PCB설계, 부품 배치시 설계기준, 부품 특성별 위치 결정

 

 

 

▶ 기능별 블록화

 

  ▷ 부품배치와 신호의 흐름

 

  부품 배치는 회로도에 있는 신호의 흐름에 따른다, 이를 위해선 회로도 및 회로 특성 을

  충분히 이해하고 커넥터의 정보 를 정확히 알고 있어야 한다 신호 흐름 이해는 기판 설계의 핵심 이다

 

 

 

  ▷ 주파수(Frequency) 특성에 따른 배치 방법

 

  IPC 권장사항 에서, 커넥터(Connector)에 인접한 주파수가 높은 부품 그룹을 배치 한다

 

  독립된 기판에서 동작이 이루어지기도 하지만, 여러 장의 기판이 커넥터를 통해 연결되어

  동작하는 경우도 있다

 

  이때 커넥터에 인접한 영역에 주파수가 높은 그룹을 배치 하는 것이 바람직하다

< 주파수(Frequency) 특성에 따른 배치 >

 

 

 

  ▷ 회로(Circuit) 의 기능별 블록화

 

  회로도를 기능별로 구분할 시, 부품을 배치할 때 같은 전원끼리 모아서 배치 를 한다

  인접된 블록과 겹치지 않고 분리 되도록 주의하고 성질이 서로 다른 블록은 충분한 거리 를 둔다

  

  입력부(Input) 와 출력부(Output)는 서로 근접하지 않도록 주의해야 한다

  ( 자기 커플링(Magnetic Coupling) 발생 가능성 ↑ )

 

 

 

  ▷ 회로(Circuit)를 기능별로 블록화해 배치하는 이유

 

  기능별로 설치하지 않는다면 블록 내의 신호 라인의 길이가 짧게 되므로 신호 라인의 길이가 줄게 된다

  그리고 성질이 유사한 신호들이 블록으로 배치 되면 신호의 전달 특성이 원활 하게 된다.

  기판 설계 시간을 단축시키고 EMI 측면에서 방사 노이즈(Radiation Emission)을 억제 할 수 있다

 

 

 

 

 

 

▶ 이격거리(Separation Distance)

 

  ▷ 부품 간의 이격거리

 

  부품을 기판에 실장하기 위한 공간에는 부품의 특성에 따라 일정거리를 유지 해야 한다

 

 

 

  ▷ 칩(Chip) 부품 간의 이격거리

 

  패드의 랜드 현상과 부품의 외형 형상 중에서 가장 큰 것을 기준 으로 한다

 

 

 

  ▷ 수동소자, Logic IC 이외의 부품 간의 이격거리

 

  수동소자, Logic IC 를 제외한 부품 간의 이격 거리는 1.0 [mm] 이상 이격 되어야 한다.

  ( 단, 부품의 외형 기준 )

 

  부품의 형상이 클수록 인접된 부품과의 이격거리도 비례적으로 확보 되어야 한다

 

 높이가 다소 높은 부품 또한 이격거리를 확보해야 한다

  ( 주위 부품과의 이격거리는 부품 높이의 1/2 이상 공간을 확보 해야 한다 )

 

< IPC (산업품에 대한 표준을 정하는 국제기구) 에서 권장하고 있는 부품의 형태에 따른 부품 간의 이격거리 >

 

 

 

 

 

 

▶ 부품 특성별 위치 결정

 

  ▷ 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)

 

  충전과 방전의 역활을 담당하는 디커플링 커패시터의 배치는, Logic IC 옆에 가깝게 배치 한다

  전원 라인의 변동을 억제해 Logic IC 의 전원에 안정화 를 가져다준다

  ( Logic 마다 최소 1개 이상 )

 

  

 

  ▷ 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor)

 

  전원단 입출력단 바로 옆에 배치 하여 불필요한 성분을 제거 해야 한다

  커패시터를 거친 후 전원 입력단에 흘러갈 수 있도록 올바른 배치와 라우팅 해줘야 한다.

 

< 바이패스 커패시터의 배치 >

  커넥터 기준 으로, 가까운 쪽은 큰용량의 커패시터를 배치, 먼 쪽은 작은 용량의 커패시터를 배치

  전원변환장치 기준 으로, 가까운 쪽은 작은 용량의 커패시터를 배치, 먼 쪽은 큰 용량의 커패시터를 배치

 

 

 

  ▷ 오실레이터(Oscillators)

 

  반족적이거나 주기적인 신호를 생성하는 소자로, 클럭(Clock) 전파를 발생시킨다

  오실레이터 자체에 RC 시정수가 있으므로 외부 별도로 커패시터를 달아줄 필요가 없다

 

  오실레이터 배치시 길이는 최대한 짧게 배치하도록 해야하고

  클럭 라인의 길이는 2.5 [cm] 이내가 되어야 한다

 

 

 

  ▷ 크리스탈(X-Tal)

 

  자기 고유의 신호만을 가지며 외부에서 인가되는 전기신호중 자기의 신호와

  일치될 때 에너지가 집중되는 공진자이다

 

  외부에 커패시터를 반드시 달아주어야 하고, 자기 내부에 Ground를 형성해야 한다

  내층에 다른 신호라인이 지나가서는 안된다

 

 

 

  ▷ 고속 메모리 (High Speed Memory)

 

 기판에 고속 메모리 소자가 두 개 이상 존재할 경우에는 주의가 필요 하다

  Bus Line의 길이는 같아야 하고 비아 홀(Via hole) 을 만들지 말아야 한다

  만약 비아 홀을 만들 경우 비아 홀의 개수는 같아야 한다

 

 

 

  ▷ 발열 부품

 

  발열 부품은 다른 부품들과 간격을 넓혀 빈 공간을 많이 확보 해야 한다

  공기가 잘 통할 수 있어야 하고, 발열부품 주변에 Ground Via를 삽입한다

 

  열에 민감한 부품은 발열부품 주변에 배치해서는 절때 안되고

  Power 나 Ground 동박을 충분히 형성시켜야 한다