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PCB 설계 방법 : 인쇄 회로 기판 레이아웃

PCB 설계 방법 : 인쇄 회로 기판 레이아웃

인쇄 회로 기판을 설계하는 방법을 알고있는 PCB는 모든 전자 회로 설계 프로세스의 핵심 요소입니다.

PCB 레이아웃 및 설계는 회로가 작동하는 방식에 큰 영향을 미치므로 인쇄 회로 기판이 효과적인 방식으로 설계되면 회로가 사양 내에서 더 안정적으로 작동합니다.

PCB 설계 장비

상용 개발 프로그램의 경우 복잡성으로 인해 필요한 CAD, 컴퓨터 지원 설계 패키지가있을 수 있습니다.

학생과 애호가에게도 저렴한 비용으로 무료로 얻을 수있는 아주 좋은 패키지가 많이 있습니다.

마스터 도면 시트에 배치 된 테이프를 사용하는 오래된 PCB 설계 프로세스는 오래 전부터 사라졌지 만 매우 제한된 경우에도 여전히 수행 할 수 있습니다.

PCB 소프트웨어 기능은 상당히 다릅니다. 예산 또는 무료 소프트웨어는 기본 기능을 제공하는 반면, 최고급 패키지는 더 많은 시설을 설계에 통합 할 수 있도록합니다. 시뮬레이션, 복잡한 라우팅 및 더 많은 시설을 사용할 수 있습니다.

시뮬레이션 수행 능력은 디지털 보드의 속도가 증가하고 무선 주파수 설계가 점점 더 높은 주파수에 도달함에 따라 요구 사항이 증가하고 있습니다.

회로도 캡처

PCB 설계 개발의 첫 번째 단계는 회로에 대한 회로도를 캡처하는 것입니다. 이것은 다양한 방법으로 달성 될 수 있습니다. 회로도 캡처 도구에 회로를 입력 할 수 있습니다. 이것은 PCB 설계 제품군의 일부를 형성하거나 적절한 형식으로 출력을 내보낼 수있는 외부 패키지 일 수 있습니다.

순수하게 회로도 캡처를 수행하는 것 외에도이 단계에서 회로 시뮬레이션을 수행 할 수 있습니다. 일부 패키지는 시뮬레이션 패키지에 인터페이스 할 수 있습니다. RF 회로 설계와 같은 애플리케이션의 경우 회로의 시뮬레이션을 통해 프로토 타입을 구축하지 않고도 최종 회로를 더욱 최적화 할 수 있습니다.

회로도 캡처가 완료되면 회로의 전자 설계가 파일 내에 포함되며 "넷리스트"라고하는 것으로 변환 할 수 있습니다. 넷리스트는 상호 연결 정보이며 본질적으로 각 핀이 연결되는 구성 요소 핀과 회로 노드 또는 네트입니다.

초기 PCB 부품 배치

상세한 PCB 설계 및 레이아웃을 진행하기 전에 구성 요소가 배치 될 위치와 필요한 모든 회로를 포함 할 수있는 충분한 공간이 보드에 있는지 대략적으로 파악해야합니다. 이를 통해 보드에 필요한 레이어 수와 모든 회로를 포함 할 수있는 충분한 공간이 있는지 여부를 결정할 수 있습니다.

부품의 공간과 대략적인 위치에 대한 대략적인 추정이 이루어지면 PCB 설계를위한보다 상세한 부품 레이아웃을 만들 수 있습니다. 이것은 서로 통신해야 할 수있는 장치의 근접성과 예를 들어 RF 고려 사항과 관련된 기타 정보와 같은 측면을 고려할 수 있습니다.

부품이 PCB 설계에 통합 될 수 있으려면 부품과 관련된 모든 관련 정보가 있어야합니다. 여기에는 인쇄 회로 기판 패드의 풋 프린트, 드릴링 정보, 차단 영역 등이 포함됩니다. 일반적으로 여러 장치가 동일한 공간을 공유 할 수 있으므로 각 구성 요소 부품 번호에 대해이 정보를 입력 할 필요가 없습니다. 그러나 사용되는 모든 장치에 대한 라이브러리는 PCB 레이아웃 설계 시스템 내에 구축됩니다. 이러한 방식으로 이전에 사용 된 구성 요소를 쉽게 불러올 수 있습니다.

라우팅

기본 배치가 완료되면 PCB 설계의 다음 단계는 모든 구성 요소 간의 연결 경로를 지정하는 것입니다. 그런 다음 PCB 소프트웨어는 회로도의 넷리스트에 따라 보드의 물리적 연결을 라우팅합니다. 이를 위해 연결에 사용할 수있는 레이어 수를 사용하여 필요에 따라 비아 홀을 생성합니다. 종종 하나의 레이어는 접지면으로 사용하고 다른 레이어는 전원면으로 할당됩니다. 이렇게하면 노이즈 수준이 감소 할뿐만 아니라 전원에 대해 낮은 소스 저항 연결을 만들 수 있습니다.

라우팅은 상당한 양의 컴퓨팅 성능을 사용할 수 있습니다. 특히 3 ~ 4,000 개 이상의 구성 요소가있을 수있는 더 큰 설계의 경우에 해당됩니다. 높은 구성 요소 밀도로 인해 라우팅이 어려운 경우 라우팅에 상당한 시간이 소요될 수 있습니다.

PCB 파일 : Gerber 파일 등

PCB 레이아웃의 사진 플롯에 대한 정보는 Gerber 파일 형식으로 출력됩니다. 이 형식은 PCB 파일의 표준이며 사진 플로터에서 사용하는 수치 제어 파일의 한 형태입니다. Gerber 파일 외에도 드릴 정보가 스크린 인쇄 및 포토 레지스트 정보와 함께 생성됩니다.

인쇄 회로 기판 비용의 주요 요소 중 하나는 드릴링입니다. 어떤 설계에서든 고정을 위해 필요한 구멍과 기존 구성 요소에 필요한 구멍이 필요합니다. 그러나 비용을 줄이려면 가능한 한 적은 구멍 크기를 사용하는 것이 좋습니다. 이러한 방식으로 드릴의 교체 횟수가 줄어들고 시간이 단축 될 수 있습니다.

완료되면 PCB에 대한 정보가 제조 공정의 여러 영역에서 사용됩니다. 실제 PCB 자체의 제조에 사용될뿐만 아니라 파일은 제조 공정의 다른 영역에서도 사용됩니다. 이들은 픽 앤 플레이스 프로그램을 개발하는 데 사용될 수 있으며,이 파일 외에도 부품 배치 전에 기판에 솔더 페이스트를 추가하기위한 PCB 솔더 마스크 제조에 사용될 수 있습니다. 이 파일은 또한 "In-Circuit Test"(ICT)와 같은 다양한 형태의 테스트 프로그램을 개발하는 데 사용될 수 있으며 특히 손톱 테스트 픽스처를 개발하는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 방식으로 PCB 설계는 모든 제품의 전체 제조 공정에서 중요한 요소입니다. PCB 디자인은 단순한 기본 보드 디자인 그 이상입니다.


비디오보기: PCB PCB 제작 과정 동영상 # PCBBGA Substrate Process Mov (유월 2021).