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PCB PCB 및및

Layout Layout 소개소개, , 환경환경

설정설정

및및

보드보드(Board) (Board) 설계설계

www.dongyang.ac.kr

전기전자통신공학부

안태원

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9주차

강의

학습주제

PCB 및 Layout 소개, 환경 설정 및 보드(Board) 설계

목표 및 내용

인쇄회로기판의 기초지식

OrCAD Layout Plus 기능 및 설계 환경 설정

보드 템플리트와 보드 설계

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PCB란

무엇인가

인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)회로부품을 접속하기 위한 전기배선을 설계된 회로에 근거하여

절연물상에 적당한 방법으로 전기도체를 사용하여 배선도형을 통해

표현한 것.PCB를 종류별로 구분하는 방법

형상에 의한 분류 : 회로의 층수에 의한 분류와 유사

• 단면 PCB (Single Side PCB) • 양면 PCB (Double Side PCB)• 다층면 PCB (Multilayer PCB)• 플렉시블 PCB (Flexible PCB)

제조방법에 의한 분류

• 스루홀 PCB (PCB With Plated Through Holes)• 비스루홀 PCB (PCB With Plain Holes)• 다층면 PCB• 플렉시블 PCB

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PCB의

종류별

구조

(a) 단면기판(b) 양면기관

(d) 6층기판(c) 4층기판

내층패턴

내층패턴

제5절연층

제4절연층

제1절연층

제2절연층

제3절연층

동박

절연층

동박

동박

절연층

제1절연층

동박

제2절연층

제3절연층

동박

동박

동박

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PCB 관련

용어

▶ PCB인쇄 회로기판(Printed Circuit Board)PWB(Printed Wiring Board)라고도 함

▶ 동박면(Bottom View, Solder Side) 동박 또는 회로(X축 patten)가 있는 면으로서 납땜되는 면

▶ 부품면(TOP View, Component Side)동박 또는 회로 (Y축 patten)가 있는 면으로서 부품이 삽입되는 면

▶ 홀(Hole)부품의 단자 및 전기접속용 리드(Lead)를 통하기 위한 구멍

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각종

홀(Hole)의 종류

□ 스루 홀(Through hole)부품 면과 동박면(다층기판에서는 내층)을 전기적으로 연결시키기 위한

구멍으로, 홀 안쪽은 도금이 되어있고, 부품을 장착하는데도 이용

□ 비어 홀(Via hole)부품 면과 동박면 또는 다층기판의 층간도통을 위한 스루홀로서, 이 경우는

홀

직경이 작을수록 바람직

□ 브라인드 비어(Blind via)1층과 2층, 또는 3층과 4층 사이를 도통시켜주는 홀과 같이 홀의 한쪽, 혹은

양쪽이 층 내부에 묻혀있는 경우

□ 랜드 없는 스루홀(Landless through hole)일반적으로 스루홀 주위에는 랜드(Land)를 만들어 두는데, 랜드 없는 스루홀은

랜드 없이 패턴 위에 스루홀을 만드는 경우로 PCB 면적을 효율적으로 사용하기

위한 경우

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PCB 주요

용어

▶ 랜드(Land)전기회로 부분중 부품단자를 접속하거나 삽입시키기 위해 홀 주위에

마련한 도체

▶ 패턴(Pattern)부품 및 회로의 상호접속 때문에 절연판 위에 형성된 동박선 또는 동박

▶ Solder Land동박중 필요한 부분만 납땜이 되도록 Solder resist를 제거해 형성된 부분

▶ Solder Resist(Solder mask)Solder land와 반대의 뜻을 가지며, 패턴에서 납땜을 요구하는 부분만

남기고

절연체로서 인쇄하여 납땜시 근접 패턴간에 브리지(Bridge)를 방지하고

패턴의 산화를 막기 위한 절연 잉크 피막

▶ Marking(Symbol mark)PCB 부품번호, 위치 또는 상호간의 접속관계를 표기하기 위한 문자나 부호로

생산성 및 애프터서비스의 향상을 기하기 위한 것

▶ V-CutPCB에 부품을 장착한 후 불필요한 부분을 잘라내기 위해 만든 V자형 홈

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PCB설계의

다섯

단계

① 설계도 작성(Netlist 작성 : *.mnl)

② 부품배치(Component Placement)

③ 배선(Board Routing)

④ 후처리 과정(Post Processing)

⑤ 설계도구간의 상호정보 교환

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Layout Plus 설계

창의

구성

9

설계도구(Design Toolbar)

10

설계도구(Design Toolbar)

11

설계도구(Design Toolbar)

12

Layout의

스프레드시트(Spreadsheet) 메뉴

►

Strategy

상태도면내의 각종 매개 변수 값을 변경하는 경우에는 새롭게 배치를

하거나

배선에 따른 전략파일(Strategy : *.SF)을 작성한다.

►

Statistics

footprint나 부품, 레이어, 네트, padstack, 배치나 배선 그리고 비어에

관련된 정보를 나타낸다.►

Layers

각 층의 배선, 문서 또는 드릴과 관련된 층을 추가, 삭제, 또는 수정하는

경우 사용되는 메뉴►

Padstacks

각 핀에 대해 각층별 패드의 위치, 형태 및 크기를 확인하기 위하여

사용되는 메뉴►

Footprints

설계에 사용된 실제부품들의 라이브러리를 살펴보기 위하여 사용하는

메뉴►

Packages

핀 혹은 게이트의 교환을 위해서 핀 혹은 게이트의 논리적인 정보를

보기 위하여 사용하는 메뉴

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►

Components

부품의 footprint, 패키지명, 위치, 회전, 배선상태, 부품의 그룹 상태를 확인하기

위하여 사용하는 메뉴►

Nets

연결신호의 폭, 간격, 보드의 층, 형태 및 배선 상태 등의 정보를 확인하기 위하여

사용하는 메뉴►

Obstacles

선, copper pour 및 보드외곽선 등과 같이 보드설계에서 사용된 obstacles 관련 내용을 나타내기 위하여 사용하는 메뉴

►

Text

PCB 설계에서 문자를 작성, 편집하기 위하여 사용하는 메뉴►

Error Markers

에러의 형식이나 에러가 발생한 위치를 나타내기 위하여 사용하는 메뉴►

Drill Chart

드릴크기와 입력공차에 드릴심볼을, 드릴차트에 설명문자를 할당하기

위하여 사용하는 메뉴►

Apertures

Aperture 리스트를 만들거나 보드설계로부터 작성된 Aperture를 살펴보기

위해서 사용되는 메뉴

Layout의

스프레드시트(Spreadsheet) 메뉴

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설계환경의

설정

(단위

및

그리드)

1 inch = 1000 Mil = 25.4 mm1 Mil = 0.001 inch = 0.0254 mm

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설계환경의

설정

(작업

도면

크기)

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보드

템플리트(Board Templates)

템플리트(Template)보드 각층의 구조, 그리드의 설정, 간격의 규칙, 기본적인 트랙폭 등

보드의 외곽선 및 특정보드 설계를 위한 설계규칙

보드 템플리트(Board Templates)기술(Technology) 템플리트 내용에 보드 작성에 관련된 보드의외형, 커넥터, Obstacle등)을 정의

하나의 설계 이상에서 유용

템플리트 파일에 추가할 수 있는 내용들

비 전기적인 부품

특정한 위치에 배치하여야 하는 부품

가공홀(Tooling holes)과 조립홀(Mounting hole)보강재(Stiffeners)조립도에 대한 정보

기계적인 부품

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보드

템플리트

작성

실습

사용자 모드의 보드 템프리트의 작성 (*.tpl)

설계 보드 층의 편집

보드 외곽선의 작성

템플리트에 부품 추가

템플리트에 미리 배치해놓을 필요가 있는 부품이 있는 경우

커넥터, 특별한 위치가 필요한 부품, 고정 혹은 기구홀 등

네트폭(Net widths) 기본값 설정

설계규칙의 추가

부품의 배치지정(Keepout)/금지영역(Keepin)비어와 배선 금지영역

동박 영역(Copper Area)배선간격 설정

높이제한 영역

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설계

보드층의

정의

■

상태도면(Spreadsheet) 아이콘 Layers를 선택

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새로운

보드의

작성

■

Capture에서 설계도를 작성 네트리스트(.MNL)

▪

Footprint 이름

▪

전기적인 패키지

▪

부품이름(참고명칭의 이름)

▪

네트 이름

▪

네트 당 부품 핀

▪

네트 및 부품의 속성

■

AutoECO 과정

▪

Electronic Change Order

▪

설계에 대한 물리적(TPL 템플리트), 전기적(MNL 템플리트) 특성을 서로 대응시킴

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새로운

보드

설계의

순서

시 작

?

보드 템플리트

선택 (TPL)

네트리스트

파일 선택( MNL)

보드 파일

저장(MAX)

?새기술 템플리트

로드 ( TCH)

끝

기술파일

선택 (TCH)

별도의 기술파일(TECHNOLOGY)

을 적용하는가?

새로운 설계에 사용될

보드 외각선이 존재하는가?

YES

NO

NO

YES

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AutoECO 과정

►

Footprint가 회로도 내의 부품에 할당되어 있지 않는 경우

Link Footprint to Component 대화상자

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Footprint를

부품에

링크하기

►

Link Footprint to Component Link Existing Footprint to Component 선택