PCB 레이아웃의 기본 규칙

01
컴포넌트 레이아웃의 기본 규칙
1. 회로모듈에 따라 동일한 기능을 수행하는 레이아웃과 관련 회로를 모듈이라 한다.회로 모듈의 구성 요소는 근접 집중 원칙을 채택해야 하며 디지털 회로와 아날로그 회로는 분리되어야 합니다.
2. 위치 결정 구멍, 표준 구멍, 3.5mm(M2.5의 경우) 및 3.5mm(M2.5의 경우) 및 4mm(M3의 경우) 등 비장착 구멍의 1.27mm 이내에 부품이나 장치를 장착해서는 안 됩니다. 4mm(M3의 경우)는 부품을 장착할 수 없습니다.
3. 웨이브 솔더링 후 비아와 구성 요소 쉘이 단락되는 것을 방지하기 위해 수평으로 장착된 저항기, 인덕터(플러그인), 전해 커패시터 및 기타 구성 요소 아래에 비아 홀을 배치하지 마십시오.
4. 부품 외부와 보드 가장자리 사이의 거리는 5mm입니다.
5. 장착 구성 요소 패드의 외부와 인접한 삽입 구성 요소의 외부 사이의 거리가 2mm보다 큽니다.
6. 금속 쉘 부품 및 금속 부품(차폐 상자 등)이 다른 부품에 닿아서는 안 되며, 인쇄된 라인 및 패드에 가까이 있어서는 안 됩니다.이들 사이의 거리는 2mm보다 커야 합니다.보드 가장자리 외부에서 보드의 위치 지정 구멍, 패스너 설치 구멍, 타원형 구멍 및 기타 사각형 구멍의 크기는 3mm보다 큽니다.
7. 가열 요소는 전선 및 열에 민감한 요소 가까이에 있어서는 안 됩니다.고열 요소는 고르게 분포되어야 합니다.
8. 전원 소켓은 인쇄 기판 주위에 최대한 배치하고, 전원 소켓과 이에 연결된 버스바 터미널은 같은 면에 배치해야 합니다.전원 소켓 및 기타 용접 커넥터를 커넥터 사이에 배열하지 않도록 특히 주의하여 이러한 소켓 및 커넥터의 용접과 전원 케이블의 설계 및 결속을 용이하게 해야 합니다.전원 플러그를 쉽게 꽂고 뽑을 수 있도록 전원 소켓과 용접 커넥터의 배열 간격을 고려해야 합니다.
9. 기타 구성 요소의 배열:
모든 IC 구성 요소는 한쪽에 정렬되어 있으며 극성 구성 요소의 극성이 명확하게 표시되어 있습니다.동일한 인쇄 기판의 극성은 두 방향 이상으로 표시할 수 없습니다.두 방향이 나타나면 두 방향은 서로 수직입니다.
10. 보드 표면의 배선은 조밀하고 조밀해야합니다.밀도 차이가 너무 크면 메쉬 구리 호일로 채워야 하며 그리드는 8mil(또는 0.2mm)보다 커야 합니다.
11. 솔더 페이스트의 손실을 방지하고 부품의 잘못된 솔더링을 방지하려면 SMD 패드에 관통 구멍이 없어야 합니다.중요한 신호 라인은 소켓 핀 사이를 통과하는 것이 허용되지 않습니다.
12. 패치는 한쪽으로 정렬되어 있으며 문자 방향은 동일하며 포장 방향도 동일합니다.
13. 가능한 한 극성 장치는 동일한 보드의 극성 표시 방향과 일치해야 합니다.

 

구성 요소 배선 규칙

1. PCB 보드 가장자리에서 1mm 이내, 장착 구멍 주변 1mm 이내에서 배선 영역을 그리면 배선이 금지됩니다.
2. 전력선은 가능한 한 넓어야 하며 18mil보다 작아서는 안 됩니다.신호선 폭은 12mil보다 작아서는 안됩니다.CPU 입력 및 출력 라인은 10mil(또는 8mil)보다 작아서는 안 됩니다.줄 간격은 10mil보다 작아서는 안 됩니다.
3. 일반 비아는 30mil 이상입니다.
4. 듀얼 인라인: 60mil 패드, 40mil 조리개;
1/4W 저항: 51*55mil(0805 표면 실장);인라인일 때 패드는 62mil이고 조리개는 42mil입니다.
무한 용량: 51*55mil(0805 표면 실장);인라인일 때 패드는 50mil이고 조리개는 28mil입니다.
5. 전원선과 접지선은 가능한 한 방사형이어야 하며 신호선은 고리 모양이 아니어야 합니다.

 

03
간섭 방지 능력과 전자기 호환성을 향상시키는 방법은 무엇입니까?
프로세서가 포함된 전자 제품을 개발할 때 간섭 방지 기능과 전자기 호환성을 개선하는 방법은 무엇입니까?

1. 다음 시스템은 전자기 간섭 방지에 특별한 주의를 기울여야 합니다.
(1) 마이크로컨트롤러 클록 주파수가 매우 높고 버스 사이클이 매우 빠른 시스템.
(2) 시스템에는 스파크 발생 릴레이, 고전류 스위치 등과 같은 고전력, 고전류 구동 회로가 포함되어 있습니다.
(3) 약한 아날로그 신호 회로와 고정밀 A/D 변환 회로를 포함하는 시스템입니다.

2. 시스템의 전자기 간섭 방지 기능을 높이려면 다음 조치를 취하십시오.
(1) 저주파 마이크로컨트롤러를 선택합니다.
외부 클록 주파수가 낮은 마이크로컨트롤러를 선택하면 소음을 효과적으로 줄이고 시스템의 간섭 방지 기능을 향상시킬 수 있습니다.동일한 주파수의 구형파와 사인파의 경우 구형파의 고주파수 성분이 사인파의 고주파 성분보다 훨씬 많습니다.구형파의 고주파 성분의 진폭은 기본파에 비해 작지만, 주파수가 높을수록 잡음원으로 방출되기 쉽습니다.마이크로컨트롤러에서 생성되는 가장 영향력 있는 고주파 잡음은 클록 주파수의 약 3배입니다.

(2) 신호 전송의 왜곡을 줄입니다.
마이크로 컨트롤러는 주로 고속 CMOS 기술을 사용하여 제조됩니다.신호 입력 단자의 정적 입력 전류는 약 1mA이고 입력 커패시턴스는 약 10PF이며 입력 임피던스는 상당히 높습니다.고속 CMOS 회로의 출력 단자는 상당한 부하 용량, 즉 상대적으로 큰 출력 값을 갖습니다.긴 와이어는 매우 높은 입력 임피던스를 갖는 입력 단자로 연결되며 반사 문제는 매우 심각하여 신호 왜곡을 일으키고 시스템 잡음을 증가시킵니다.Tpd>Tr이면 전송선로 문제가 되며, 신호 반사, 임피던스 매칭 등의 문제를 고려해야 한다.

인쇄 기판의 신호 지연 시간은 인쇄 회로 기판 재료의 유전 상수와 관련된 리드의 특성 임피던스와 관련이 있습니다.프린트 기판 리드의 신호 전송 속도는 대략 광속의 1/3~1/2 정도라고 생각하면 됩니다.마이크로 컨트롤러로 구성된 시스템에서 일반적으로 사용되는 로직 폰 구성 요소의 Tr(표준 지연 시간)은 3~18ns입니다.

인쇄 회로 기판에서 신호는 7W 저항과 25cm 길이의 리드를 통과하며 라인의 지연 시간은 대략 4~20ns입니다.즉, 인쇄 회로의 신호 리드는 짧을수록 좋으며, 가장 긴 길이는 25cm를 넘지 않아야 합니다.그리고 비아의 수는 가능한 한 작아야 하며, 바람직하게는 2개를 넘지 않아야 합니다.
신호의 상승 시간이 신호 지연 시간보다 빠른 경우 빠른 전자 장치에 따라 처리해야 합니다.이때 전송선로의 임피던스 정합을 고려해야 한다.인쇄 회로 기판의 통합 블록 간 신호 전송의 경우 Td>Trd 상황을 피해야 합니다.인쇄 회로 기판이 클수록 시스템 속도는 빨라질 수 없습니다.
인쇄 회로 기판 설계 규칙을 요약하려면 다음 결론을 사용하십시오.
신호는 인쇄 기판으로 전송되며 지연 시간은 사용된 장치의 공칭 지연 시간보다 길어서는 안 됩니다.

(3) 신호 라인 간의 교차* 간섭을 줄입니다.
A 지점에서 상승 시간이 Tr인 스텝 신호가 리드 AB를 통해 단자 B로 전송됩니다.AB 라인의 신호 지연 시간은 Td입니다.D 지점에서는 A 지점에서 신호가 순방향으로 전송되고 B 지점에 도달한 후 신호가 반사되고 AB 라인의 지연으로 인해 Td 시간 후에 Tr 폭의 페이지 펄스 신호가 유도됩니다.C점에서는 AB상의 신호의 투과와 반사로 인해 AB라인의 신호 지연시간의 2배의 폭, 즉 2Td의 포지티브 펄스 신호가 유도된다.이것은 신호 간의 상호 간섭입니다.간섭 신호의 강도는 C 지점에서의 신호의 di/at 및 선 사이의 거리와 관련됩니다.두 개의 신호 라인이 그다지 길지 않을 때 AB에서 보는 것은 실제로 두 펄스의 중첩입니다.

CMOS 기술로 만들어진 마이크로 컨트롤은 높은 입력 임피던스, 높은 잡음 및 높은 잡음 허용 오차를 갖습니다.디지털 회로에는 100~200mv의 노이즈가 중첩되어 있으며 작동에 영향을 미치지 않습니다.그림의 AB 라인이 아날로그 신호인 경우 이 간섭은 허용할 수 없게 됩니다.예를 들어 인쇄회로기판은 4층 기판으로 그 중 하나가 대면적 접지이거나 양면기판이고, 신호선의 뒷면이 대면적 접지인 경우 십자형* 그러한 신호들 사이의 간섭은 감소될 것입니다.그 이유는 그라운드의 면적이 넓어 신호선의 특성 임피던스가 낮아지고, D단에서의 신호 반사도 크게 줄어들기 때문이다.특성 임피던스는 신호선에서 접지까지의 매체 유전율의 제곱에 반비례하고 매체 두께의 자연 로그에 비례합니다.AB 라인이 아날로그 신호인 경우 디지털 회로 신호 라인 CD와 AB의 간섭을 피하기 위해 AB 라인 아래에 넓은 영역이 있어야 하며 AB 라인과 CD 라인 사이의 거리는 2보다 커야 합니다. AB 라인과 지면 사이 거리의 3배까지.부분적으로 차폐할 수 있으며 리드가 있는 쪽 리드의 왼쪽과 오른쪽에 접지선이 배치됩니다.

(4) 전원 공급 장치의 노이즈를 줄입니다.
전원 공급 장치는 시스템에 에너지를 제공하는 동시에 전원 공급 장치에 소음을 추가하기도 합니다.회로에 있는 마이크로 컨트롤러의 리셋 라인, 인터럽트 라인 및 기타 제어 라인은 외부 노이즈의 간섭에 가장 취약합니다.전력망에 대한 강한 간섭은 전원 공급 장치를 통해 회로에 들어갑니다.배터리 구동 시스템이라 할지라도 배터리 자체에는 고주파 노이즈가 발생합니다.아날로그 회로의 아날로그 신호는 전원 공급 장치의 간섭을 훨씬 덜 견딜 수 있습니다.

(5) 인쇄 배선판 및 부품의 고주파 특성에 주의하십시오.
고주파의 경우 리드, 비아, 저항기, 커패시터, 인쇄 회로 기판 커넥터의 분산 인덕턴스 및 커패시턴스를 무시할 수 없습니다.커패시터의 분산 인덕턴스는 무시할 수 없으며 인덕터의 분산 커패시턴스는 무시할 수 없습니다.저항은 고주파 신호의 반사를 생성하며 리드의 분산 정전 용량이 중요한 역할을 합니다.길이가 잡음 주파수의 해당 파장의 1/20보다 길면 안테나 효과가 발생하여 잡음이 리드를 통해 방출됩니다.

인쇄 회로 기판의 비아 홀은 약 0.6pf의 정전 용량을 발생시킵니다.
집적회로의 포장재 자체에는 2~6pf 커패시터가 사용됩니다.
회로 기판의 커넥터에는 520nH의 분산 인덕턴스가 있습니다.듀얼 인라인 24핀 집적 회로 꼬치는 4~18nH의 분산 인덕턴스를 제공합니다.
이러한 작은 분포 매개변수는 이 저주파 마이크로컨트롤러 시스템 라인에서는 무시할 수 있습니다.고속 시스템에는 특별한 주의를 기울여야 합니다.

(6) 구성 요소의 레이아웃은 합리적으로 분할되어야 합니다.
인쇄 회로 기판의 구성 요소 위치는 전자기 간섭 방지 문제를 충분히 고려해야 합니다.원칙 중 하나는 구성 요소 간의 리드가 최대한 짧아야 한다는 것입니다.레이아웃에서는 아날로그 신호부, 고속 디지털 회로부, 노이즈 소스부(릴레이, 고전류 스위치 등)를 합리적으로 분리하여 이들 간의 신호 커플링을 최소화해야 합니다.

G 접지선을 다루십시오.
인쇄회로기판에서는 전원선과 접지선이 가장 중요하다.전자기 간섭을 극복하는 가장 중요한 방법은 접지입니다.
이중 패널의 경우 접지선 레이아웃이 특히 특별합니다.단일 지점 접지를 사용하여 전원 공급 장치와 접지가 전원 공급 장치의 양쪽 끝에서 인쇄 회로 기판에 연결됩니다.전원 공급 장치에는 하나의 접점이 있고 접지에는 하나의 접점이 있습니다.인쇄 회로 기판에는 여러 개의 리턴 접지선이 있어야 하며, 이는 소위 단일 지점 접지라고 하는 리턴 전원 공급 장치의 접점에 모이게 됩니다.소위 아날로그 그라운드, 디지털 그라운드, 고전력 기기 그라운드 분할은 배선의 분리를 말하며 결국 모두 이 접지점으로 수렴됩니다.인쇄 회로 기판 이외의 신호로 연결할 때는 일반적으로 차폐 케이블이 사용됩니다.고주파 및 디지털 신호의 경우 차폐 케이블의 양쪽 끝이 접지되어 있습니다.저주파 아날로그 신호용 차폐 케이블의 한쪽 끝은 접지되어야 합니다.
잡음과 간섭에 매우 민감한 회로나 특히 고주파 잡음이 많은 회로는 금속 덮개로 차폐해야 합니다.

(7) 디커플링 커패시터를 잘 사용하십시오.
좋은 고주파 디커플링 커패시터는 1GHZ만큼 높은 고주파 성분을 제거할 수 있습니다.세라믹 칩 커패시터 또는 적층 세라믹 커패시터는 더 나은 고주파 특성을 갖습니다.인쇄 회로 기판을 설계할 때 각 집적 회로의 전원과 접지 사이에 디커플링 커패시터를 추가해야 합니다.디커플링 커패시터에는 두 가지 기능이 있습니다. 한편으로는 집적 회로를 열고 닫는 순간 충전 및 방전 에너지를 제공하고 흡수하는 집적 회로의 에너지 저장 커패시터입니다.반면에 장치의 고주파 소음을 우회합니다.디지털 회로의 일반적인 0.1uf 디커플링 커패시터는 5nH의 분산 인덕턴스를 가지며, 병렬 공진 주파수는 약 7MHz로 10MHz 이하의 잡음에 대해서는 더 나은 디커플링 효과를 가지며, 40MHz 이상의 잡음에 대해서는 더 나은 디커플링 효과를 갖는다.소음은 거의 영향을 미치지 않습니다.

1uf, 10uf 커패시터, 병렬 공진 주파수가 20MHz 이상이면 고주파 노이즈 제거 효과가 더 좋습니다.배터리 구동 시스템의 경우에도 전력이 인쇄 기판에 들어가는 경우 1uf 또는 10uf de-high 주파수 커패시터를 사용하는 것이 종종 유리합니다.
집적 회로 10개마다 충전 및 방전 커패시터를 추가해야 하며, 저장 커패시터라고 하며 커패시터의 크기는 10uf가 될 수 있습니다.전해 콘덴서는 사용하지 않는 것이 가장 좋습니다.전해 콘덴서는 2겹의 PU 필름으로 감겨져 있습니다.이 롤업된 구조는 고주파수에서 인덕턴스 역할을 합니다.담즙 커패시터나 폴리카보네이트 커패시터를 사용하는 것이 가장 좋습니다.

디커플링 커패시터 값의 선택은 엄격하지 않으며 C=1/f에 따라 계산할 수 있습니다.즉, 10MHz의 경우 0.1uf이고, 마이크로 컨트롤러로 구성된 시스템의 경우 0.1uf에서 0.01uf 사이일 수 있습니다.

3. 소음 및 전자기 간섭을 줄이는 데 대한 경험이 있습니다.
(1) 고속 칩 대신 저속 칩을 사용할 수 있습니다.주요 장소에는 고속 칩이 사용됩니다.
(2) 제어 회로의 상단 및 하단 가장자리의 점프 속도를 줄이기 위해 저항을 직렬로 연결할 수 있습니다.
(3) 릴레이 등에 어떤 형태로든 댐핑을 제공하도록 노력하십시오.
(4) 시스템 요구 사항을 충족하는 가장 낮은 주파수의 클럭을 사용하십시오.
(5) 클록 생성기는 클록을 사용하는 장치에 최대한 가깝습니다.수정 발진기의 쉘은 접지되어야 합니다.
(6) 시계 부분을 접지선으로 감싸고 시계선을 최대한 짧게 유지합니다.
(7) I/O 구동 회로는 인쇄 기판의 가장자리에 최대한 가까워야 하며, 가능한 한 빨리 인쇄 기판에서 벗어나도록 해야 합니다.인쇄 기판에 입력되는 신호는 필터링되어야 하며, 고잡음 영역의 신호도 필터링되어야 합니다.동시에 신호 반사를 줄이기 위해 일련의 종단 저항을 사용해야 합니다.
(8) MCD의 쓸모없는 끝은 High에 연결하거나 접지하거나 출력 끝으로 정의해야 합니다.전원 공급 장치 접지에 연결되어야 하는 집적 회로의 끝은 여기에 연결되어야 하며 플로팅 상태로 남아 있어서는 안 됩니다.
(9) 사용하지 않는 게이트 회로의 입력 단자는 플로팅 상태로 두어서는 안 됩니다.사용하지 않는 연산 증폭기의 양극 입력 단자는 접지되어야 하며 음극 입력 단자는 출력 단자에 연결되어야 합니다.(10) 인쇄 기판은 고주파 신호의 외부 방출 및 결합을 줄이기 위해 90겹 선 대신 45겹 선을 사용하도록 노력해야 합니다.
(11) 인쇄 기판은 주파수 및 전류 스위칭 특성에 따라 분할되며 잡음 성분과 비잡음 성분은 더 멀리 떨어져 있어야 합니다.
(12) 단일 및 이중 패널에는 단일 지점 전원 및 단일 지점 접지를 사용하십시오.전원선과 접지선은 최대한 두꺼워야 합니다.경제적인 여유가 있다면 다층 기판을 사용하여 전원 공급 장치와 접지의 용량성 인덕턴스를 줄이세요.
(13) 클럭, 버스, 칩 선택 신호를 I/O 라인과 커넥터에서 멀리 두십시오.
(14) 아날로그 전압 입력선과 기준 전압 단자는 디지털 회로의 신호선, 특히 클럭과 최대한 멀리 떨어져 있어야 합니다.
(15) A/D 장치의 경우 디지털 부분과 아날로그 부분을 넘겨주는 것보다 통합하는 것이 좋습니다*.
(16) I/O 라인에 수직인 클럭 라인은 병렬 I/O 라인보다 간섭이 적고, 클럭 구성 요소 핀이 I/O 케이블에서 멀리 떨어져 있습니다.
(17) 컴포넌트 핀은 최대한 짧아야 하며, 디커플링 커패시터 핀은 최대한 짧아야 합니다.
(18) 키라인은 최대한 두꺼워야 하며, 양쪽에 보호 접지를 추가해야 합니다.고속선은 짧고 직선이어야 합니다.
(19) 노이즈에 민감한 선로는 고전류, 고속 스위칭 선로와 평행하지 않아야 한다.
(20) 석영 크리스탈 아래나 소음에 민감한 장치 아래에 배선을 배선하지 마십시오.
(21) 신호가 약한 회로의 경우 저주파 회로 주위에 전류 루프를 형성하지 마십시오.
(22) 어떤 신호에도 루프를 형성하지 마십시오.부득이한 경우에는 루프 면적을 최대한 작게 만드십시오.
(23) 집적 회로당 하나의 디커플링 커패시터.각 전해 커패시터에는 소형 고주파 바이패스 커패시터를 추가해야 합니다.
(24) 에너지 저장 커패시터의 충전 및 방전에는 전해 커패시터 대신 대용량 탄탈륨 커패시터 또는 주쿠 커패시터를 사용한다.관형 커패시터를 사용하는 경우 케이스를 접지해야 합니다.

 

04
PROTEL에서 자주 사용하는 단축키
Page Up 마우스를 중심으로 확대
Page Down 마우스를 중심으로 축소합니다.
Home Center 마우스가 가리키는 위치
새로 고침 종료(다시 그리기)
* 상단 레이어와 하단 레이어 간 전환
+ (-) 레이어별로 레이어 전환: "+"와 "-"는 반대 방향입니다.
Q mm(밀리미터) 및 mil(밀) 단위 스위치
IM은 두 지점 사이의 거리를 측정합니다.
E x Edit X, X는 편집 대상이며, 코드는 다음과 같습니다: (A)=arc;(C)=성분;(F)=채우기;(P)=패드;(N)=네트워크;(S)=문자 ;(T) = 와이어;(V) = 경유;(I) = 연결선;(G) = 채워진 다각형.예를 들어 구성 요소를 편집하려면 EC를 누르면 마우스 포인터가 "10"으로 표시되고 클릭하여 편집합니다.
편집된 구성 요소를 편집할 수 있습니다.
P x Place X, X는 배치 대상이며, 코드는 위와 동일합니다.
M x는 X를 이동하고, X는 이동 대상이며, (A), (C), (F), (P), (S), (T), (V), (G) 위와 동일하며 (I) = 선택 부분 뒤집기;(O) 선택 부분을 회전합니다.(M) = 선택 부분을 이동합니다.(R) = 재배선.
S x 선택 X, X는 선택된 콘텐츠이며, 코드는 다음과 같습니다: (I)=내부 영역;(O)=외부 영역;(A)=모두;(L)= 레이어의 모든 것;(K)=잠긴 부분;(N) = 물리적 네트워크;(C) = 물리적 연결선;(H) = 지정된 조리개가 있는 패드;(G) = 그리드 외부 패드.예를 들어, 모두 선택하고 싶을 때 SA를 누르면 모든 그래픽에 불이 들어와 선택되었음을 표시하고 선택한 파일을 복사, 지우기, 이동할 수 있습니다.