PCB 설계 위험을 줄이기 위한 세 가지 팁

PCB 설계와 관련된 위험을 줄이는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 여기에는 모든 구성 요소를 같은 방향으로 배치하고 레이어 전환 시 여러 비아를 사용하는 것이 포함됩니다. 다른 방법으로는 아날로그 회로와 디지털 회로를 분리하고 진동 회로를 열로부터 멀리 유지하는 방법이 있습니다.

같은 방향으로 컴포넌트 방향 지정

구성 요소를 같은 방향으로 배치하면 PCB 설계 위험이 최소화됩니다. 이 방법은 조립 및 취급 시간을 최소화하고 재작업과 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다. 또한 부품을 같은 방향으로 배치하면 테스트 또는 조립 중에 부품이 180도 회전할 가능성을 줄일 수 있습니다.

구성 요소의 방향은 풋프린트 구성에서 시작됩니다. 풋프린트가 잘못되면 부품이 잘못 연결될 수 있습니다. 예를 들어 다이오드의 음극이 한 방향을 향하도록 방향을 설정하면 음극이 잘못된 핀에 연결될 수 있습니다. 또한 다중 핀 부품을 잘못된 방향으로 설치할 수도 있습니다. 이로 인해 부품이 패드 위에 떠 있거나 세워져 툼스톤 현상이 발생할 수 있습니다.

구형 회로 기판에서는 대부분의 부품이 한 방향으로 향했습니다. 하지만 최신 회로 기판은 고속으로 이동하는 신호와 전력 무결성 문제를 고려해야 합니다. 또한 열에 대한 고려 사항도 해결해야 합니다. 따라서 레이아웃 팀은 전기적 성능과 제조 가능성 사이에서 균형을 맞춰야 합니다.

레이어 전환 시 다중 비아 사용

레이어 전환에서 비아를 완전히 제거할 수는 없지만 스티칭 비아를 사용하여 비아에서 발생하는 방사선을 최소화할 수 있습니다. 이러한 비아는 신호가 이동하는 거리를 최소화하기 위해 신호 비아에 가깝게 위치해야 합니다. 전송 중 신호의 무결성이 손상될 수 있으므로 이러한 비아에서 결합을 피하는 것이 중요합니다.

PCB 설계 위험을 줄이는 또 다른 방법은 레이어 전환 시 여러 개의 비아를 사용하는 것입니다. 이렇게 하면 PCB의 핀 수가 줄어들고 기계적 강도가 향상됩니다. 또한 고주파를 처리할 때 특히 중요한 기생 커패시턴스를 줄이는 데 도움이 됩니다. 또한 레이어 전환에 여러 비아를 사용하면 차동 쌍과 핀 수가 많은 부품을 사용할 수 있습니다. 그러나 신호 결합, 누화 및 노이즈를 최소화하기 위해 병렬 신호의 수를 낮게 유지하는 것이 중요합니다. 또한 신호 결합을 줄이기 위해 노이즈 신호를 별도의 레이어에 별도로 라우팅하는 것이 좋습니다.

진동 회로에서 열 차단

PCB를 설계할 때 염두에 두어야 할 가장 중요한 사항 중 하나는 온도를 가능한 한 낮게 유지하는 것입니다. 이를 달성하려면 부품의 세심한 기하학적 배열이 필요합니다. 또한 고전류 트레이스는 열에 민감한 부품에서 멀리 떨어진 곳에 배치하는 것이 중요합니다. 구리 트레이스의 두께도 PCB 열 설계에 중요한 역할을 합니다. 구리 트레이스 두께는 높은 저항으로 인해 상당한 전력 손실과 열이 발생할 수 있으므로 전류에 대한 낮은 임피던스 경로를 제공해야 합니다.

발진 회로에서 열을 차단하는 것은 PCB 설계 프로세스에서 매우 중요한 부분입니다. 최적의 성능을 위해 오실레이터 구성 요소는 가장자리 근처가 아닌 보드 중앙 근처에 배치해야 합니다. 보드 가장자리 근처의 부품은 열이 많이 축적되는 경향이 있으며, 이로 인해 국부 온도가 상승할 수 있습니다. 이러한 위험을 줄이려면 고전력 부품은 PCB 중앙에 위치해야 합니다. 또한 고전류 트레이스는 열이 축적될 수 있으므로 민감한 구성 요소에서 멀리 떨어진 곳으로 라우팅해야 합니다.

정전기 방전 방지

PCB를 설계할 때 정전기 방전을 방지하는 것은 전자 공학에서 필수적인 측면입니다. 정전기 방전은 회로 내부의 정밀 반도체 칩을 손상시킬 수 있습니다. 또한 본딩 와이어를 녹이고 PN 접합부를 단락시킬 수도 있습니다. 다행히도 적절한 레이아웃과 레이어링을 포함하여 이 문제를 피할 수 있는 기술적 방법이 많이 있습니다. 이러한 방법의 대부분은 설계를 거의 수정하지 않고도 수행할 수 있습니다.

먼저 ESD의 작동 원리를 이해해야 합니다. 간단히 말해, ESD는 엄청난 양의 전류를 흐르게 합니다. 이 전류는 디바이스의 금속 섀시를 통해 접지로 이동합니다. 경우에 따라 전류는 여러 경로를 따라 접지에 도달할 수 있습니다.