[경험 공유] PCB 엔지니어는 완벽한 PCB를 배치하는 방법을 단계적으로 가르쳐줍니다.

새로운 디자인을 시작할 때, 대부분의 시간은 회로 설계와 부품 선택에 소비됩니다. PCB 레이아웃 및 라우팅 단계에서, 경험이 부족하기 때문에,종종 충분한 고려가 이루어지지 않습니다..

Failure to provide sufficient time and energy for the design during the PCB layout and routing phase may result in problems during the manufacturing phase or functional defects when the design is transformed from the digital realm into physical reality.

그래서 종이와 물리적 형태로 정통한 보드를 설계하는 열쇠는 무엇일까요? 제조 가능한 PCB를 설계할 때 알아야 할 6가지 주요 PCB 디자인 지침을 살펴봅시다.기능적이고 신뢰할 수 있는 PCB.

컴포넌트 레이아웃을 정밀 조정

PCB 레이아웃 프로세스의 구성 요소 배치 단계는 과학과 예술 동시에이며 보드에서 사용할 수있는 주요 구성 요소에 대한 전략적 고려가 필요합니다.이 과정이 어려울 수 있지만, 전자 부품을 배치하는 방식은 판이 얼마나 쉽게 제조되고 원래 설계 요구 사항을 얼마나 잘 충족하는지 결정합니다.

부품 배치의 일반적인 일반적인 순서가 있지만, 연결 장치, 인쇄 회로 보드 장착 장치, 전력 회로, 정밀 회로, 중요한 회로 등이 순서대로 배치됩니다.,또한 특별한 지침을 염두에 두어야 합니다.

그 중:

• 오리엔테이션 - 비슷한 부품이 같은 방향으로 배치되어 있는지 확인하는 것은 효율적이고 오류 없는 용접 과정을 달성하는 데 도움이 될 것입니다.
• 배치 - 더 작은 구성 요소가 더 큰 구성 요소의 용접에 영향을 받아 설치 문제를 일으킬 수있는 더 큰 구성 요소 뒤에 작은 구성 요소를 배치하는 것을 피하십시오.
• Organization - It is recommended that all surface mount (SMT) components be placed on the same side of the board and all through-hole (TH) components be placed on the top of the board to minimize assembly steps.

마지막으로 주목해야 할 PCB 설계 지침 - 혼합 기술 구성 요소 (공개 및 표면 장착 구성 요소) 를 사용할 경우 제조업체는 보드를 조립하기 위해 추가 프로세스를 요구할 수 있습니다.이는 전체적인 비용을 증가시킬 것입니다..

좋은 칩 부품 방향 (왼쪽) 과 결함 칩 부품 방향 (오른쪽)

좋은 부품 배치 (왼쪽) 및 나쁜 부품 배치 (ညာ)

제대로 전원, 지상 및 신호 흔적을 배치

일단 부품이 배치되면 다음으로 전력, 지상 및 신호를 배치하여 신호가 깨끗하고 문제없이 이동할 수 있도록 할 수 있습니다몇 가지 지침을 기억하세요:

▶ 1) 전력 층 과 지상 평면 층 을 위치 해라
그것은 항상 평면 및 전력 평면 층을 배치하는 것이 좋습니다 보드 내부에 그들을 대칭하고 중심을 유지 하는 동안. 이것은 당신의 보드 구부러지는 것을 방지하는 데 도움이됩니다,또한 당신의 구성 요소가 올바르게 배치되는 것이 중요합니다.

IC에 전원을 공급하려면 각 전원 공급 장치에 공통 채널을 사용하고 강력하고 안정적인 추적 너비를 보장하고 구성 요소에서 구성 요소로 연결되는 전력 연결을 피하는 것이 좋습니다.

▶ 2) 신호 케이블 라우팅 연결
다음으로, 스케마에 표시 된 것처럼 신호 라인을 연결하십시오. 항상 가능한 가장 짧은 경로와 구성 요소 사이의 직접 라우팅을 사용하는 것이 좋습니다.

만약 당신의 구성요소들이 어떤 편차도 없이 수평 방향으로 배치되어야 한다면 회로판에 있는 구성요소들이 기본적으로 수평적으로그리고 그 후 수직으로 라우팅 후 흔적이 라우팅.

이렇게 하면, 소금 가공 도중 소금 가공이 이동함에 따라 구성 요소들이 수평 방향으로 고정될 것입니다. 아래 그림의 상단에 나타납니다.아래 그림의 하반기의 신호 라우팅 패턴은 용접 중에 용접류가 흐르면서 부품 기울기를 일으킬 수 있습니다..

建议的布线方式 (箭头指示 料流动方向) 제안의 布线方式 (箭头指示 料流动方向)

추천되지 않는 경로 (살표는 용접 흐름 방향을 나타냅니다)

▶ 3) 네트워크 너비 를 정의 하라

당신의 디자인은 다양한 전류를 운반하는 다른 네트워크가 필요할 수 있습니다. 이것은 필요한 네트워크 너비를 결정합니다.낮은 전류 아날로그 및 디지털 신호에 010' (10mil) 폭이 권장됩니다.0.3AMPS 이상으로 커지면 넓혀야 합니다. 여기 이 변환을 쉽게 하기 위해 무료 라인 너비 계산기가 있습니다.

효과적 격리

전력 회로에서 큰 전압과 전류의 급격한 상승이 낮은 전압 전류 제어 회로에 간섭할 수 있다는 것을 경험했을 수 있습니다.이 지침을 따르십시오.:

• 격리 - 각 전원 공급원에서 전원 및 제어 장이 분리되어 있는지 확인합니다.전력 경로의 끝에서 가능한 한 가까이 있는지 확인하십시오..
• 배치 - 중층 층에 지상 평면을 배치 한 경우 전력 회로 간섭의 위험을 줄이고 제어 신호를 보호하는 데 도움이 되도록 작은 임피던스 경로를 배치하십시오.디지털과 아날로그를 분리하기 위해 동일한 지침을 따를 수 있습니다..
• 결합 - 큰 지상 평면을 배치하고 그 위와 아래를 달리는 트랙으로 인해 용량 결합을 줄이기 위해, 아날로그 신호 라인을 사용하여만 아날로그 지대를 통과하려고 시도하십시오.

컴포넌트 격리 예제 (디지털 및 아날로그)

열 문제 해결

회로 성능이 떨어지거나 회로 보드 손상까지 초래한 열 문제가 있었나요?많은 디자이너들이 고민하는 많은 문제들이 발생했습니다.냉각 문제를 해결하는 데 도움이 되는 몇 가지 팁은 다음과 같습니다.

▶ 1) 문제 를 일으키는 요소 들 을 식별 하십시오
첫 번째 단계는 어떤 구성 요소가 보드에서 가장 많은 열을 분산시킬지를 고려하는 것입니다.이것은 먼저 구성 요소의 데이터 시트에서 "열 저항" 등급을 찾아서 달성 할 수 있습니다., 그리고 그 다음 생성 된 열을 전달하는 권장 지침을 따라. 물론, 열 방조기와 냉각 팬을 추가하여 부품 온도를 낮게 유지 할 수 있습니다.그리고 또한 높은 열 출처에서 중요한 구성 요소를 멀리 보관하는 것을 기억.

▶ 2) 뜨거운 공기 패드를 추가 한다
뜨거운 공기 패드를 추가하는 것은 제조 가능한 보드를 생산하는 데 유용하며, 높은 구리 함량 구성 요소 및 다층 보드에 대한 파동 용접 응용 프로그램에 매우 중요합니다.공정 온도를 유지하는 것이 어렵기 때문에, 그것은 항상 구성 요소 핀에서 열 분산 속도를 느리게함으로써 용접 프로세스를 가능한 한 쉽게 만들기 위해 뚫린 구멍 구성 요소에 뜨거운 공기 패드를 사용하는 것이 좋습니다.

일반적인 지침으로, 항상 고온 공기 패드 연결을 사용 하 여 토양 또는 전력 평면에 연결 된 모든 vias 또는 vias.당신은 또한 추가 구리 엽록소 / 금속 지원을 제공하기 위해 패드가 전선에 연결되는 눈물 방울을 추가 할 수 있습니다이것은 기계적, 열적 스트레스를 줄이는 데 도움이 될 것입니다.

전형적인 뜨거운 공기 용접 패드 연결 방법

뜨거운 공기 용접 패드 과학

많은 공장에서 프로세스 또는 SMT 기술을 담당하는 엔지니어들은 회로 보드 구성 요소의 용접 공허, 탈 습화 또는 냉 용접과 같은 문제를 종종 마주합니다.프로세스 조건이 변경되거나 재공류 오븐 온도가 조정되는 방법에 상관없이캔의 고장 속도는 항상 일정합니다. 무슨 일이 일어나고 있습니까?

부품과 회로판의 산화 문제를 제외하고 근본 원인을 조사한 후우리는 이러한 가난한 용접의 많은 숫자가 실제로 회로 보드의 레이아웃 디자인의 부족에서 오는 것을 발견했습니다가장 흔한 것은 부품의 특정 용접 발이 구리의 큰 영역에 연결되어 있다는 것입니다.이러한 구성 요소의 용접 발이 재공류 용접 후 열악한 용접에 시달리는 경우일부 손으로 용접 된 부품은 유사한 상황으로 인해 잘못된 용접 또는 과잉 용접 문제로 고통받을 수 있으며, 일부는 과도한 가열로 인해 부품 용접 손상을 일으킬 수도 있습니다.

일반적으로 PCB 회로 설계는 종종 전원 공급 (Vcc, Vdd 또는 Vss) 및 토지 (GND, Ground) 로 사용되는 구리 엽지의 넓은 부위를 배치해야합니다.이 큰 구리 필름 영역은 일반적으로 일부 제어 회로 (IC) 및 전자 부품의 핀에 직접 연결되어 있습니다.

불행히도, 우리가 녹은 진료의 온도에 구리 엽지의 이러한 큰 영역을 가열하려면, 그것은 일반적으로 더 많은 시간을 걸립니다 (즉, 가열은 느려질 것입니다) 독립적인 패드보다,열이 더 빨리 사라질 것입니다.이렇게 큰 면적의 구리 필름 배선의 한쪽 끝은 작은 저항과 작은 콘덴서와 같은 작은 구성 요소에 연결되어 있지만 다른 끝은 연결되어 있지 않을 때,연접 문제는 일관성 없는 진료 녹음 및 굳어지는 시간으로 인해 쉽게 발생할 수 있습니다.재흐름 용접 온도 곡선이 잘 조정되지 않고 사전 가열 시간이 충분하지 않은 경우큰 구리 필름에 연결 된 이러한 구성 요소의 용접 다리는 쉽게 녹는 진료 온도에 도달하지 못할 것입니다., 가상의 용접 문제를 일으킨다.

수동 용접 도중 이 부품 들 의 용접 다리 들 은 구리 필름 의 큰 조각 에 연결 되어 너무 빨리 열 을 분산 시키므로 지정 된 시간 내에 완성 될 수 없다.가장 흔한 바람직하지 않은 현상은 과도한 용접 및 잘못된 용접입니다.용접기는 부품의 용접 발에만 용접되지만 회로 보드의 패드에 연결되지 않습니다. 외관에서, 전체 용접 관절은 공 모양을 형성합니다.더 심각한 상황은 운영자가 회로 보드에 용접기 다리를 용접하기 위해 끊임없이 용접철의 온도를 올리는 경우입니다, 또는 너무 오래 가열, 구성 요소가 열 저항 온도를 초과하고 그것을 깨닫지 못하고 손상 될 수 있습니다. 아래 그림에서 보여집니다.

커버 용접냉금 용접용접 공허

이제 우리가 문제를 알고 있고, 우리는 해결책을 찾을 수 있습니다. 일반적으로,우리는 소위 열 구제 패드 디자인의 사용이 필요합니다 큰 구리 필름 연결 구성 요소의 용접 발로 인한 용접 문제의 이 유형의 해결아래 그림에서 보이는 바와 같이 왼쪽의 배선은 뜨거운 공기 패드를 사용하지 않으며 오른쪽의 배선은 연결을 위해 뜨거운 공기 패드를 사용했습니다.패드와 큰 구리 엽기 사이의 접촉 영역에 남아있는 작은 라인 몇 가지만 있습니다, 이는 패드 온도 손실을 크게 제한하고 더 나은 용접 결과를 얻을 수 있습니다.

열 구제 패드 (고온 공기 용접 패드) 를 사용하여 비교

일 좀 봐

모든 부품들이 제조에 합쳐질 때, 디자인 프로젝트의 끝에서 문제가 발견될 때 압도되는 것이 쉽습니다.그래서 이 단계에서 두 번이나 세 번이나 설계 작업을 확인하는 것은 제조 성공 또는 실패의 차이를 의미 할 수 있습니다.

품질관리 과정에 도움이 되려면우리는 항상 당신의 디자인이 모든 규칙과 제약에 완전히 부합하는지 확인하기 위해 전기 규칙 검사 (ERC) 와 디자인 규칙 검사 (DRC) 로 시작하는 것이 좋습니다.이 두 시스템을 이용하면 간격 너비, 라인 너비, 일반적인 제조 설정, 고속 요구 사항, 단회로 등을 쉽게 검사할 수 있습니다.

ERC와 DRC가 오류 없는 결과를 내면, 각 신호의 라우팅을 확인하는 것이 좋습니다.신호선을 하나씩 밟고, 정보를 놓치지 않았는지 확인합니다.또한, 당신의 PCB 레이아웃 재료가 당신의 스케마와 일치하는지 확인하기 위해 디자인 도구의 탐지 및 마스킹 기능을 사용하십시오.

설계, PCB 및 제한 규칙을 두 번 확인

결론

모든 PCB 설계자가 알아야 할 5가지 주요 PCB 디자인 지침당신은 곧 기능적이고 제조 가능한 회로 보드를 디자인하는 데 편안하고 정말 고품질의 인쇄 회로 보드를 가질 것입니다..

좋은 PCB 설계 관행은 성공에 매우 중요합니다.그리고 이 설계 규칙은 모든 설계 관행에서 지속적인 개선의 실제 경험을 구축하고 확립하는 기초를 제공합니다..

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