도식 생성과 PCB 레이아웃은 전기 공학의 기본적인 측면이며 기술 기사, 애플리케이션 노트 및 교과서와 같은 리소스가 설계 프로세스의 이러한 부분에 집중되는 경우가 많습니다. 그러나 완성된 설계 파일을 조립된 회로 기판으로 변환하는 방법을 모른다면 회로도와 레이아웃이 그다지 유용하지 않다는 것을 잊어서는 안됩니다. PCB 주문 및 조립에 약간 익숙하더라도 특정 옵션이 더 낮은 비용으로 충분한 결과를 얻는 데 도움이 될 수 있다는 사실을 모를 수 있습니다.

나는 PCB의 DIY 제조에 대해 논의하지 않을 것이며 이 방법을 솔직히 추천할 수 없습니다. 오늘날 전문 PCB 제조는 매우 저렴하고 편리하며 전반적으로 결과가 훨씬 우수합니다.

나는 오랫동안 독립적이고 소량의 PCB 설계에 종사해 왔으며 점차적으로 관련 정보를 충분히 확보하여 주제에 대한 상당히 포괄적인 기사를 작성했습니다. 그럼에도 불구하고 나는 단지 사람이고 확실히 모든 것을 알지 못하므로이 기사의 끝 부분에있는 의견 섹션을 통해 내 작업을 확장하는 것을 주저하지 마십시오. 당신의 기여에 감사합니다.

기본 회로도

회로도는 주로 원하는 전기적 동작을 생성하는 방식으로 연결된 구성 요소와 와이어로 구성됩니다. 전선은 흔적이 되거나 구리를 부을 것입니다.

이러한 구성 요소에는 물리적 부품의 터미널 형상과 일치하는 관통 구멍 및/또는 표면 실장 패드 세트인 풋프린트(랜드 패턴)가 포함됩니다. 발자국에는 선, 모양 및 텍스트도 포함될 수 있습니다. 이러한 선, 모양 및 텍스트를 총칭하여 스크린 인쇄라고 합니다. 이들은 순전히 시각적 요소로 PCB에 표시됩니다. 그들은 전기를 전도하지 않으며 회로의 기능에 영향을 미치지 않습니다.

다음 그림은 회로도 구성 요소 및 해당 PCB 풋프린트의 예를 제공합니다(파란색 선은 각 구성 요소 핀이 연결된 풋프린트 패드를 나타냄).

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회로도를 PCB 레이아웃으로 변환

전체 회로도는 CAD 소프트웨어에 의해 구성 요소 패키지 및 라인으로 구성된 PCB 레이아웃으로 변환됩니다. 이 다소 불쾌한 용어는 아직 물리적 연결로 변환되지 않은 전기 연결을 나타냅니다.

설계자는 먼저 구성 요소를 정렬한 다음 트레이스, 구리 주입 및 비아 생성을 위한 가이드로 라인을 사용합니다. 스루 홀은 다른 PCB 레이어(또는 여러 레이어)에 전기적으로 연결되는 작은 스루 홀입니다. 예를 들어, 열 비아는 내부 접지 레이어에 연결될 수 있으며 접지 구리선은 보드 바닥에 부어집니다.

검증: PCB 레이아웃의 문제 식별

제조 단계 시작 전 마지막 단계를 검증이라고 합니다. 여기서 일반적인 아이디어는 CAD 도구가 보드 기능에 부정적인 영향을 미치거나 제조 공정을 방해하기 전에 레이아웃 오류를 찾으려고 한다는 것입니다.

일반적으로 세 가지 유형의 인증이 있습니다(더 많은 유형이 있을 수 있음).

전기적 연결: 이것은 네트워크의 모든 부분이 일종의 전도성 구조를 통해 연결되도록 합니다.

회로도와 레이아웃 간의 일관성: 이것은 자명합니다. CAD 도구마다 이러한 형식의 검증을 달성하는 방법이 다르다고 가정합니다.

DRC(디자인 규칙 검사): 이는 특히 PCB 제조 주제와 관련이 있습니다. 디자인 규칙은 성공적인 제조를 보장하기 위해 레이아웃에 적용해야 하는 제한 사항이기 때문입니다. 일반적인 설계 규칙에는 최소 트레이스 간격, 최소 트레이스 너비 및 최소 드릴 직경이 포함됩니다. 회로 기판을 배치할 때 특히 급할 때 설계 규칙을 위반하기 쉽습니다. 따라서 CAD 도구의 DRC 기능을 사용하십시오. 아래 그림은 내가 C-BISCUIT 로봇 제어 보드에 사용한 설계 규칙을 나타냅니다.

PCB 기능은 가로 및 세로로 나열됩니다. 두 기능에 해당하는 행과 열의 교차점 값은 두 기능 간의 최소 간격(mils)을 나타냅니다. 예를 들어 “보드”에 해당하는 행을 보고 “패드”에 해당하는 열로 이동하면 패드와 보드 가장자리 사이의 최소 거리가 11mils임을 알 수 있습니다.