Altium Designer의 고속 PCB 설계 지침 및 기술

Zachariah Peterson
|  작성 날짜: 유월 29, 2021
Altium Designer의 고속 PCB 레이아웃 기술에 대한 가이드

고속 PCB 레이아웃 및 라우팅은 복잡할 수 있으며 다양한 고려 사항을 필요로 합니다. 설계를 위한 중요한 고속 레이아웃 기술 및 라우팅 지침은 전송 회선의 트레이스 폭부터 접지용 주입 영역 간격, 귀로 추적, 정의된 특성 임피던스 등까지 모든 것을 포괄합니다. 단순한 설계 소프트웨어 패키지는 이러한 모든 제약 조건을 한 번에 처리할 수 없어서 회로 기판 설계자가 모든 상호 연결을 수동으로 확인하고 오류가 식별되는 경우 많은 시간을 소비하여 레이아웃을 재작업하게 만듭니다.

Altium Designer는 전자 제품을 처리하기 위해 구축된 유일한 설계 애플리케이션입니다. 설계 팀은 단일 애플리케이션의 고급 도구 기능을 활용해 최고의 고속 PCB 설계 지침을 쉽고 빠르게 구현하여 신호 무결성을 보장하는 설계를 할 수 있습니다. PCB 설계자는 고속 PCB 레이아웃을 만들려면 많은 계산과 측정 및 설계 규칙 준수가 필요하다는 것과 Altium Designer가 이러한 여러 중요한 작업을 자동화하는 데 도움이 된다는 것을 알고 있습니다. 신호 무결성을 유지하면서 설계 프로세스를 간소화하려면 다음 회로 기판에서 이러한 고속 PCB 설계 기술을 구현해야 합니다.

ALTIUM DESIGNER®

전문 설계자와 PCB 제조업체를 위한 업계 최고의 전자 설계 및 시뮬레이션 애플리케이션입니다.

오늘날의 최신 전자 장치는 더 빠른 속도와 더 높은 복잡도를 갖추고 있으며 그 어느 때보다 정확한 라우팅을 필요로 합니다. 고속 설계의 기능은 미래에도 계속 발전할 것이기 때문에 설계자는 최고의 고속 PCB 설계 지침 및 라우팅 사례를 구현하여 설계가 제대로 작동하도록 보장해야 합니다. 임피던스 제어, 귀환 회로 설계, 고주파 EMI와 같은 설계의 중요한 요소들은 고속 PCB 레이아웃 설계에서 시작에 불과합니다.

고속 회로 기판 레이아웃에서는 많은 요구 사항을 충족해야 합니다. 올바른 설계 소프트웨어를 사용하면 이러한 요구 사항을 설계 규칙으로 지정할 수 있습니다. 이러한 규칙은 부품을 배치하고 고속 전송 회선을 라우팅할 때 적용됩니다. Altium Designer는 고속 회로 기판이 규칙대로 작동하고 업계 표준을 준수하도록 하는 이상적인 PCB 설계 소프트웨어 패키지입니다.

고속 PCB 레이아웃 및 설계란 무엇일까요?

모든 고속 PCB에는 빠른 에지 속도를 갖춘 신호가 있어 다양한 신호의 전력 스펙트럼 밀도가 높은 GHz 범위로 확장됩니다. 고속 PCB의 이러한 부품은 빠르게 전환되며, 제대로 라우팅되지 않으면 상당한 EMI 신호를 생성할 수 있습니다. 따라서 레이아웃, 라우팅, 귀환 회로 설계, 특성 임피던스 계산 및 여러 기타 요인이 이러한 설계의 안정성과 무결성을 결정합니다.

레이아웃 및 라우팅에서 중요한 고속 PCB 설계 지침 중 몇 가지는 다음과 같습니다. 이러한 지침은 레이아웃 및 라우팅 중에 신호 무결성을 보장하고 Cross talk, 방사 및 임피던스 불연속성과 같은 EMI 문제를 방지하기 위한 것입니다.

  • 접지면(Plane), 전원면(Plane) 및 스택업: PCB 스택업이 고속 전송 회선 아래에 균일한 접지를 가지고 있는지 확인하고 접지면/전원면(Plane)의 사이를 통과하여 라우팅하지 마세요.
  • 특성 임피던스: 특성 임피던스와 입력 임피던스가 고속 상호 연결에서 특정 값을 갖도록 전송 회선에 특정 트레이스 폭을 적용해야 합니다.
  • 전송 회선 간격: 심각한 Cross talk를 방지하고 신호가 수신기에서 노이즈 마진을 초과하지 않도록 보장하기 위해 PCB의 배선 간격 사이에 충분한 거리를 두세요.
  • 전원 무결성: 전원면과 접지면을 서로 나란히 배치하세요. 특히 고속 컴포넌트에 전원을 공급할 PDN 부분을 배치하여 과도한 Ringing 현상을 방지하세요.
  • 버스 및 차동 쌍 라우팅: 병렬 버스 및 차동 쌍에서 타이밍을 일치시켜 중요한 신호 간의 지연 현상를 최소화하세요.
  • 컴포넌트 배치: 모든 중요 신호가 최소한의 레이어 전환으로 라우팅될 수 있도록 PCB 레이아웃에 중요 고속 부품을 배치해야 합니다.

이 일반 지침 목록은 설계 시 고속 PCB 레이아웃에서 흔히 발생하는 신호 무결성 문제를 겪지 않도록 하는 데 도움이 됩니다. 최고의 PCB 설계 소프트웨어를 사용하면 이러한 요구 사항을 설계 규칙으로 프로그래밍하여 복잡한 레이아웃이 신호 무결성을 유지하도록 할 수 있습니다.

설계 규칙에 대해 고속 PCB 레이아웃 기술을 빠르게 확인

설계 규칙은 창의성을 제한해서는 안 되지만, 레이아웃이 완료된 후 설계가 규칙대로 작동하도록 하는 데 도움이 됩니다. Altium Designer의 모든 라우팅 및 레이아웃 도구는 위의 지침 목록과의 라우팅 가능성 및 호환성을 보장하기 위해 통합 규칙 기반 설계 엔진을 기반으로 구축됩니다.

고속 PCB 레이아웃 임피던스

이 간단한 PCB는 신호 무결성을 보장하기 위해 고속 신호에 대한 임피던스 제어 라우팅을 필요로 합니다.

강력한 고속 PCB 라우팅 엔진

컴포넌트를 레이아웃에 배치한 후에는 신중하게 조정하여 저속, 고속 및 DC 신호에 대해 쉬운 라우팅을 보장해야 합니다. 특히 핀 수가 많은 BGA처럼 매우 복잡한 설계에서는 많은 부품과 네트로 인해 라우팅하기가 어려울 수 있습니다. 부품, 감결합 회로 레이아웃 및 전원 공급 회로 간의 경로를 짧게 유지하면 손실이 낮게 유지되지만, 이 경우 고속 PCB 레이아웃에서 설계 규칙과 임피던스 제어를 적용하는 라우팅 기능 세트가 필요합니다.

고속 PCB 설계를 위해 규칙 기반 PCB 라우팅 엔진 사용

Altium Designer의 규칙 기반 라우팅 엔진은 작업 시 간격 제약 조건, 라우팅 길이 제한 제약 조건 및 트레이스 임피던스 제약 조건을 적용하여 기본 라우팅 지침을 준수할 수 있도록 합니다. 다른 PCB 설계 소프트웨어를 사용하는 경우에는 레이아웃이 완료된 후 DRC를 수동으로 실행해야 하므로 설계 오류 및 재작업을 겪을 가능성이 있습니다. Altium Designer를 사용하면 PCB 레이아웃을 만들 때 조기에 오류를 발견하고 수정하여 기본 고속 PCB 레이아웃 기술을 준수할 수 있습니다.

또한 Altium Designer의 자동 인터랙티브 라우팅 유틸리티를 사용하면 고속 PCB 레이아웃 전반에서 모든 라우팅 토폴로지를 구현할 수 있습니다. PCB 레이아웃에 간격 규칙과 특성 임피던스 제어를 적용한 경우 자동 인터랙티브 라우팅 도구가 레이아웃이 이러한 중요한 설계 규칙을 준수하도록 하면서 라우팅을 자동화해 줍니다. 이러한 도구는 EMI, 스큐, 임피던스 불연속 및 기타 신호 왜곡 소스와 관련된 주요 문제를 겪지 않도록 하는 데 도움이 됩니다.

고속 PCB 레이아웃 소프트웨어

오직 Altium Designer만이 고급 고속 PCB를 위한 완벽한 설계 및 레이아웃 도구 세트를 제공합니다.

정확하게 라우팅하도록 도와주는 고속 PCB 설계 기술

업계 최고의 회로 기판 설계 소프트웨어 패키지인 Altium Designer는 전적으로 규칙 기반 설계 엔진에 구축된 직관적인 설계 인터페이스를 구현합니다. 고속 PCB 레이아웃의 경우 위의 모든 지침을 레이아웃 및 라우팅을 위한 설계 규칙으로 쉽게 정의할 수 있습니다. 이는 설계가 기본 성능 측정 기준을 준수하고 제조되도록 하는 데 도움이 됩니다. 가장 중요한 것은 기판을 라우팅할 때 고속 신호 무결성 측정 기준이 확인되고 레이아웃 중에 실수가 표시된다는 점입니다. 제조 상품을 만들기 전에 조기에 오류를 발견하고 해결할 수 있습니다.

Altium 365 플랫폼을 사용하는 모든 Altium Designer 사용자는 제작 파일, 어셈블리 파일 및 테스트 문서와 함께 설계 데이터를 공유할 수 있습니다. 이에 따라 PCB 노화 테스트의 전후로 '하드웨어 인 더 루프' 테스트와 같은 고유한 테스트 방법 및 전략을 사용할 수도 있습니다. 오직 Altium 365와 Altium Designer만이 설계자, 제조업체 및 테스트 엔지니어가 협력하여 복잡한 인쇄 회로 기판 설계 문제를 해결할 수 있는 단일 통합 설계 플랫폼을 만듭니다.

Altium의 규칙 기반 PCB 설계 소프트웨어로 빠르고 정확하게 라우팅

Altium Designer의 힘은 모든 중요한 설계, 레이아웃, 라우팅, 시뮬레이션 및 제조 도구가 함께 어우러져 생산성을 유지하는 규칙 기반 PCB 설계 엔진에서 나옵니다. Altium Designer의 모든 PCB 설계 기능은 완벽한 표준 및 특수 고속 PCB 레이아웃 기술 세트를 기반으로 단일 통합 설계 인터페이스에서 함께 작동하도록 구축되었습니다. 기본 규칙 기반 설계 엔진을 사용하면 모든 설계 및 라우팅 기능이 중요한 설계 제약 조건을 충족하면서 데이터를 공유하고 원활하게 함께 작동할 수 있습니다.

Altium Designer는 또한 전체 PCB 설계 프로세스를 안내하여 기판을 제조하는 데 도움이 됩니다. 고속 PCB 레이아웃을 완료한 후에는 자동화된 문서 및 파일 생성 프로세스를 통해 제작 및 어셈블리 파일을 즉시 생성할 수 있습니다. 무료 애플리케이션 확장 프로그램 및 추가 기능(예: Draftsman에서 도면 생성하기 및 ActiveBOM으로 BOM 정리하기)을 사용하여 문서를 맞춤화할 수도 있습니다. 이렇게 생산성을 유지하고 고급 전자 제품 장치를 구축하는 데 도움이 되는 다른 PCB 설계 애플리케이션은 없습니다.

고속 PCB 레이아웃 기술

Altium Designer에는 고속 PCB를 설계하고 최고의 레이아웃 기술을 구현하는 데 필요한 모든 것이 포함되어 있습니다.

Altium Designer의 규칙 기반 설계 인터페이스는 기본 PCB 설계 및 레이아웃 규칙을 준수하면서 대규모로 설계가 제조될 수 있게 하는 열쇠입니다. Altium Designer의 규칙 기반 설계 인터페이스를 사용하면 최고의 고속 PCB 설계 지침을 구현하여 신호 무결성을 유지하고 설계 의도를 충족할 수 있습니다. Altium Designer 및 Altium 365를 사용하여 설계를 계속 원활하게 실행하세요.

Altium 365의 Altium Designer는 지금까지 소프트웨어 개발 분야로 밀려났던 전자 산업에 이례적인 규모의 통합을 제공하여 설계자가 집에서 일하며 이례적인 수준의 효율성을 달성할 수 있게 합니다. 활용할 수 있는 추가 고속 PCB 설계 지침이 가득 담긴 튜토리얼도 많습니다.

Altium 365에서 Altium Designer로 할 수 있는 작업은 이보다 훨씬 많습니다. 제품 페이지에서 자세한 기능 설명을 읽어 보거나 온디맨드 웨비나 중 하나를 확인해 보세요.

작성자 정보

작성자 정보

Zachariah Peterson은 학계 및 업계에서 폭넓은 기술 분야 경력을 가지고 있으며, 지금은 전자 산업 회사에 연구, 설계 및 마케팅 서비스를 제공하고 있습니다. PCB 업계에서 일하기 전에는 포틀랜드 주립대학교(Portland State University )에서 학생들을 가르치고 랜덤 레이저 이론, 재료 및 안정성에 대한 연구를 수행했으며, 과학 연구에서는 나노 입자 레이저, 전자 및 광전자 반도체 장치, 환경 센서, 추계학 관련 주제를 다루었습니다. Zachariah의 연구는 10여 개의 동료 평가 저널 및 콘퍼런스 자료에 게재되었으며, Zachariah는 여러 회사를 위해 2천여 개의 PCB 설계 관련 기술 문서를 작성했습니다. Zachariah는 IEEE Photonics Society, IEEE Electronics Packaging Society, American Physical Society 및 PCEA(Printed Circuit Engineering Association)의 회원입니다. 이전에는 양자 전자 공학의 기술 표준을 연구하는 INCITS Quantum Computing Technical Advisory Committee에서 의결권이 있는 회원으로 활동했으며, 지금은 SPICE 급 회로 시뮬레이터를 사용하여 광자 신호를 나타내는 포트 인터페이스에 집중하고 있는 IEEE P3186 Working Group에서 활동하고 있습니다.

관련 자료

관련 기술 문서

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