이글캐드를 활용한 제품개발 (신호등 만들기_3)

이글캐드를 활용한 제품개발 (신호등 만들기_3)

안녕하세요.

지난 포스팅에 이어서 신호등 만들기 3편을 시작하겠습니다.

기억이 잘 나지 않으신 분들은 아래 링크 확인하세요.

 

 

 

 

그럼 PCB설계에 들어가도록 하겠습니다.

PCB설계는 이전에 다루었기 때문에 상세하게 다루지 않겠습니다. 전 시간에 포스팅한 내용을 잘 읽어보시면 PCB설계는 잘하시리라 생각됩니다. 우선 이전 포스팅 때 회로 설계를 했던 신호등의 PCB개발 산출물 다음과 같습니다.

신호등 PCB도

이글 캐드를 사용하여 PCB 배선을 할 때 유용한 방법이 있습니다. 자동 배선 기능이 있는데요. 말 그대로 회로 부품 간 net를 자동으로 배선해 주는 기능입니다. Autorouter라는 기능으로 기재되어 있습니다. 위의 신호등 PCB는 Autorouter라는 기능을 사용하여 설계하였습니다. 실제 양산형 설계를 할 때는 잘 사용하지 않는 방식입니다. 왜냐하면 회로 부품 간 배선은 EMC와 깊은 관계가 있습니다. EMC설계를 기본으로 PCB설계를 하신 분들은 잘 이해가 되실 겁니다. 하지만 이 Autorouter라는 기능도 꽤 유용하게 사용하실 수 있습니다. 저 같은 경우는 EMC관련 배선은 수동으로 진행합니다. 가장 문제가 될만한 배선부터 우선순위를 정해서 설계를 진행하고, EMC에 큰 영향이 없는 부분은 그냥 Autorouter로 돌리는 거죠. 그리고 반드시 확인해야 할 내용은 Autorouter로 자동배선시 100% 배선이 되었는지 확인해야 합니다. 좁은 영역에 많은 회로부품이 실장 되어 있는 경우 100% Autorouter가 안 되는 경우도 있거든요. 그리고 Autorouter로 실행을 하면 여러 경로로 배선이 그려집니다. 각 경로마다 스루홀의 개수도 달라지게 되지요. 스루홀이 많을 수록 PCB단가는 올라가게 됩니다. 단가가 올라가면 좋은 설계라 할 수 없습니다. 하지만 EMC 문제를 예방하기 위해 GND 또는 POWER용 스루홀을 많이 뚫기도 합니다. 즉 비용과 품질은 반비례 관계를 가지고 있다고 보시면 됩니다. 제가 현직에 종사했을때 신입사원들에게 했던 말이 있습니다. '일주일만 배우면 회로설계, PCB설계 다 할 수 있다. 그런데 10년을 넘게 설계를 해도 설계란게 항상 어렵고 정답이란없다. 배울수록 어렵고 경험할수록 어려운게 설계인것 같다'고 말이지요.

추가로 PCB 제작 관련하여 이야기를 나눠볼 까 합니다. PCB 설계가 끝나면 거버데이터를 작성합니다. 그리고 나서 PCB를 어떻게 제작해야 하는지 사양을 결정해야 하거든요. 거버데이터  작성은 다음 포스팅에서 다뤄 보겠습니다. 

PCB제작 의뢰시 다음과 같은 정보가 필요합니다.

1. PCB 층수
   • 1층에서 부터 다층 제작이 가능합니다. 층수(Layer)가 많을 수록 단가는 비싸집니다. 신호등 PCB는 2층으로 제작하였습니다.
2. PCB 두께
   • 0.4/0.6/0.8/1.0/1.2/1.6/2.0mm 두께가 가능합니다. 두께가 두꺼울수록 단가는 비싸집니다.
3. PCB 색상
   • 솔더 마스크의 색상입니다. 녹색/빨강/노랑/파랑/화이트/검정/보라 등의  색상 선정이 가능합니다. 용도에 따라서 색상을 결정하곤 합니다 통상 녹색이 기본 색상이고 내부에 LED가 실장되어 있는 경우 빛의 반사를 통해 더욱더 밝게 하기 위해 화이트 색상의 솔더 마스크를 사용합니다.
4. 표면 마감
   • HASL(유연)/HASL RoHs(무연)/금도금/니켈도금/Pre-Flux등이 있습니다. 단가, 제품의 사용용도, 환경물질 제한 등의 조건에 따라서 표면 마감이 달라집니다.
5. 외층 구리 두께
   • 1oz(35um)/2oz(70um)를 사용합니다. 구리의 두께가 두꺼운 쪽이 당연히 단가가 비싸고 구리의 두께는 사용 전류와 관계가 있기 때문에 제품의 요구 사양에 맞춰서 결정하면 됩니다.
6. 내층 구리 두께
   • 0.5oz(18um)/1oz(35um)/2oz(70um)를 사용합니다. 
7. PCB 재료
   • CEM3/FR4 등이 있습니다. 어떤 소재를 사용하여 PCB를 만드냐에 따라서 결정됩니다. 요즘은 FR4를 주로 많이 사용합니다. 
8. Tg (유리전이온도)
   • PCB재료가 일정 이상의 온도가 넘어가면 흐물흐물 해지는 물성을 가집니다. 이를 Tg(유리전이온도)라고 합니다. 사용할 제품의 요구온도에 맞춰서 Tg를 결정하면 됩니다. 당연히 Tg가 높을 수록 단가는 올라가게 됩니다.

 

개략적으로 위의 정보만으로도 PCB발주가 가능합니다. 어떠신가요? 경험이 많지 않으면 위의 사양을 결정하기가 결코 쉽지 않습니다만 하나씩 하나씩 배우고 경험해 가면 훌륭한 설계자가 되어 있을겁니다.

그럼 다음시간에는 PCB발주를 위한 거버 데이터 출력 방법에 관해서 포스팅 하도록 하겠습니다.