Altium Designer 기반 Schematic에서 PCB 설계까지의 가이드라인

PCB는 Printed Circuit Board의 줄임말로 전자 인쇄 기술로 제조되며 부품의 전기적 연결을 담당합니다. 회로도는 회로 설계자가 설정한 관련 기능을 최종적으로 구현하기 위해 회로도의 복잡성과 PCB 크기에 따라 PCB의 레이어 수를 결정하는 PCB 설계가 고수해야 하는 유일한 원칙입니다. 레이어 수에 따라 PCB는 단일 레이어, 이중 레이어, 4 레이어, 6 레이어 및 여러 레이어가 있는 기타 유형의 PCB로 분류할 수 있습니다. 전자 기술의 발달로 PCB는 모든 분야에 광범위하게 적용되어 거의 모든 전자 기기에 탑재되고 있습니다.

각각의 장단점을 가진 PCB 설계 소프트웨어에는 많은 종류가 있는데 이 글에서는 회로도 설계부터 PCB 설계 파일 생성까지의 과정에서 Altium Designer를 적용하고 있습니다.

디자인 프로세스

• 계획 설계

제품 유형을 설계하기 전에 회로의 기본 모듈을 계획하고 회로도를 작성하는 방식 설계를 수행해야 하며 모두 수동으로 완료할 수 있습니다. 그런 다음 PCB 설계 프로세스를 나타내는 예제로 간단한 설계를 적용합니다.

• 회로도 설계

모든 것은 아이디어에서 시작됩니다. 그런 다음 회로도와 마지막으로 PCB 설계가 나옵니다. 회로도 설계는 PCB 설계의 기본이며 PCB 설계의 영향과 관련이 있으므로 회로도에서 문제가 발생하면 PCB에 약간의 실수가 발생해야 합니다. 따라서 회로도 설계의 정확성과 정확성을 결정하는 것이 무엇보다 중요합니다.

• 개략도 설정

1). Altium Designer를 열고 메인 인터페이스로 들어갑니다.

우선순위에 따라 File>>New>>Project>>PCB Project를 클릭하고 이 파일을 저장하기 전에 엔지니어 설정을 완료하십시오. 엔지니어링 파일 설정의 한 가지 장점은 회로도 기호 파일(.schlib), PCB 패키징 파일(.pcblib), 회로도 파일(.SCH) 및 PCB 파일(.PCB)을 포함한 파일을 관리하기가 편리하다는 것입니다. 엔지니어링 파일에 모두 포함되어 있습니다. 회로도의 번역 및 편집 후에는 회로도와 PCB가 상관관계가 있는 것으로 간주하여 파일 간에 상호 작용할 수 있도록 net list가 PCB에 표시됩니다. 동일한 엔지니어링 파일에 넣지 않으면 PCB와 회로도는 서로 독립적으로 간주되며 회로도의 순 목록은 PCB 파일에서 자동으로 시작되지 않습니다. 엔지니어링 파일이 없으면 PCB에서 net list를 이끌어가는 과정에서 회로도의 경로를 찾아야 합니다. 어느 정도는 엔지니어링 파일을 설정하는 것이 더 편리합니다.

2). 회로도는 완전히 회로도 기호 간의 연결을 통해 이루어지므로 회로도 기호를 먼저 설정해야 합니다.

엔지니어링 파일에서 File>>New>>Libraries>>Schematic Libraries를 클릭하고 저장합니다. 회로도 파일에 있는 동안 필요한 회로도 기호를 순서대로 설정합니다. 이 기사의 회로에서 스위치, LED 및 소켓은 모두 회로에 포함되며 이러한 구성 요소의 기호는 Altium Designer에서 유지됩니다. 그러나 요구 사항과 완전히 호환되는 디자인을 설정하려면 자체 라이브러리를 설정하는 것이 가장 좋습니다. 사실 내장 라이브러리를 사용하는 엔지니어는 거의 없습니다. 라이브러리를 구축하는 과정에서 LED의 양극과 음극 또는 트랜지스터의 3개 단자와 같은 핀 이름과 표시의 정확성을 보장할 수 있는 설계를 기반으로 해당 구성 요소의 사양을 찾아야 합니다.

삼). PCB 패키징 설립.

파일>>새로 만들기>>라이브러리>>PCB 라이브러리(.pcblib)를 클릭하고 저장합니다. PCB 패키징이 잘 확립되었는지 여부는 PCB의 제조 가능성을 결정합니다. 위에서 언급한 양극과 음극 및 도식 기호 간의 일치 외에도 많은 세부 사항에 초점을 맞춰야 합니다. 예를 들어 QFP 패키지는 사양이 일반적으로 후면을 제공하므로 PCB 패키지 구축 과정에서 이미징을 통과해야 한다는 점에서 많은 주의를 기울여야 합니다. 그렇지 않으면 설정된 라이브러리가 반대입니다. 부품용 패드와 비아의 크기도 원칙을 따른다. 부품 비아의 크기는 부품 핀의 직경에 따라 달라지지만 패드의 직경은 비아의 크기에 따라 달라집니다.

LED 직경이 3mm, 핀 간격이 2.54mm, 핀 직경이 0.6mm인 LED 패키지의 예를 들어보겠습니다. PCB 라이브러리의 인터페이스에서:

a. 패드 배치
①. 패드의 직경 =부품 핀의 직경 + 0.3mm + 0.9mm를 통해;
②. 패드는 원형으로 설계되었습니다. 직경 =패드 비아 직경 0.9mm + 1.2mm =2.1mm(일반적으로 1면 보드 + 1.2mm 동안 2면 + 1.0mm),
③. SMT를 적용할 경우 패드는 보통 최상층에 위치합니다.
④. 배치 좌표:X(-1.27mm) 및 Y(0);
⑤. 패드는 1핀으로 정의(지정자는 1로 정의),
⑥. 두 번째 패드는 배치 좌표가 X(1.27mm), Y(0)인 점을 제외하고는 동일한 방법으로 배치하고 패드는 지정자를 2로 정의한 2핀으로 설계합니다.

컴포넌트 패키지에서는 제작의 편의를 위해 원점을 컴포넌트의 중심으로 하기 때문에 위에서 언급한 패드의 좌표는 각각 1.27, - 1.27.

b. 실크스크린은 패드 배치 직후에 그려집니다.

c. 파일을 저장하고 이름을 지정합니다.

4). 부품과 PCB 패키지의 회로도 기호가 설정되면 회로도 기호와 PCB 패키지가 연결됩니다.

PCB 패키지는 component 속성에서 도식적인 기호로 연결되어야 합니다. 회로도 기호 라이브러리 및 PCB 패키지 라이브러리를 설정한 후 해당 라이브러리를 편집하고 번역해야 합니다. 한편 Altium Designer는 각 구성 요소의 정보를 확인하고 오류가 발생하면 힌트 창이 자동으로 팝업됩니다.

5). 개략도.

회로도 기호 및 PCB 패키지 설정 후 회로도 그리기가 시작됩니다. 프로젝트 파일에서 File>>New>>Schematic을 클릭합니다.

회로도의 인터페이스에서 A4 도면이 선택됩니다(실제로 프로젝트에 따라 적절한 도면을 선택할 수 있습니다). 그런 다음, 설정된 회로도 기호를 찾아 회로도 인터페이스에 하나씩 넣습니다. 마지막으로 핀은 전기 연결선을 통해 연결해야 합니다.

회로도가 완성되면 설계상의 오류를 자동으로 확인할 수 있습니다. 회로도에서 완성된 다이어그램을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 팝업 메뉴에서 "컴파일 문서 ***.Schdoc"을 선택합니다.

• PCB 파리 설치

프로젝트 파일에서 파일>>새로 만들기>>PCB>>저장을 클릭합니다.

1). PCB의 Draw sheet 프레임과 그 크기는 시스템 구조에 따라 설정할 수 있습니다. Mechanical 1에서는 PCB 시트 프레임이 그려집니다. 이 기사의 예에서 PCB의 크기는 62*55mm입니다.

2). 리드 컴포넌트 입력. 회로도 및 넷 리스트의 컴포넌트 정보는 PCB에서 리드됩니다. 디자인>>"PCB 문서 업데이트 ***.pcbDOC">> "변경 사항 확인" 및 "변경 사항 실행"을 클릭합니다.

삼). 디자인 규칙 설정. 이 부분에서는 선폭, 선간 거리, 전원선과 접지선의 선폭을 설정합니다.

4). 형세. 좋은 레이아웃은 절반입니다. 레이아웃에서 고수해야 하는 규칙은 다음을 포함해야 합니다.
a. 위치 구멍을 고정해야 합니다.
b. 고정 위치가 필요한 구성 요소는 다른 구성 요소를 이동할 때 이동하지 않도록 먼저 고정해야 합니다.
c. 레이아웃은 기능 모듈을 기준으로 큰 것부터 작은 것, 어려운 것부터 쉬운 것 순으로 이루어져야 합니다.

5). 라우팅. 라우팅은 구성 요소를 연결하기 위해 PCB에 라인과 비아를 배치하는 프로세스입니다.
a. Interactive Routing:Place>>Interactive Routing을 클릭하면 커서가 라우팅을 위해 십자형으로 변환됩니다.
b. 자동 라우팅:자동 라우팅>>모두>>모두 라우팅을 클릭합니다. 그런 다음 자동 라우팅이 시작됩니다.

6). 눈물방울과 구리 코팅을 추가하면 리드와 패드 사이 또는 스루홀 비아 사이의 기계적 강도를 강화하는 데 도움이 됩니다.

일반적으로 라우팅 후 PCB에 대규모 구리 코팅을 구현해야 합니다. 일반적으로 접지선과 연결하고 접지선 면적을 늘리기 위해 구리 코팅을 하게 되는데, 이는 전원 및 신호 전송을 안정적으로 하기 위해 접지선 임피던스를 낮추는 데 유리합니다.

7). 콩고.

도구>>디자인 규칙 검사를 클릭합니다. 정보 게시판을 통해 오류 보고서 목록을 통해 PCB 설계를 수정할 수 있으며 오류가 발생하지 않을 때까지 DRC를 수행할 수 있습니다.

PCB 파일 출력

• Gerber 파일:PCB 제조업체에 제공됩니다.
• 조립도:이 파일은 작업장에 사용 설명서로 제공됩니다.
• 구성 요소 좌표:기계에 자동 장착하기 위해 작업장에 제공됩니다.
• BOM:소싱부서 및 제조부서에 제공됩니다.
• 필요시 다른 형식의 기타 파일입니다.

디자인 완료

지금까지 회로도에서 PCB 파일 출력까지 전체 PCB 설계를 완료했습니다. 이 문서는 이 프로세스의 개요를 제공하며 더 자세한 내용은 실습에서 발견할 것입니다.

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