PCB 설계자라면, 아마도 선배 엔지니어들이 "절연된 구리" 또는 "데드 구리"에 대해 이야기하는 것을 들어보셨을 것입니다. 이 두 용어는 동일한 것을 의미합니다. 즉, PCB 상의 "연결되지 않은" 구리 트레이스를 의미합니다. 사소해 보일 수 있지만, 제대로 처리하지 않으면 전체 보드의 성능이 저하되거나 제품 고장으로 이어질 수도 있습니다! 오늘은 절연된 구리의 위험성과 초보자도 쉽게 이해할 수 있도록 문제를 해결하는 방법을 간단하게 설명해 드리겠습니다!
먼저, 이해해 봅시다: "절연된 구리"란 무엇일까요? 왜 발생할까요?
간단히 말해서, 절연된 구리는 PCB 상의 구리 트레이스로, "절연"되어 있으며, 정의된 전기적 특성이 없고, 회로 네트워크(GND 또는 VCC 등)에 연결되지 않아 회로 기판의 "고아"와 같습니다.
이 절연된 구리는 의도적으로 설계된 것이 아닙니다. 대부분 구리 붓기 후에 발생하는 "사고"입니다. PCB의 부품이 너무 밀집되어 있거나 라우팅이 너무 복잡하여 구리가 영역을 완전히 덮지 못하고, 어떤 네트워크에도 연결되지 않은 작은 "스크랩" 조각을 남기는 경우입니다. 이것이 사소한 문제라고 생각하지 마세요. 파괴력은 상상 이상으로 심각합니다!
주의하세요! 절연된 구리의 6가지 주요 위험, 제품 신뢰성에 직접적인 영향
많은 초보자들은 "작은 구리 조각일 뿐인데, 걱정할 필요 없어"라고 생각하지만, 실제 프로젝트에서는 처리되지 않은 절연된 구리가 일련의 문제를 일으켜 이전의 모든 노력을 쓸모없게 만들 수도 있습니다.
절연된 구리는 숨겨진 안테나처럼 작동하여 전자기파를 적극적으로 수신하고 방사합니다. 특히 고주파 회로에서는 전자기 간섭을 심하게 증가시켜 신호 누화 및 노이즈 증가를 유발하여 신호 전송을 혼란스럽게 만듭니다.
고주파 노이즈의 "전파 채널"이 됩니다. 근처의 민감한 신호(PWM 신호 및 클럭 라인 등)가 쉽게 간섭을 받아 신호 지터 및 왜곡을 유발하여 궁극적으로 제품 기능에 영향을 미칩니다.
절연된 구리와 인접한 와이어는 "보이지 않는 커패시터"를 형성하여 노이즈를 결합할 뿐만 아니라 신호의 임피던스 특성을 변경하여 고속 신호 전송에 "치명적인 타격"을 가합니다.
대전류가 흐를 때 절연된 구리 영역은 불균일한 열 분산을 경험하고, 국부 저항이 증가하여 쉽게 과열을 유발하여 회로 노화를 가속화하고 제품 수명을 단축시킵니다.
솔더링(웨이브 솔더링 등) 중에 절연된 구리의 넓은 영역이 열로 인해 불균일하게 팽창하여 PCB가 휘어지고 박리되어 보드를 사용할 수 없게 됩니다.
에칭 및 도금 공정 중에 절연된 구리 영역은 응력 집중으로 인해 구리 호일이 분리되기 쉬워 제품의 장기적인 안정성에 영향을 미칩니다.
실용적인 팁: 초보자를 위한 절연된 구리 처리 방법 2가지
절연된 구리가 이처럼 심각한 위험을 초래한다면, 어떻게 처리해야 할까요? 다음은 가장 일반적으로 사용되고 신뢰할 수 있는 두 가지 방법이며, 필요에 따라 선택하십시오.
방법 1: 절연된 구리에 "지원 시스템" 제공 – GND 속성 할당
이것은 가장 일반적인 방법입니다. 핵심 아이디어는 절연된 구리를 "그룹의 일부"로 만드는 것입니다. 일반적으로 절연된 구리는 GND(접지) 네트워크에 할당됩니다. 작업은 간단합니다. 절연된 구리에 GND 비아를 추가하여 기본 GND 구리 레이어에 연결합니다.
참고: 전제 조건은 기본 구리 레이어에 GND 속성이 있어야 한다는 것입니다. 그렇지 않으면 새로운 전기적 문제가 발생합니다!
방법 2: 근본적으로 방지 – 구리 붓기 제외 영역 추가
절연된 구리를 완전히 피하고 싶다면, 미리 "방어"를 설정할 수 있습니다. Altium Designer(AD) 소프트웨어를 예로 들면(다른 소프트웨어에서도 논리는 유사함), 구리 붓기 전에 먼저 구리 붓기를 금지할 영역을 그립니다. 이렇게 하면 이러한 영역에서 구리가 생성되는 것을 방지하여 절연된 구리를 근본적으로 피할 수 있습니다.
작업 단계: Altium Designer 소프트웨어 열기 → 상단의 "Place" 클릭 → "Keepout" 선택 → 구리 붓기를 금지해야 하는 영역 그리기 → 그런 다음 구리 붓기 작업을 수행하여 절연된 구리 없이 완전한 구리 붓기를 얻습니다.
마지막으로, 알림:
절연된 구리 처리는 PCB 설계에서 "사소한 세부 사항"처럼 보일 수 있지만, 제품의 전기적 성능, 안정성 및 수명과 직접적으로 관련됩니다. 초보자이든 선임 엔지니어이든, PCB를 설계할 때 절연된 구리를 확인하고 처리하는 습관을 길러 비용이 많이 드는 실수를 피해야 합니다.
PCB 설계자라면, 아마도 선배 엔지니어들이 "절연된 구리" 또는 "데드 구리"에 대해 이야기하는 것을 들어보셨을 것입니다. 이 두 용어는 동일한 것을 의미합니다. 즉, PCB 상의 "연결되지 않은" 구리 트레이스를 의미합니다. 사소해 보일 수 있지만, 제대로 처리하지 않으면 전체 보드의 성능이 저하되거나 제품 고장으로 이어질 수도 있습니다! 오늘은 절연된 구리의 위험성과 초보자도 쉽게 이해할 수 있도록 문제를 해결하는 방법을 간단하게 설명해 드리겠습니다!
먼저, 이해해 봅시다: "절연된 구리"란 무엇일까요? 왜 발생할까요?
간단히 말해서, 절연된 구리는 PCB 상의 구리 트레이스로, "절연"되어 있으며, 정의된 전기적 특성이 없고, 회로 네트워크(GND 또는 VCC 등)에 연결되지 않아 회로 기판의 "고아"와 같습니다.
이 절연된 구리는 의도적으로 설계된 것이 아닙니다. 대부분 구리 붓기 후에 발생하는 "사고"입니다. PCB의 부품이 너무 밀집되어 있거나 라우팅이 너무 복잡하여 구리가 영역을 완전히 덮지 못하고, 어떤 네트워크에도 연결되지 않은 작은 "스크랩" 조각을 남기는 경우입니다. 이것이 사소한 문제라고 생각하지 마세요. 파괴력은 상상 이상으로 심각합니다!
주의하세요! 절연된 구리의 6가지 주요 위험, 제품 신뢰성에 직접적인 영향
많은 초보자들은 "작은 구리 조각일 뿐인데, 걱정할 필요 없어"라고 생각하지만, 실제 프로젝트에서는 처리되지 않은 절연된 구리가 일련의 문제를 일으켜 이전의 모든 노력을 쓸모없게 만들 수도 있습니다.
절연된 구리는 숨겨진 안테나처럼 작동하여 전자기파를 적극적으로 수신하고 방사합니다. 특히 고주파 회로에서는 전자기 간섭을 심하게 증가시켜 신호 누화 및 노이즈 증가를 유발하여 신호 전송을 혼란스럽게 만듭니다.
고주파 노이즈의 "전파 채널"이 됩니다. 근처의 민감한 신호(PWM 신호 및 클럭 라인 등)가 쉽게 간섭을 받아 신호 지터 및 왜곡을 유발하여 궁극적으로 제품 기능에 영향을 미칩니다.
절연된 구리와 인접한 와이어는 "보이지 않는 커패시터"를 형성하여 노이즈를 결합할 뿐만 아니라 신호의 임피던스 특성을 변경하여 고속 신호 전송에 "치명적인 타격"을 가합니다.
대전류가 흐를 때 절연된 구리 영역은 불균일한 열 분산을 경험하고, 국부 저항이 증가하여 쉽게 과열을 유발하여 회로 노화를 가속화하고 제품 수명을 단축시킵니다.
솔더링(웨이브 솔더링 등) 중에 절연된 구리의 넓은 영역이 열로 인해 불균일하게 팽창하여 PCB가 휘어지고 박리되어 보드를 사용할 수 없게 됩니다.
에칭 및 도금 공정 중에 절연된 구리 영역은 응력 집중으로 인해 구리 호일이 분리되기 쉬워 제품의 장기적인 안정성에 영향을 미칩니다.
실용적인 팁: 초보자를 위한 절연된 구리 처리 방법 2가지
절연된 구리가 이처럼 심각한 위험을 초래한다면, 어떻게 처리해야 할까요? 다음은 가장 일반적으로 사용되고 신뢰할 수 있는 두 가지 방법이며, 필요에 따라 선택하십시오.
방법 1: 절연된 구리에 "지원 시스템" 제공 – GND 속성 할당
이것은 가장 일반적인 방법입니다. 핵심 아이디어는 절연된 구리를 "그룹의 일부"로 만드는 것입니다. 일반적으로 절연된 구리는 GND(접지) 네트워크에 할당됩니다. 작업은 간단합니다. 절연된 구리에 GND 비아를 추가하여 기본 GND 구리 레이어에 연결합니다.
참고: 전제 조건은 기본 구리 레이어에 GND 속성이 있어야 한다는 것입니다. 그렇지 않으면 새로운 전기적 문제가 발생합니다!
방법 2: 근본적으로 방지 – 구리 붓기 제외 영역 추가
절연된 구리를 완전히 피하고 싶다면, 미리 "방어"를 설정할 수 있습니다. Altium Designer(AD) 소프트웨어를 예로 들면(다른 소프트웨어에서도 논리는 유사함), 구리 붓기 전에 먼저 구리 붓기를 금지할 영역을 그립니다. 이렇게 하면 이러한 영역에서 구리가 생성되는 것을 방지하여 절연된 구리를 근본적으로 피할 수 있습니다.
작업 단계: Altium Designer 소프트웨어 열기 → 상단의 "Place" 클릭 → "Keepout" 선택 → 구리 붓기를 금지해야 하는 영역 그리기 → 그런 다음 구리 붓기 작업을 수행하여 절연된 구리 없이 완전한 구리 붓기를 얻습니다.
마지막으로, 알림:
절연된 구리 처리는 PCB 설계에서 "사소한 세부 사항"처럼 보일 수 있지만, 제품의 전기적 성능, 안정성 및 수명과 직접적으로 관련됩니다. 초보자이든 선임 엔지니어이든, PCB를 설계할 때 절연된 구리를 확인하고 처리하는 습관을 길러 비용이 많이 드는 실수를 피해야 합니다.
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