PCB 기판 설계의 몇 가지 중요한 단계를 이해하는 방법

PCB 보드 설계에 관심이 있다면 반드시 알아야 할 몇 가지 중요한 단계가 있습니다. 이러한 단계에는 아이디어, 정의, 검증 및 구성 요소 배치가 포함됩니다. 이러한 단계를 이해하면 최상의 디자인을 만드는 데 도움이 됩니다.

아이디어

효과적인 PCB 보드 디자인을 만드는 것은 장치의 목적을 정의하는 것부터 시작됩니다. 보드의 크기와 높이 제약 조건을 의도한 구성 요소와 일치시키는 것이 필수적입니다. 다른 고려 사항으로는 고주파수에서 부품의 ESR과 온도 안정성이 있습니다. 또한 적절한 트레이스 폭과 간격을 선택해야 합니다. 이 일반적인 규칙을 준수하지 않으면 비용이 폭발적으로 증가할 수 있습니다.

PCB 설계 프로세스는 아이디어, 정의 및 검증으로 시작됩니다. 이 단계는 매우 중요하며 프로토타입을 디자인하거나 디자인을 실행하기 전에 수행됩니다. 이 단계는 디자이너의 창의성을 강조하고 모든 하드웨어 구성 요소가 정렬되고 일치하는지 확인합니다. 또한 다양한 팀원 간의 상호 협업을 가능하게 하여 시너지를 창출합니다.

정의

PCB 설계는 복잡한 과정입니다. 여기에는 PCB 베이스에 적합한 재료 선택, 설계 규칙 선택, 최종 치수 선택이 포함됩니다. 또한 PCB가 의도한 작동 조건에서 제대로 작동하는지 확인하기 위해 테스트를 거쳐야 합니다. 설계가 올바르게 이루어지지 않으면 프로젝트가 실패로 끝날 수 있습니다.

PCB 설계의 첫 번째 단계는 일련의 청사진을 만드는 것입니다. 이 작업은 컴퓨터 소프트웨어를 통해 이루어집니다. 청사진은 설계의 모델 역할을 합니다. 설계자는 트레이스 폭 계산기를 사용하여 내부 및 외부 레이어를 결정할 수도 있습니다. 전도성 구리 트레이스와 회로는 검은색 잉크로 표시됩니다. 트레이스는 PCB 설계에서 레이어라고 합니다. 레이어에는 외부 레이어와 내부 레이어의 두 가지 유형이 있습니다.

유효성 검사

PCB 보드는 올바르게 설계되었는지 확인하기 위해 검증 프로세스를 거칩니다. 이러한 테스트는 보드의 구조를 검사하여 수행됩니다. 이러한 구조에는 프로브와 커넥터는 물론 재료 파라미터에 대한 Beatty 표준이 포함됩니다. 이러한 테스트는 반사와 같은 설계 오류를 제거하기 위해 수행됩니다.

그런 다음 PCB 보드를 제조할 준비를 합니다. 이 과정은 사용되는 CAD 도구와 제조 시설에 따라 다릅니다. 일반적으로 각 레이어의 도면인 거버 파일 생성이 포함됩니다. 여러 가지 거버 뷰어 및 검증 도구가 있으며, 그 중 일부는 CAD 도구에 내장되어 있고 다른 일부는 독립형 애플리케이션입니다. 한 가지 예로 무료로 다운로드하여 사용할 수 있는 ViewMate가 있습니다.

유효성 검사 프로세스에는 디바이스 테스트도 포함됩니다. 프로토타입으로 설계를 테스트하여 예상되는 응답을 충족하는지 확인합니다. 또한 설계가 안정적인지 확인하기 위한 회로 분석도 포함됩니다. 이 테스트의 결과에 따라 변경이 필요한지 여부가 결정됩니다. 설계를 개선하고 고객의 사양을 충족하기 위해 일부 수정이 이루어져야 합니다.

구성 요소 배치

PCB 보드에 구성 요소를 배치하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 다른 컴포넌트의 위나 아래에 배치하거나 이러한 방법을 조합하여 사용할 수 있습니다. 상단 정렬 또는 하단 정렬을 선택하여 구성 요소를 정렬하여 깔끔하게 배치할 수 있습니다. 컴포넌트를 선택하고 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 보드에 컴포넌트를 고르게 배치할 수도 있습니다. L을 눌러 구성 요소를 PCB의 위쪽 또는 아래쪽으로 이동할 수도 있습니다.

PCB를 설계할 때는 부품 배치가 매우 중요합니다. 구성 요소는 보드의 윗면에 배치하는 것이 이상적입니다. 그러나 열 방출이 낮은 구성 요소의 경우 아래쪽에 배치할 수 있습니다. 또한 비슷한 구성 요소를 함께 그룹화하여 균등하게 배치하는 것이 좋습니다. 또한 디커플링 커패시터를 활성 부품과 가까운 곳에 배치해야 합니다. 또한 설계 요구 사항에 따라 커넥터를 배치해야 합니다.

유전체 항복 전압

직접 PCB를 디자인하든 제조업체에서 PCB를 조달하든 몇 가지 단계에 대해 알아두어야 할 사항이 있습니다. 이러한 단계 중 일부에는 PCB의 전기 부품 및 레이아웃의 기능 테스트가 포함됩니다. 이는 IPC-9252 표준에 따라 일련의 테스트를 통해 실행하는 방식으로 이루어집니다. 가장 일반적인 두 가지 테스트는 절연 및 회로 연속성 테스트입니다. 이 테스트는 보드에 단선이나 단락이 있는지 여부를 확인합니다.

설계 프로세스가 완료된 후에는 부품의 열팽창과 열 저항을 고려하는 것이 중요합니다. 이 두 영역은 보드 구성 요소의 열팽창이 뜨거워질 때 증가하기 때문에 중요합니다. 보드 구성 요소의 Tg는 구성 요소의 손상이나 변형을 방지할 수 있을 만큼 충분히 높아야 합니다. Tg가 너무 낮으면 부품이 조기에 고장날 수 있습니다.