기계공학과 전자공학이 멀티 보드 PCB 설계에서 매끄럽게 만나다

PCB 레이아웃을 진정으로 감상하게 되면, 회로 기판이 과학과 공학에 의해 주도되는 것만큼이나 예술 작품이라는 것을 발견하게 됩니다. 멀티보드 PCB 디자인은 형태, 기능, 그리고 능력 측면에서 가능성을 확장시킵니다. 현실은 많은 제품들이 멀티보드 시스템이며, 여러 PCB를 단일 패키지나 생태계로 통합할 필요성은 전자 개발의 전문 분야입니다.

멀티보드 시스템이 단일 PCB를 다루는 것보다 더 복잡한 이유는 무엇일까요? 그것은 개념의 어려움이 아니라, 멀티보드 연결이 오류에 취약할 수 있다는 사실 때문입니다. 게다가, 수동 검토와 역확인은 시간이 많이 소요되며, 솔직히 정확성 측면에서 많이 부족합니다. 이런 일이 발생할 때마다, EDA 산업은 멀티보드 시스템의 연결성을 쉽게 확인할 수 있는 다양한 설계 및 검증 도구를 제공합니다. 이러한 도구들이 작동하는 것을 본 적이 없다면, 여기 그것들이 기계적으로나 전기적으로 해결하는 큰 문제들의 목록이 있습니다.

기계적 측면

비용 없는 공간 절약

멀티 보드 디자인은 기기 내부 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 여러 가지 흥미로운 방법을 제공합니다. 또 다른 옵션인 리지드-플렉스 PCB와 비교할 때, 멀티 보드 시스템은 PCB 제작 비용과 보드 간 연결 비용이 낮아 비용이 더 적게 들기 경향이 있습니다.

멀티 보드 시스템에서 이러한 공간 효율성을 어떻게 달성할 수 있을까요? 여기 몇 가지 아이디어가 있습니다:

• 헤더나 메자닌 커넥터를 사용한 보드 간 적층
• 기기 벽면을 따라 직각 적층
• 기기 내부의 기계 레일을 사용한 보드 적층
• 엣지 커넥터를 사용한 저프로파일 연결
• 이상한 각도의 적층 또는 연결을 위한 플렉스 프린트 회로(FPC) 리본

이러한 적층 및 연결 기술은 모두 기기 내부의 Z-차원을 탐색하는 것을 요구합니다. 즉, PCB와 그 구성 요소에 대한 표준 3D 모델 형식을 사용하는 3D 시각화 도구가 최소한 필요하다는 의미입니다.

오류 검사는 어떻게 하나요? 분명히, 3D 디자인 도구를 사용하면 보드를 원하는 대로 배치할 수 있지만, 이들이 올바르게 맞물리고 기계적 간섭 없이 잘 맞는지 어떻게 알 수 있을까요? 이때 기계 설계 엔지니어를 끌어들여 이러한 디자인 작업을 맡길 때입니다.

기계 엔지니어와 협력하기

다중 보드 PCB 설계는 당신이 자신의 사일로에서 벗어나 기계 엔지니어와 직접 협력하도록 요구합니다. 기계 엔지니어는 하우징을 만드는 것을 넘어서 다중 보드 시스템 설계에서 매우 중요한 역할을 합니다. 그들의 업무는 전기 레이아웃에 영향을 미칠 여러 중요한 설계 작업으로 확장됩니다:

• 케이블 또는 배선 경로 계획
• 하우징 내에서 기계 및 전기 조립 순서 계획
• 버튼, 커넥터 등을 위한 하우징의 개구부 결정
• 제품 내 구성 요소 간 충돌 식별
• 능동 또는 수동 냉각 요소 통합

기계 설계 측면에서 제품 개발의 가장 중요한 부분은 하우징 내 형태와 적합성을 포함하여 시스템으로 여러 PCB를 조립하는 것과 관련이 있습니다. 기계 설계와 밀접하게 관련된 것은 전기 설계이며, 전력과 신호가 보드 간에 전달되어야 합니다. 이것이 바로 여러분의 CAD 플랫폼에서 직접 사용할 수 있는 다중 보드 설계 도구가 설계를 점검하고 전기적 오류로부터 자유롭게 유지하는 데 도움이 될 수 있는 곳입니다.

전기적 측면

단일 PCB 내에서, 전기 설계는 단일 PCB에서와 마찬가지로 멀티 보드 PCB에서도 동일합니다. 레이아웃 및 라우팅 도구는 설계를 제약 조건과 비교하여 확인하고 PCB 레이아웃을 생성하는 과정을 자동화하는 중요한 기능을 수행합니다. 멀티 보드 영역에서는 다루어야 할 여러 보드가 있으며, 이러한 보드 간에는 연결이 정의되어야 합니다. 이때 멀티 보드 도메인 설계 기능이 전기 설계가 올바른지 확인하기 위해 나섭니다.

멀티 보드 PCB 설계 도구는 커넥터나 케이블링을 통한 기계적 상호 연결을 기반으로 다른 보드 간의 넷 연결성을 확인할 수 있습니다. 멀티 보드 도메인의 DRC 시스템은 시스템의 각 보드가 결합될 때 올바른 넷이 연결될 것임을 보장합니다. 커넥터에서 결합할 때, ERC 엔진은 논리적 넷 연결 위반을 감지할 수 있습니다.

커넥터 간의 접속 면이나 엣지 연결이 있을 때, 규칙 검사는 단락이나 맞지 않는 커넥터 핀아웃을 방지하는 것에 관한 것입니다.

여러분은 정기적인 설계 검토의 일부로 개별 넷 연결과 방향에 대한 핀아웃을 여전히 검토해야 하지만, 멀티 보드 상호 연결 규칙 검사 기능은 검토 세션 사이에 이러한 문제를 잡아내는 데 도움이 됩니다. 수백 개의 연결을 포함하는 고핀 카운트 보드 간 커넥터와 같은 경우, 이는 매우 중요한 오류를 잡아내고 수시간의 재배선을 없앨 수 있으므로 엄청난 시간 절약이 됩니다.

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