원활한 프로젝트 시작을 위해 브레드 기판과 프로토타입 기판에 대해 알아보기

컴퓨터와 회로 시뮬레이션 소프트웨어가 대중화되기 이전 시대의 전자 설계자는 회로의 성능을 평가하기 위해 도면 기판에서 브레드 기판으로 이동했습니다. Spice 시뮬레이션과 관련된 변형품이 있는 지금도 프로토타입을 제작해야 하는 회로가 있습니다. 예를 들어 Spice는 오디오 회로의 사운드 방식을 알려주지 않으므로 브레드 기판으로 만들어야 합니다.

어렸을 때 브레드 기판이라는 단어는 문자 그대로 부엌에서 빵 자르는 판을 뜻했습니다(그림 1).

그림 1: 과거 브레드 기판 프로토타입의 예입니다. 부품은 나무판에 나사로 고정했으며 못은 연결 지점을 의미했습니다. (이미지 출처: Bud Industries)

다행히 지금은 어머니의 도마가 이런 일을 겪지 않도록 무납땜 브레드 기판이나 인쇄 회로 기판(PC 기판)을 사용할 수 있습니다. 무납땜 브레드 기판 단자 스트립의 좋은 예로 81.3mm x 52.8mm 크기의 Bud Industries의 BB-32621을 들 수 있습니다(그림 2).

그림 2: BB-32621은 소형 무납땜 브레드 기판 단자 스트립의 한 예입니다. (이미지 출처: Bud Industries)

이 기판에는 전력(+)과 음극 또는 접지(-)를 분배하기 위해 기판의 긴 쪽을 따라 멀티탭 4개가 가로로 배열되어 있습니다. 짧은 쪽은 세로 스트립이 기판 너비를 가로질러 이어집니다. 이곳이 부품을 연결하는 지점이 됩니다. 대부분의 스루홀 IC에 적합한 폭을 가진 중앙 통로는 연결 지점 버스를 분리합니다(그림 3).

그림 3: BB-32621의 내부 모습에서 멀티탭 컨덕터와 연결 지점 컨덕터의 배열을 볼 수 있습니다. (이미지 출처: Bud Industries)

브레드 기판의 홀 간격은 2.54mm입니다. 이 간격은 대부분의 스루홀 IC의 간격과 일치합니다. 무납땜 단자 스트립에는 사용 가능한 연결 지점이 400개 있으며 300개는 부품 연결용 지점이고, 100개는 전력 분배 연결용 지점입니다. IC는 중앙 통로 위에 가로로 배치됩니다(그림 4).

그림 4: 간단한 555 타이머 회로 및 해당 브레드 기판의 레이아웃. (이미지 출처: Bud Industries)

스루홀 IC가 없어지고 표면 실장 장치(SMD)가 표준이 됨에 따라 SMD를 무납땜 브레드 기판에 연결하기 위해 소켓 어댑터가 필요할 수도 있습니다. Logical Systems Inc. PA-SOD3SM18-16은 표면 실장 DIP 패키지 어댑터의 한 예입니다(그림 5).

그림 5: PA-SOD3SM18-16은 무납땜 브레드 기판에 적합한 2.54mm 핀 간격을 가진 16핀 DIP 패키지에 SOIC IC를 적용합니다. (이미지 출처: Logical Systems Inc.)

대규모 프로젝트의 경우 230mm x 175mm 크기의 프레임 실장 브레드 기판인 Digilent Inc.의 340-002-1과 같은 무납땜 브레드 기판을 사용할 수 있습니다(그림 6).

그림 6: 340-002-1은 대규모 프로젝트를 위해 강철 프레임에 실장되어 있는 더 큰 무납땜 브레드 기판입니다. (이미지 출처: Digilent Inc.)

340-002-1은 630개의 연결 지점을 가진 단자 스트립 3개와 100개의 분배 지점을 가진 스트립이 5개 있는 복합 브레드 기판으로 모두 강철 지지판에 실장됩니다. 전력과 접지 연결용 바인딩 포스트 4개가 포함되어 있습니다.

이 무납땜 브레드 기판은 교육 프로젝트 및 저주파 회로에 이상적입니다. 커다란 컨덕터를 사용하면서 발생하는 큰 기생 유도 용량과 정전 용량으로 인해 전환 시간이 빠른 고주파 회로 또는 디지털 회로에는 적합하지 않습니다. 이러한 유형의 프로젝트는 Bud Industries의 EXN-23404-PCB와 같은 프로토타입 PC 기판에서 가장 잘 구축됩니다(그림 7).

그림 7: 부품을 기판의 홀 그리드 어레이에 납땜하는 일반적인 인쇄 회로 프로토타입 기판을 보여줍니다. (이미지 출처: Bud Industries)

이 프로토타입 PC 기판의 크기는 102.1mm x 98.3mm이며 두께가 1.6mm인 FR4 에폭시 유리를 사용하여 구성됩니다. 중심 거리가 2.54mm이고 홀 지름이 1.3mm인 도금된 스루홀 그리드 어레이가 있습니다. 이 유형의 프로토타입 기판은 부유 리액턴스를 최소화하며 홀이 매우 근접해 있어서 배선을 매우 짧게 할 수 있습니다. PC 기판의 선택된 영역에 구리 호일을 납땜하여 접지면을 통합할 수 있습니다. 무납땜 브레드 기판의 경우와 마찬가지로 2.54mm 홀 패턴에 알맞은 어댑터를 사용하여 표면 실장 IC를 추가할 수 있습니다.

결론

지금까지 회로 프로토타입을 만드는 간단하고 일반적인 접근 방법을 몇 가지 보여 드렸습니다. PC 기판 레이아웃을 만들고 제조하는 것과 비교하면 확실히 사용하기 쉽고 회로에 대해 배우는 데 매우 도움이 될 수 있지만 그 한계점도 알고 있어야 합니다.