PCB 기술 - PCB 공정 설계 PCB 회로기판 기초 지식

PCB 공정 설계 PCB 회로기판 기초 지식

인쇄회로기판(PCB)은 거의 모든 전자기기에 나타난다.장치에 전자 부품이 있으면 모두 다른 크기의 PCB에 설치됩니다.PCB의 주요 기능은 다양한 소형 부품을 고정하는 것 외에도 상부 간의 전기 연결을 제공하는 것입니다.전자 장비가 점점 더 복잡해지고 더 많은 부품이 필요함에 따라 PCB의 회로와 부품도 점점 더 밀집되어 있습니다.표준 PCB는 이렇습니다.누드 플레이트 (위에는 부품이 없음) 는 일반적으로"인쇄 회로 플레이트 (PWB)"라고도 합니다.

이 판의 기판 자체는 절연과 단열의 재료로 만들어져 쉽게 구부러지지 않는다.표면에서 볼 수 있는 소형 회로 재료는 동박이다.동박은 처음에는 전체 회로 기판을 덮었지만 제조 과정에서 일부가 식각되고 나머지 부분은 가는 선으로 구성된 네트워크로 변했다.이러한 회선은 PCB의 부품에 회로 연결을 제공하는 도체 패턴 또는 경로설정이라고 합니다.

부품을 PCB에 고정하기 위해 지시선을 경로설정에 직접 용접했습니다.가장 기본적인 PCB(싱글 보드)에서는 부품은 한쪽에, 컨덕터는 다른 쪽에 집중됩니다.이 경우 부품의 핀을 다른 면으로 용접할 수 있도록 보드에 구멍을 뚫어야 합니다.따라서 PCB의 전면과 후면을 각각 컴포넌트 측면과 용접 측면이라고 합니다.

PCB에서 생산이 완료된 후 제거하거나 재설치해야 하는 부품이 있는 경우 부품을 설치할 때 소켓(socket)이 사용됩니다.콘센트는 판에 직접 용접되기 때문에 부품을 마음대로 분해하고 조립할 수 있다.다음은 ZIF (삽입력 없음) 콘센트입니다. 이 콘센트는 부품이 콘센트에 쉽게 꽂히거나 분해될 수 있도록 합니다.부품을 삽입한 후 콘센트 옆에 있는 고정봉을 고정할 수 있습니다.

PCB 두 개를 서로 연결하려면 일반적으로 "금손가락"이라고 불리는 에지 커넥터를 사용합니다.금손가락에는 노출된 구리 패드가 많이 있는데, 실제로는 PCB 배선의 일부이다.일반적으로 연결할 때 한 PCB의 금손가락을 다른 PCB의 적절한 슬롯(일반적으로 확장 슬롯이라고 함)에 삽입합니다.컴퓨터에서 비디오 카드, 사운드 카드 또는 기타 유사한 인터페이스 카드는 금손가락을 통해 마더보드에 연결됩니다.

PCB의 녹색 또는 갈색은 용접 마스크의 색상입니다.이 층은 절연 보호 층으로 동선을 보호하고 부품이 잘못 용접되는 것을 방지할 수 있다.용접 마스크에 실크스크린이 인쇄됩니다.일반적으로 문자와 기호 (대부분 흰색) 는 표지판의 각 부분의 위치에 인쇄됩니다.실크스크린 인쇄 표면을 도례 표면이라고도 한다.

우리는 방금 가장 기본적인 PCB에서 부품은 한쪽에 집중되고 도선은 다른 쪽에 집중된다고 언급했다.전선이 한쪽에만 나타나기 때문에, 우리는 이 PCB를 단면 (단면) 이라고 부른다.단일 패널은 회로 설계에 많은 엄격한 제한이 있기 때문에 (한면만 있기 때문에 케이블을 교차할 수 없고 별도의 경로를 둘러싸야 함) 초기 회로에서만 이런 종류의 보드를 사용했습니다.

이중 패널 이런 회로 기판의 양면에는 모두 접선이 있다.그러나 컨덕터를 양쪽에 사용하려면 양쪽 사이에 적절한 회로 연결이 있어야 합니다.이 회로 사이의 "다리" 를 통과 구멍이라고 합니다.오버홀은 PCB에서 금속을 채우거나 코팅하는 작은 구멍입니다.

그것은 양쪽의 전선으로 연결할 수 있다.듀얼 패널은 단일 패널보다 두 배 더 넓고 케이블을 서로 교차 (다른 쪽으로 감을 수 있음) 할 수 있기 때문에 단일 패널보다 복잡한 회로에 더 적합합니다.

다중 레이어는 경로설정할 수 있는 면적을 늘리기 위해 단면 또는 양면 레이어를 더 많이 사용합니다.다층판은 여러 개의 이중 패널을 사용하여 각 판 사이에 절연층을 배치한 다음 접착 (압축) 합니다.보드의 레이어 수는 여러 개의 개별 경로설정 레이어를 의미합니다.일반적으로 레이어는 짝수이며 가장 바깥쪽의 두 레이어를 포함합니다.대부분의 마더보드는 4~8층 구조로 되어 있지만 기술적으로는 100층에 가까운 PCB 보드를 구현할 수 있습니다.대부분의 대형 슈퍼컴퓨터는 상당히 많은 층의 마더보드를 사용하지만, 이러한 유형의 컴퓨터는 이미 많은 일반 컴퓨터의 클러스터로 대체될 수 있기 때문에 슈퍼다층판은 이미 점차 사용을 중지하고 있다.PCB의 레이어가 긴밀하게 통합되어 있기 때문에 일반적으로 실제 숫자를 쉽게 볼 수 없지만 마더보드를 자세히 살펴보면 볼 수 있습니다.

우리가 방금 언급한 구멍은 이중 패널에 적용되면 전체 패널을 통과해야 합니다.그러나 다층판에서 일부 선로만 연결하려면 구멍을 통과하면 다른 층의 일부 선로 공간이 낭비될 수 있다.매입식 오버홀과 블라인드 기술은 몇 층만 관통하기 때문에 이 문제를 피할 수 있다.블라인드 구멍은 보드 전체를 관통할 필요 없이 내부 PCB 레이어를 표면 PCB에 연결하는 것입니다.몰딩 오버홀은 내부 PCB에만 연결되므로 표면에서 볼 수 없습니다.

다중 계층 PCB에서는 전체 계층이 직접 지선과 전원에 연결됩니다.따라서 각 층을 신호층, 전력층 또는 접지층으로 구분합니다.PCB의 부품에 서로 다른 전원이 필요한 경우 이러한 유형의 PCB에는 일반적으로 2 층 이상의 전원 공급 장치와 컨덕터가 있습니다.부품 포장 기술

구멍 뚫기 기술은 부품을 회로 기판의 한쪽에 놓고 핀을 다른 쪽에 용접합니다.이 기술을 통공 기술(THT) 패키지라고 합니다.이 부품은 공간을 많이 차지하며 핀마다 구멍을 뚫어야 합니다.그래서 그들의 핀은 실제로 양쪽의 공간을 차지하고 용접점도 상대적으로 크다.그러나 다른 한편으로 THT 부품은 SMT (표면 장착 기술, 표면 장착 기술) 부품보다 낫고 PCB와의 연결 구조가 더 좋습니다.잠시 후에 다시 이야기합시다.평평한 케이블과 인터페이스와 같은 콘센트는 압력을 견딜 수 있어야 하기 때문에 일반적으로 THT 패키지입니다.

표면 장착 기술 (표면 장착 기술) 은 표면 장착 기술을 사용하는 부품의 경우 핀이 부품과 같은 면에 용접됩니다.이 기술은 각 핀을 용접할 필요가 없으며 PCB에 구멍을 드릴합니다.

표면에 장착된 부품은 양쪽에 용접할 수도 있습니다. MT도 THT 부품보다 작습니다.SMT 기술을 사용하는 PCB는 THT 부품을 사용하는 PCB보다 집약적인 부품을 가지고 있습니다.SMT 패키징 부품도 THT보다 저렴하다.따라서 오늘날 대부분의 PCB가 SMT인 것은 이상할 것이 없다.

용접점과 부품의 핀이 매우 작기 때문에 수동 용접은 매우 어렵다.그러나 현재의 조립이 전자동이라는 점을 고려하면 이 문제는 부품을 수리할 때만 발생할 수 있다. 설계 프로세스는 PCB 설계에서 실제로 정식 배선까지는 긴 단계를 거쳐야 한다.다음은 주요한 설계 과정이다. 시스템 규범 먼저, 우리는 먼저 전자 설비의 각종 시스템 규범을 계획해야 한다.시스템 기능, 비용 제약, 규모, 운영 조건 등이 포함됩니다. 시스템 기능 프레임맵 다음에는 시스템 기능 프레임맵을 만들어야 합니다.정사각형 사이의 관계도 표시해야 합니다. 시스템을 여러 PCB로 구분합니다. 시스템을 여러 PCB로 구분하면 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 시스템은 부품을 업그레이드하고 교환할 수 있는 능력을 가지고 있습니다.시스템 기능 상자도는 우리의 구분에 근거를 제공했다.예를 들어, 컴퓨터는 마더보드, 그래픽 카드, 사운드 카드, 플로피 디스크 드라이브, 전원 공급 장치 등으로 나눌 수 있습니다. 각 PCB의 패키징 방법과 크기를 결정합니다. 각 PCB에 사용되는 기술과 회로 수를 결정하면 다음 단계는 보드 크기를 결정하는 것입니다.디자인이 너무 크면 포장 기술을 바꾸거나 다시 구분해야 한다.기술을 선택할 때는 회로 다이어그램의 품질과 속도도 고려해야 합니다. 모든 PCB 회로에 대한 다이어그램을 그립니다. 컨투어 다이어그램은 부품 간의 연결 세부 사항을 표시해야 합니다.시스템의 모든 PCB를 추적해야 합니다.현재 CAD(Computer Assistant Design)가 가장 널리 사용되고 있습니다.다음은 CircuitMakerTM을 사용한 설계의 예입니다. PCB 원리도 초기 설계의 시뮬레이션 작업은 설계된 회로도가 제대로 작동하도록 하기 위해 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 한 번 시뮬레이션해야 합니다.이 유형의 소프트웨어는 설계 시트를 읽고 다양한 방법으로 회로 작업을 표시할 수 있습니다.이는 실제 샘플 PCB를 만들어 수동으로 측정하는 것보다 훨씬 효율적이다. PCB에 부품을 올려놓는다

부품의 배치 방식은 부품의 연결 방식에 따라 달라집니다.경로에 가장 효과적으로 연결해야 합니다.효율적인 경로설정이란 안내선이 짧을수록 통과하는 층수가 적을수록 (이것은 구멍의 수를 감소시킨다.) 좋지만 실제로 경로설정할 때 이 문제를 다시 언급합니다.다음은 PCB에서 버스 경로설정 방법입니다.각 부품을 완벽하게 경로설정하기 위해서는 배치 위치가 중요합니다. 경로설정 가능성 및 현재 컴퓨터 소프트웨어의 고속 작동 부분을 테스트하여 각 부품의 위치가 올바르게 연결되었는지 또는 고속 작동 시 올바르게 작동하는지 확인할 수 있습니다.이 단계는 부품 배열이라고 하지만 우리는 그것들에 대해 너무 깊이 연구하지 않을 것이다.회로 설계에 문제가 있으면 현장에서 회로를 내보내기 전에 부품의 위치를 재배열할 수 있습니다. PC에서 회로를 내보냅니다. 이제 개요도에서 연결이 현장에서 경로설정됩니다.이 단계는 일반적으로 완전 자동이지만 일반적으로 일부 부품은 수동으로 교체해야 합니다.다음은 2 레이어의 컨덕터 템플릿입니다.빨간색 선과 파란색 선은 각각 PCB의 부품 레이어와 용접물 레이어를 나타냅니다.흰색 텍스트와 정사각형은 실크스크린 인쇄 표면의 표식을 나타냅니다.빨간색 점과 원은 드릴링 및 가이드 구멍을 나타냅니다.맨 오른쪽에서 우리는 PCB의 용접 표면에 금손가락이 있는 것을 볼 수 있다.이러한 PCB의 최종 구성은 일반적으로 예술품이라고 합니다. 각 설계는 회선 사이의 최소 예약 간격, 최소 선가중치 및 기타 유사한 실제 제한과 같은 일련의 규정을 준수해야 합니다.이러한 규정은 회로의 속도, 전송 신호의 강도, 전력 및 소음에 대한 회로의 민감성 및 재료 및 제조 장비의 품질 등에 따라 달라집니다.전류 강도가 높아지면 컨덕터의 두께도 증가해야 합니다.PCB의 비용을 줄이기 위해 계층 수를 줄이는 동시에 이러한 규정이 여전히 적합한지 주의해야 합니다.2 층 이상의 구조가 필요한 경우 일반적으로 전원 계층과 접지 계층은 신호 계층의 전송 신호가 영향을 받지 않도록 신호 계층의 보호 계층으로 사용할 수 있습니다. 케이블 연결 후 회로 테스트는 케이블 연결 후 회로가 제대로 작동하는지 확인하기 위해 최종 테스트를 통과해야 합니다.이 테스트는 또한 잘못된 연결이 있는지 확인할 수 있으며 모든 연결이 프로파일을 따릅니다. PCB 설계에 CAD 도구가 많이 있으므로 제조업체는 보드 제조를 위해 표준 파일을 가져야 합니다.몇 가지 표준 사양이 있지만 가장 일반적으로 사용되는 것은 Gerber 파일 사양입니다.Gerber 파일 세트에는 각 신호 레이어, 전원 레이어 및 접지 레이어의 평면도, 용접 방지 레이어 및 와이어 인쇄 표면의 평면도, 드릴링, 선택 및 배치 등의 지정된 파일이 포함됩니다.