개요

Altium Designer를 활용한 PCB 레이아웃 설계에 대한 종합적인 튜토리얼에 오신 것을 환영합니다. 이 가이드는 완성된 회로도 설계를 전문적인 제조용 인쇄회로기판(PCB)으로 변환하는 모든 단계를 자세히 설명합니다. 처음 PCB를 설계하든, 기존 기술을 연마하든, 이 튜토리얼은 실용적인 예제를 통해 모든 필수 단계를 다룹니다.

Altium Designer는 전 세계 수많은 엔지니어와 기업에서 사용하는 업계 표준 PCB 설계 소프트웨어입니다. 강력한 기능을 통해 간단한 2층 기판부터 복잡한 다층 시스템까지 효율적인 설계가 가능합니다. 이 튜토리얼에서는 실제 전압 조정기 프로젝트를 활용한 실용적인 접근 방식을 통해 설계 절차와 각 결정의 근거를 명확하게 이해할 수 있도록 도와드립니다.

배우게 될 것

이 튜토리얼을 완료하면 다음 내용을 숙달하게 됩니다.

• 회로도부터 제조 파일까지 PCB 레이아웃 워크플로우 전체를 살펴보세요.
• ECO(설계 변경 주문)를 사용하여 PCB 편집기로 회로도를 가져오는 방법
• 최적의 경로 설정 및 신호 무결성을 위한 전략적 구성 요소 배치
• 제조 가능성을 보장하기 위한 설계 규칙 구성
• 수동 및 대화형 라우팅 기술
• 접지면 생성 및 구리 타설 관리
• 설계 규칙 검사(DRC) 검증 및 위반 해결
• 3D 시각화 및 최종 제조 파일 준비

사전 조건

이 튜토리얼을 시작하기 전에 다음 사항을 확인하십시오.

• Altium Designer가 설치되어 있어야 합니다(버전 20 이상 권장).
• 전자 회로도 및 부품 기호에 대한 기본적인 이해
• PCB 레이아웃을 위한 완성된 회로도 설계
• Altium Designer 인터페이스에 대한 숙련도(도움이 되지만 필수 사항은 아님)
• PCB 제조업체의 설계 사양(트레이스 폭, 간격, 비아 크기)

샘플 프로젝트 개요

이 튜토리얼에서는 간단하지만 완벽한 LM7805 전압 조정기 회로를 실제 예제로 사용합니다. 이 프로젝트는 초보자도 쉽게 이해할 수 있도록 구성되었으며, 모든 기본적인 PCB 레이아웃 개념을 설명합니다. 이 회로는 7~35V의 높은 DC 전압을 안정적인 5V 출력으로 변환하는데, 이는 많은 전자 프로젝트에서 흔히 요구되는 기능입니다. 또한 Altium Designer 소프트웨어의 사용 및 작동 방법에 대한 단계별 가이드와 다양한 기능 및 특징에 대한 설명도 포함되어 있습니다.

프로젝트 사양:

• 회로: LM7805 입/출력 필터링 기능이 있는 선형 전압 레귤레이터
• 구성 요소: IC, 콘덴서, 저항, LED 등을 포함하여 약 10~15개 부품
• 보드 크기: 50mm × 40mm (시제품 제작에 적합한 컴팩트한 디자인)
• 레이어 수: 2층 구조 (상단 및 하단 구리 레이어)
• 난이도: 초보자도 쉽게 이해할 수 있으면서도 전문적인 기법을 보여줍니다.

새 PCB 문서 생성

PCB 레이아웃의 첫 번째 단계는 기존 Altium Designer 프로젝트 내에 새 PCB 문서를 생성하는 것입니다. 이 PCB 문서는 회로도와 연결되어 엔지니어링 변경 주문 시스템을 통해 구성 요소 및 연결이 자동으로 동기화됩니다. Altium Designer에서 프로젝트 생성 대화 상자(파일 » 새로 만들기 » 프로젝트)를 사용하여 새 프로젝트를 생성할 수 있습니다.

기존 프로젝트에 PCB 추가하기

Altium 인터페이스의 왼쪽 편에 있는 '프로젝트' 패널에서 회로도 파일을 포함한 프로젝트 구조를 확인할 수 있습니다. 새 PCB 문서를 추가하려면 패널 상단의 프로젝트 이름을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭합니다. 나타나는 컨텍스트 메뉴에서 '프로젝트에 새로 추가'를 선택하고 'PCB'를 클릭합니다. Altium은 빈 인쇄 회로 기판 문서를 생성하여 프로젝트 구조에 추가합니다.

이 새로운 PCB 파일을 프로젝트 이름과 일치하는 설명적인 이름으로 즉시 저장하십시오. 예를 들어 프로젝트 이름이 'Voltage_Regulator'라면 PCB 파일 이름을 'Voltage_Regulator_PCB.PcbDoc'으로 지정합니다. 프로젝트 파일을 체계적으로 관리하기 위해 회로도 파일과 같은 디렉토리에 저장하십시오. 이러한 명명 규칙은 여러 설계 파일을 관리할 때 가독성을 높이는 데 도움이 됩니다.

PCB 편집기 인터페이스 이해하기

PCB 편집기가 시작되면 검은색 작업 영역(기본 배경색이며 환경 설정에서 변경 가능)이 나타납니다. 인터페이스는 몇 가지 주요 요소로 구성됩니다. 중앙의 메인 작업 영역에서 PCB를 설계하고, 왼쪽에 있는 프로젝트 패널에는 프로젝트 구조가 표시됩니다. 오른쪽에는 레이어와 객체에 빠르게 접근할 수 있는 PCB 패널이 있고, 속성 패널에서는 객체 속성을 보고 편집할 수 있으며, 하단에는 경고 및 오류를 표시하는 메시지 패널이 있습니다.

상단 툴바에는 배치, 배선 및 보기와 같은 자주 사용하는 명령이 포함되어 있습니다. 작업 공간 하단의 레이어 탭을 숙지하십시오. 이 탭을 사용하면 구리 레이어, 실크스크린, 솔더 마스크 및 기타 인쇄 회로 기판 레이어 간에 빠르게 전환할 수 있습니다. 맨 아래 상태 표시줄에는 커서 좌표와 현재 활성 레이어가 표시되며, 이는 레이아웃 작업에 필수적인 정보입니다.

회로도를 PCB 레이아웃으로 가져오기

Altium Designer의 엔지니어링 변경 주문(ECO) 시스템은 회로도와 PCB 간의 정확한 동기화를 확인합니다. 이 프로세스는 모든 구성 요소, 연결(네트), 설계 규칙 및 기타 회로도 정보를 PCB 환경으로 변환하여 프로젝트 수명 주기 전반에 걸쳐 설계 무결성을 유지합니다.

설계 → 회로도에서 변경 사항 가져오기

PCB 문서가 활성화된 상태(여러 문서가 열려 있는 경우 해당 탭을 클릭)에서 상단 메뉴 모음의 디자인 메뉴로 이동합니다. '[프로젝트 이름].PrjPcb에서 변경 사항 가져오기'를 선택합니다. 프로젝트 이름은 실제 프로젝트 이름과 일치합니다. 이 작업을 수행하면 ECO 프로세스가 시작되어 회로도를 현재 PCB 상태와 비교하고 추가, 제거 또는 수정해야 할 항목을 식별합니다.

엔지니어링 변경 주문 대화 상자가 나타나 PCB에 적용될 모든 변경 사항 목록이 표시됩니다. 이 단계는 매우 중요한 검토 단계이므로, Altium에서 제시한 내용을 충분히 이해한 후 실행을 진행하십시오.

엔지니어링 변경 주문(ECO) 검토

ECO 대화 상자는 변경 사항을 구조화된 형식으로 보여줍니다. '부품 추가' 섹션에는 회로도에서 PCB에 추가될 모든 부품 목록이 표시됩니다. 예상되는 모든 부품(IC, 저항, 콘덴서, 커넥터 등)이 있는지 확인하십시오. 누락된 부품이 없는지 부품 지정자(U1, R1, C1 등)를 확인하십시오.

'네트 추가' 섹션에는 회로도의 모든 전기 연결이 표시됩니다. 각 네트 이름은 회로의 연결(VCC, GND, 신호 이름 등)에 해당합니다. 경고는 노란색으로 표시되며, 일반적으로 연결되지 않은 핀과 같은 사소한 문제를 나타냅니다. 오류는 빨간색으로 표시되며, 진행하기 전에 해결해야 합니다. 일반적인 경고에는 IC의 전원 핀이 연결되지 않은 경우가 포함되는데, 이는 설계상 의도된 것일 수도 있습니다.

변경 사항을 적용하기 전에 대화 상자 하단의 '변경 사항 유효성 검사' 버튼을 클릭하십시오. 이 버튼을 클릭하면 가져오기를 방해할 수 있는 최종 문제가 있는지 확인합니다. 녹색 체크 표시는 유효성 검사를 통과했음을 나타냅니다. 오류가 발생하면 회로도로 돌아가 문제를 수정한 후 가져오기 프로세스를 다시 시작하십시오.

변경 사항 실행

유효성 검사가 성공적으로 완료되면 '변경 사항 실행' 버튼을 클릭합니다. Altium은 각 변경 사항을 처리하여 PCB에 구성 요소와 네트를 추가합니다. 가져오기가 완료되는 동안 진행률 표시기가 나타납니다. 완료되면 회로도의 모든 구성 요소가 PCB 작업 공간에 나타나며, 처음에는 '룸'이라고 하는 직사각형 윤곽선 안에 함께 쌓여 있습니다.

회로도에서 보이는 전기적 연결을 나타내는 가늘고 하얀색 또는 회색 선들이 부품 패드들을 연결하고 있는 모습이 레이아웃 과정에서 시각적으로 얽혀 있는 것처럼 보입니다. 이 선들은 배선 작업 중에 어떤 패드들을 구리 트레이스로 연결해야 하는지를 보여줍니다. 이러한 선들은 레이아웃 과정 전반에 걸쳐 시각적인 안내 역할을 하며, 각 연결이 완료되면 사라집니다.

보드 모양 및 구성

물리적인 보드 외형을 정의하고 기본적인 보드 매개변수를 설정하는 것은 PCB 레이아웃의 기초를 다지는 것입니다. 보드 모양은 모든 부품과 배선이 들어가야 하는 물리적 경계를 결정하며, 보드 속성은 제조 가능성과 전기적 성능에 영향을 미칩니다.

이사회 개요 정의

보드 외곽선은 완성된 PCB의 물리적 모양과 크기를 나타냅니다. 이 튜토리얼에서는 50mm × 40mm 크기의 간단한 직사각형 보드를 만들겠습니다. 디자인 메뉴로 이동하여 '보드 모양'을 선택한 다음 '선택한 객체에서 정의'를 선택합니다. 또는 '배치' → '선'을 사용하여 외곽선을 직접 그릴 수도 있습니다. 이때 레이어 드롭다운 메뉴에서 보드 레이어(또는 제외 레이어)를 선택해야 합니다.

직사각형 윤곽선을 수동으로 그리려면 원하는 보드 모양의 첫 번째 모서리를 클릭하고 두 번째 모서리로 이동하여 클릭한 다음, 직사각형을 따라 계속 이동하여 마지막 모서리를 두 번 클릭하여 도형을 닫습니다. Altium은 이 닫힌 경계를 보드 가장자리로 인식합니다. 윤곽선은 일반 트레이스와 구별되는 특수한 모양의 두꺼운 선으로 나타납니다. 이 경계는 구성 요소와 트레이스가 보드 영역 외부에 배치되는 것을 방지하는 금지 영역을 생성합니다.

보드 설정 및 속성

디자인 → 보드 옵션에서 보드 설정을 세밀하게 조정할 수 있습니다. 이 대화 상자에서 보드 크기, 그리드 설정, 표시 기본 설정을 완벽하게 제어할 수 있습니다. 외곽선을 수동으로 그렸거나 기존 외곽선을 조정해야 하는 경우 보드 크기를 정확하게 설정하십시오. 본 프로젝트에서는 보드 크기가 가로 50mm, 세로 40mm인지 확인하십시오.

그리드 설정은 부품 배치 및 배선 효율에 큰 영향을 미칩니다. 일반적인 PCB 작업에는 25mil(0.635mm) 또는 50mil(1.27mm)의 그리드 값을 권장합니다. 부품 패드는 일반적으로 50mil 또는 100mil 간격으로 배치되므로, 호환되는 그리드 값을 사용하면 정렬이 용이합니다. 사용하는 부품 라이브러리와 개인적인 선호도에 따라 원하는 단위(밀리미터)를 설정하십시오. 대부분의 최신 설계에서는 미터법(mm) 단위를 사용합니다.

사용 '그리드에 맞추기' 구성 요소 배치 및 라우팅을 더욱 정밀하고 전문적으로 제어할 수 있도록 합니다. 정밀한 위치 조정이 필요한 경우, Ctrl 키를 누른 상태로 객체를 배치하거나 이동하면 그리드 스냅 기능을 일시적으로 비활성화할 수 있습니다.

레이어 스택 관리자

레이어 스택업은 PCB의 물리적 구조를 정의하며, 여기에는 구리 레이어의 개수, 두께, 그리고 레이어 사이에 있는 절연 유전체 재료가 포함됩니다. 이 중요한 구성은 설계 → 레이어 스택 관리자를 통해 확인할 수 있습니다. 당사의 2층 기판의 경우, 스택업은 상단 구리 레이어, 코어 유전체 재료(일반적으로 FR-4 유리 섬유), 그리고 하단 구리 레이어로 구성됩니다.

구리 두께는 대부분의 PCB 제조업체에서 표준으로 사용하는 1온스(35마이크로미터)로 설정하며, 이는 일반적인 회로에 충분한 전류 전달 용량을 제공합니다. 2층 기판의 유전체 두께는 일반적으로 전체 기판 두께 1.6mm이며, 이 중 대부분은 FR-4 코어가 차지합니다. FR-4 재질은 1MHz에서 유전 상수(Er)가 약 4.5로 고주파 설계에 중요하지만, 전압 레귤레이터에는 그다지 중요하지 않습니다.

PCB 제조업체의 사양을 검토하여 스택업이 해당 제조업체의 생산 능력과 일치하는지 확인하십시오. 일부 제조업체는 안정적으로 생산할 수 있는 최소 구리 두께(1온스 미만) 또는 최대 두께를 규정하고 있습니다. 처음부터 스택업을 올바르게 구성하면 나중에 발생할 수 있는 비용이 많이 드는 재설계를 방지할 수 있습니다.

디자인 규칙 설정

설계 규칙은 PCB 제조 가능성과 전기적 성능의 기반입니다. 이러한 규칙은 트레이스 폭, 객체 간 간격, 비아 크기 및 기타 중요한 매개변수에 대한 제약 조건을 정의합니다. 적절한 설계 규칙 구성은 제조 문제를 방지하고 보드의 안정적인 생산을 보장합니다. Altium의 설계 규칙 시스템은 우선순위 계층 구조를 사용하며, 충돌이 발생할 경우 보다 구체적인 규칙이 일반 규칙보다 우선 적용됩니다.

디자인 규칙 대화 상자 열기

종합적인 설계 규칙 시스템에 접속하려면 다음을 이용하세요. 디자인 → 규칙. 설계 규칙 대화 상자가 열리고 왼쪽에는 트리 구조로 규칙 범주가 표시됩니다. 범주에는 전기(신호 무결성), 라우팅(트레이스 및 비아), 제조(제작 제약 조건), 고속(임피던스 제어), 배치(부품 간격) 및 신호 무결성(고급 시뮬레이션)이 포함됩니다.

각 규칙에는 우선순위 값이 있으며, 동일한 객체에 여러 규칙이 적용될 수 있는 경우 우선순위가 높은 규칙이 우선 적용됩니다. 이러한 계층 구조를 통해 넷 또는 컴포넌트 클래스에 대한 일반적인 기본값(낮은 우선순위)과 특정 예외(높은 우선순위)를 설정할 수 있습니다.

설정해야 할 중요 규칙

레이아웃 작업을 시작하기 전에 몇 가지 규칙을 설정해야 합니다. 가장 중요한 규칙은 제조 가능성과 전기적 안전에 영향을 미칩니다. 각 PCB 제조업체는 설계 기능을 명시하고 있으므로, 이러한 사양을 활용하여 규칙을 적절하게 설정하십시오.

A. 여유 공간 제약 조건

클리어런스는 트레이스, 패드, 폴리곤 등과 같은 구리 객체 사이의 최소 간격을 나타냅니다. 규칙 트리에서 라우팅 → 클리어런스로 이동하십시오. 제조업체의 역량에 따라 최소 클리어런스 값을 설정하십시오. 일반적으로 표준 공정의 경우 0.2mm(8mil), 고급 공정의 경우 0.15mm(6mil)입니다. 이 클리어런스는 제조 및 작동 중 전기 단락을 방지합니다.

전압 레벨별로 별도의 이격 거리를 설정하는 것을 고려해 보세요. 고전압 회로(50V 이상)는 아크 발생을 방지하기 위해 더 큰 이격 거리가 필요합니다. 네트 클래스(예: VCC 및 VIN을 포함하는 '파워 네트')를 정의하고 각 클래스에 서로 다른 이격 거리를 적용하여 네트별 규칙을 만들 수 있습니다. 당사의 5V 레귤레이터의 경우 모든 네트에 표준 이격 거리가 충분합니다.

B. 너비 제한

트레이스 폭 규칙은 라우팅 트레이스에 허용되는 크기를 정의합니다. 라우팅 → 폭으로 이동하십시오. 신호 트레이스의 경우 최소 폭을 0.15mm(6mil), 권장 폭을 0.25mm(10mil), 최대 폭을 2mm로 설정하십시오. 권장 폭은 Altium에서 대화형 라우팅 중에 기본적으로 사용하는 값입니다. 0.25mm를 선택하면 전류 전달 용량과 공간 효율성 사이에서 적절한 균형을 제공합니다.

전원 트레이스는 특별한 고려가 필요합니다. 전원 네트(VCC, VIN, VOUT, GND, 구리 포일을 사용하지 않는 경우)에 대해 별도의 트레이스 폭 규칙을 설정하십시오. 최소값은 0.5mm, 권장값은 0.8mm~1mm, 최대값은 2mm 이상으로 설정합니다. 트레이스 폭이 넓을수록 저항과 전압 강하가 줄어들어 전력 분배에 매우 중요합니다. 필요한 트레이스 폭은 IPC-2221 표준 또는 온라인 트레이스 폭 계산기를 사용하여 예상 전류를 기준으로 계산합니다.

C. 스타일을 통한 라우팅

비아는 서로 다른 구리 레이어 사이의 트레이스를 연결합니다. 라우팅 → 라우팅 비아 스타일로 이동하여 비아 매개변수를 구성하십시오. 비아 직경(구멍 주변의 구리 패드)을 0.6mm로, 비아 홀 크기(보드를 관통하는 드릴 구멍)를 0.3mm로 설정합니다. 이 설정은 0.15mm의 환형 링(드릴링 후 구멍 주변에 남아 있는 구리)을 제공하여 대부분의 제조업체 최소 요구 사항을 충족합니다.

더 큰 비아(직경 0.8mm/홀 직경 0.4mm)는 더 나은 신뢰성과 전류 전달 용량을 제공하지만 기판 공간을 더 많이 차지합니다. 더 작은 비아(직경 0.4mm/홀 직경 0.2mm)는 공간을 절약할 수 있지만 제조 비용이 추가될 수 있습니다. 당사의 간단한 2층 기판의 경우 0.6mm/0.3mm 비아가 최적의 균형을 제공합니다.

D. 제조 규정

제조 규정에 따라 설계가 안정적으로 제작될 수 있음을 확인했습니다. 최소 환형 링 크기를 0.15mm로 설정하십시오. (제조 → 최소 환형 링)이렇게 하면 제조 공차를 고려한 후에도 드릴 구멍 주변에 충분한 구리가 남아 있게 됩니다. 구멍 크기 제약 조건을 구성하십시오. (제조 → 구멍 크기) 최소 0.2mm, 최대 6mm로 일반적인 드릴 비트의 성능에 맞춰 제작되었습니다.

구멍 간 간격 설정 (제조 → 구멍 간 간격) 최소 0.5mm의 간격을 유지하십시오. 이 간격은 제조 과정에서 드릴 비트가 파손되는 것을 방지하고 기판의 강도를 충분히 확보합니다. 항상 선택한 PCB 제조업체의 설계 사양을 참조하여 해당 요구 사항을 충족하거나 초과하는 규칙을 설정하십시오.

구성 요소 배치 전략

부품 배치는 인쇄 회로 기판 설계에서 가장 중요한 단계 중 하나입니다. 잘못된 배치는 배선을 어렵게 하거나 불가능하게 만들 뿐만 아니라 신호 무결성 문제, 전자기 간섭 및 열 문제를 야기할 수 있습니다. 반대로 정확한 배치는 배선을 수월하게 하고 기판 성능을 향상시킵니다. 배선을 시작하기 전에 시간을 들여 배치 계획을 신중하게 세우십시오. 배선이 시작된 후보다 지금 부품을 이동하는 것이 훨씬 쉽습니다.

구성 요소 (방)

회로도에서 불러오기 후 모든 구성 요소가 직사각형 '룸' 윤곽선 안에 쌓여 있는 것처럼 보입니다. 2D 레이아웃 모드가 활성화되어 있지 않으면 활성화하십시오.보기 → 2D 레이아웃으로 전환하거나 '2' 키를 누르세요. 룸 기능은 가져온 구성 요소를 처음에는 함께 모아둡니다. 배치를 시작하려면 구성 요소를 펼쳐서 더 쉽게 접근할 수 있도록 해야 합니다.

도구 → 구성 요소 배치 → 정렬 Altium은 구성 요소를 작업 공간 전체에 자동으로 배치합니다. 구성 요소는 보드 외곽선 바깥쪽에 격자 패턴으로 배치됩니다. 이를 통해 모든 부품을 명확하게 볼 수 있으며 각 구성 요소를 쉽게 선택하고 배치할 수 있습니다. 또는 구성 요소를 하나씩 수동으로 드래그하여 배치할 수도 있습니다.

움직이는 부품 및 회전 부품

구성요소를 이동하려면 구성요소를 클릭하고 원하는 위치로 드래그하면 됩니다. 구성요소는 기본적으로 그리드에 맞춰 정렬되므로 정렬이 쉽습니다. 구성요소를 드래그하는 동안 키를 누르세요. 스페이스 바 회전시키려면 90도 간격으로원하는 방향이 될 때까지 스페이스 키를 계속 누르십시오. IC와 같은 직사각형 부품은 대부분 보드 가장자리에 맞춰 정렬해야 하며, 커패시터와 같은 부품은 배선 최적화를 위해 회전시켜야 할 수도 있습니다.

정확한 위치 조정을 위해 누르세요 TAB 구성요소를 드래그하면 속성 패널이 열립니다. 여기에서 정확한 X, Y 좌표를 입력하고, 회전 각도를 90도 단위뿐 아니라 원하는 각도로 설정하고, 기타 매개변수를 조정할 수 있습니다. 이는 구성요소를 대칭으로 배치하거나 특정 거리만큼 떨어뜨려 배치할 때 특히 유용합니다.

보기 → 격자 → 스냅 그리드 스냅 기능을 켜거나 끄려면 그리드를 클릭하세요. 소수점 단위의 위치 지정이 필요할 때는 스냅 기능을 일시적으로 비활성화하고, 일반적인 배치 작업이 끝나면 다시 활성화하세요. 여러 구성 요소를 가로 또는 세로로 정렬하려면 다음을 사용하세요. 편집 → 정렬 → 왼쪽/오른쪽/위쪽/아래쪽 정렬 Shift 키를 누른 상태에서 구성 요소를 선택한 후.

지정자 및 실크스크린 조정

각 부품에는 실크스크린 레이어에 표시되는 지정자(R1, C1, U1 등)가 있습니다. 이러한 텍스트 레이블은 보드 조립 및 문제 해결에 필수적이지만, 적절한 위치에 배치하지 않으면 레이아웃이 복잡해질 수 있습니다. 지정자를 클릭하고 드래그하여 각 부품과 독립적으로 이동할 수 있습니다. 지정자는 읽기 쉬우면서도 패드, 트레이스 또는 다른 부품과 겹치지 않는 위치에 배치하십시오.

지정자는 상단 오버레이 레이어(하단 부품의 경우 하단 오버레이 레이어)에 속합니다. 모든 지정자가 잘 보이고 올바른 방향으로 배치되었는지 확인하십시오. 가로 방향의 텍스트가 읽기 가장 쉽습니다. 보드 영역이 너무 복잡해지면 일부 지정자를 하단 실크스크린 레이어로 이동하는 것을 고려할 수 있지만, 이렇게 하면 조립 검증이 약간 더 복잡해집니다.

가독성을 위해 지정자 글꼴 크기(일반적으로 높이 1mm~1.5mm)를 확인하십시오. 너무 작은 글자(0.8mm 미만)는 선명하게 인쇄하기 어려울 수 있습니다. 반대로 너무 큰 글자는 보드 공간을 낭비합니다. 레이아웃을 깔끔하게 보기 위해 [보기] → [표시] → [지정자]를 사용하여 지정자의 표시 여부를 전환할 수 있습니다.

최종 구성 요소 배치

전압 조정 회로에서 최적화된 배치로 LM7805 IC는 열 분산을 위해 보드 중앙에 위치합니다. 입력 커패시터(C1, C2)는 IC의 입력 핀(핀 1) 바로 옆에 배치하여 고주파 전류 루프를 최소화합니다. 출력 커패시터(C3, C4) 또한 같은 이유로 IC의 출력 핀(핀 3) 근처에 배치합니다.

입력 커넥터(J1)는 보드의 왼쪽 가장자리에, 출력 커넥터(J2)는 오른쪽 가장자리에 있습니다. LED 표시등 부품(LED1, R1)은 출력부 근처에 배치되어 있습니다. 모든 부품의 접지 연결은 자연스러운 귀환 경로를 형성하며, 다음 섹션에서는 개별 트레이스가 아닌 접지면을 사용하여 연결할 것입니다.

배선 작업을 진행하기 전에 다음 사항들을 확인하십시오: 모든 부품이 보드 외곽선 내에 있는지, 기능적으로 관련된 부품들이 그룹화되어 있는지, 신호 흐름이 논리적인지, 배선이 얽혀 있는 부분이 최소화되어 있는지, 모든 부품 식별자가 읽기 쉽고 적절한 위치에 있는지 확인하십시오. 배선 작업 후 배치 변경은 시간과 노력이 많이 소요되며, 최적의 배치를 위해 지금 시간을 투자하는 것이 좋습니다.

PCB 배선 – 부품 연결

배선은 회로도에 따라 부품 패드를 전기적으로 연결하는 구리 트레이스를 생성합니다. 바로 이 단계에서 회로 설계가 물리적 현실로 구현됩니다. Altium은 수동 제어와 지능형 지원 기능을 균형 있게 제공하는 강력한 대화형 배선 도구를 제공합니다.

라우팅 계층 이해하기

당사의 2층 기판은 두 개의 구리 배선 레이어로 구성됩니다. 상단 레이어(일반적으로 빨간색으로 표시됨)와 하단 레이어(일반적으로 파란색으로 표시됨)입니다. 배선 중에 + 키를 누르면 상단 레이어에서 하단 레이어로 전환되고, – 키를 누르면 하단 레이어에서 상단 레이어로 전환됩니다. Altium은 전환 지점에 자동으로 비아를 생성합니다.

수동 경로 설정 기본 사항

경로 → 대화형 경로 설정을 통해 또는 버튼을 눌러 대화형 경로 설정에 접근할 수 있습니다. Ctrl+W. 라우팅되지 않은 패드를 클릭하면 해당 지점에서 라우팅이 시작됩니다. 라우팅 중에 스페이스 키를 누르면 90도, 45도, 임의 각도 라우팅 모드를 전환할 수 있습니다. 전문가용 보드에서는 45도 라우팅만 사용하십시오.

전원 및 접지 트레이스 라우팅

전력 분배 트레이스는 더 높은 전류를 전달하므로 더 넓은 트레이스가 필요합니다. 0.8mm에서 1.0mm 사이의 트레이스 폭을 사용하여 이러한 트레이스를 먼저 배선하십시오. 배선 중에 TAB 키를 누르면 속성 창이 열리고 트레이스 폭 값을 수정할 수 있습니다.

접지면 만들기 (구리 주입)

접지면은 접지에 연결된 넓은 구리 영역으로, 낮은 임피던스의 귀환 경로를 제공하고 EMI를 줄입니다. 개별 접지 트레이스를 배선하는 대신, 모든 접지 패드를 자동으로 연결하는 구리층을 만듭니다.

지면 다각형 정의

[위치] → [다각형 채우기]를 선택하거나 P 키를 누른 후 G 키를 눌러 다각형 채우기를 실행하세요. 보드 테두리를 클릭하여 채우기 영역을 정의합니다. 두 번 클릭하면 다각형이 완성되고 속성 대화 상자가 열립니다.

다각형 속성 구성

이 폴리곤을 접지에 연결하려면 Net을 'GND'로 설정합니다. Layer를 '상단 레이어'로 설정합니다. 납땜에 필수적인 열 방출 연결을 생성하려면 연결 스타일에서 'Relief Connect'를 선택합니다. Clearance를 0.2mm로 설정합니다.

구리 주조

다각형 윤곽선을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 다각형 작업 → 모두 다시 채우기를 선택합니다. 지면 평면이 사용 가능한 보드 영역을 채우면서 호환되지 않는 객체와의 충돌을 방지하고 모든 지면 패드에 연결됩니다.

지면과 비아 연결

상단 및 하단 접지면을 전기적으로 연결하기 위해 스티칭 비아를 배치합니다. 특히 IC 접지 핀 근처에 보드 둘레를 따라 일정한 간격(10~20mm)으로 비아를 배치합니다.

설계 규칙 검사(DRC) 및 검증

설계 규칙 검사(DRC)는 제조 전에 위반 사항을 식별합니다. DRC 오류가 하나도 발생하지 않은 보드는 절대 제조 단계로 보내지 마십시오.

디자인 규칙 검사 실행 중

도구 → 설계 규칙 검사를 통해 DRC에 접근합니다. 모든 범주가 ​​활성화되어 있는지 확인합니다. '설계 규칙 검사 실행'을 클릭하여 검증을 시작합니다.

콩고민주공화국 위반 사항 검토

메시지 패널에는 모든 위반 사항이 표시됩니다. 위반 사항을 클릭하면 문제가 발생한 위치가 강조 표시된 상태로 확대됩니다.

흔히 발생하는 위반 사항 수정하기

트레이스를 이동하여 간격 위반을 수정하십시오. 트레이스 너비 속성을 조정하여 너비 위반을 수정하십시오. 라우팅되지 않은 모든 연결을 완료하십시오. 비아 배치를 조정하여 비아 위반을 해결하십시오.

DRC 오류 제로 달성

위반 사항을 지속적으로 수정하고 메시지 패널에 오류가 0개로 표시될 때까지 DRC를 다시 실행하십시오. 모든 네트워크가 라우팅되어 엉킨 회선이 남아 있지 않은지 확인하십시오.

최종 마무리 및 문서화

장착 구멍 추가

[배치] → [패드]를 사용하여 보드 모서리에 장착 구멍을 뚫습니다. M3 나사를 사용할 경우, 구멍 직경은 3.2mm입니다. 구멍은 보드 가장자리에서 최소 3~5mm 떨어진 위치에 뚫어야 합니다.

실크스크린 인쇄 텍스트 및 정보

[위치] → [상단 오버레이 레이어에 문자열 추가]를 사용하여 식별 정보를 추가하세요. 보드 이름, 개정판, 날짜 및 사양을 포함하십시오. 텍스트가 읽기 쉬운 크기(최소 높이 1mm)이고 패드와 겹치지 않도록 하세요.

보드 모서리 및 치수 표시

Mechanical 1 레이어에 [배치] → [치수] → [선형 치수]를 사용하여 치수 표시를 추가합니다. 이렇게 하면 보드 크기를 확인하고 인클로저 설계에 도움이 됩니다.

실크스크린 인쇄 간격 확인

[보기] → [연결] → [패드 표시]를 사용하여 실크스크린 인쇄 부분이 패드와 겹치지 않는지 확인하십시오. 겹치는 텍스트가 있으면 빈 공간으로 이동하십시오.

3D 시각화 및 검토

3D 뷰 구성 설정

2D 및 3D 보기 모드는 모두 보기 구성 패널에 정리되어 있습니다. 패널을 표시하려면 다음을 수행하십시오.L 단축키를 누르세요. 소프트웨어 오른쪽 하단에 있는 패널 버튼을 사용하세요. [보기] » [패널] » [보기 구성] 메뉴 항목을 선택하세요.3D 레이아웃 모드로 전환하면 보기 구성 패널의 보기 옵션 탭에서 3D로 보드를 표시하는 방법을 제어할 수 있는 추가 옵션을 사용할 수 있습니다.

3D 보기로 전환

'3'을 누르거나 선택하세요 보기 → 3D로 전환. 마우스를 사용하여 회전(왼쪽 클릭 드래그), 이동(오른쪽 클릭 드래그), 확대/축소(휠 마우스 커서 이동)를 통해 다양한 각도에서 살펴보세요.

부품 높이 및 간격 확인

3D 보기에서 부품 간 간격을 확인하십시오. 키가 큰 부품이 서로 간섭하지 않는지 확인하십시오. 최대 보드 높이를 측정하여 설계가 의도한 인클로저에 맞는지 확인하십시오.

3D 내보내기 옵션

파일 → 내보내기 → STEP을 사용하여 기계 CAD 소프트웨어용 3D 모델을 내보낼 수 있습니다. 기계 엔지니어는 이러한 내보내기 파일을 사용하여 외함 설계 및 적합성 검증을 수행합니다.

추가된 STEP 내보내기 출력 파일을 두 번 클릭하거나 파일 » 내보내기 » STEP 3D 명령을 실행하여 접근할 수 있는 내보내기 옵션 대화 상자에는 생성된 파일에 포함할 보드 객체를 결정하는 옵션을 포함하여 다양한 선택 항목이 제공됩니다.

제조 전 최종 점검

완벽한 디자인 체크리스트

제조 파일을 생성하기 전에 각 항목을 확인하십시오.

• 모든 구성 요소가 논리적으로 배치되었습니다.
• 모든 네트워크가 라우팅되어 쥐집이 전혀 없습니다.
• 양쪽 레이어에 스티칭 비아가 있는 접지면
• DRC 테스트는 오류 없이 통과했습니다.
• 실크스크린으로 인쇄된 식별자를 읽을 수 있습니다.
• 장착 구멍이 올바르게 배치되었습니다
• 보드 치수가 정확합니다
• 3D 뷰가 확인되었습니다.

제조 파일 생성

Gerber 파일을 생성하려면 다음을 통해 진행하세요. 파일 → 제작 출력 → 거버 파일 및 NC 드릴 파일 (파일 → 제작 출력 → NC 드릴 파일 경로를 통해 접근 가능)구체적인 요구 사항은 제조업체에 문의하십시오.

프로젝트 저장 및 백업

모든 파일을 저장하세요 Ctrl+Shift+S. 프로젝트 → 프로젝트 아카이브를 사용하여 백업 또는 공동 작업을 위한 전체 프로젝트 아카이브를 생성하세요.

맺음말

이 종합적인 PCB 레이아웃 튜토리얼을 완료하신 것을 축하드립니다! 회로도 불러오기부터 제조 준비까지 전체 워크플로우를 배우셨습니다. 전략적인 배치, 전문적인 배선, 접지면 구현, 그리고 철저한 검증과 같은 기본 기술은 전문가 수준의 PCB 설계의 기초를 이룹니다. 다양한 회로를 설계하면서 실력을 계속 발전시켜 나가세요. 전문 설계 사례를 연구하고, PCB 커뮤니티에 참여하고, 제작한 보드를 검토하여 성공과 실패로부터 배우십시오.

이 튜토리얼을 따라와 주셔서 감사합니다. 다음 단계는 지금까지 배운 모든 것을 적용하여 처음부터 끝까지 직접 PCB를 설계하는 것입니다. PCB 설계 여정에 행운을 빕니다!