다.일부 밀도가 높은 작은 대시보드의 경우 8/18mil을 사용하여 구멍을 통과할 수도 있습니다.구멍현재 기술 조건에서는 구멍의 깊이가 드릴링 지름의 6배를 초과하는 경우 구멍 벽에 균일한 구리 도금을 보장할 수 없는 작은 크기의 오버홀을 사용하기 어렵습니다.전원 공급 장치나 접지 구멍의 경우 임피던스를 줄이기 위해 더 큰 크기를 사용하는 것이 좋습니다.

(2) 가능한 한 PCB 보드의 신호 흔적선의 층을 변경하지 마십시오. 즉, 불필요한 오버홀을 사용하지 마십시오.

(3) 전원 공급 장치와 접지의 핀은 근처에 구멍을 뚫어야 하며, 구멍과 핀 사이의 핀은 가능한 한 짧아야 한다

(4) 신호변경층의 통공 부근에 일부 접지의 통공을 배치하여 신호에 가장 가까운 환로를 제공한다.심지어 PCB 보드에 대량의 이중 접지 구멍을 배치할 수도 있다.

6. 소음과 전자기 간섭을 줄이는 데 있어서의 몇 가지 경험

(1) 저속 칩을 사용하여 고속 칩을 대체할 수 있다.핵심 위치용 고속 칩

(2) 저항기는 직렬로 사용하여 제어 회로의 위쪽 가장자리와 아래쪽 가장자리의 점프율을 낮출 수 있다.

(3) RC가 전류 저항을 설정하는 등 계전기에 어떤 형태의 저항을 제공하려고 시도한다

(4) 시스템 요구 사항에 맞는 최소 주파수 클럭을 사용합니다.

(5) 시계는 가능한 한 시계를 사용하는 장치에 가까워야 한다.석영 결정 발진기의 외피 접지.시계 영역은 땅 코일로 나와야 한다.시계선은 가능한 한 짧아야 한다.쿼츠 결정 또는 노이즈 민감 장치에 케이블을 연결하지 마십시오.시계, 버스 및 칩 선택 신호는 I/O 케이블과 커넥터에서 멀리 떨어져 있어야 합니다. I/O 라인과 수직인 클럭 라인은 I/O 라인과 평행한 클럭 라인보다 간섭이 적습니다.

(6) 사용하지 않는 격자선 회로의 입력 단자를 벗어나지 마십시오.사용되지 않는 연산 증폭기의 양극 입력 단자 접지, 음극 입력 단자가 출력 단자에 연결됩니다.