PCB & Circuit Design intro. OrCAD란 OrCAD 설계 과정 Netlist 부품참조-부품이름 레이아웃 Footprint Footprint library 예 부품 칩 패키지 IMT SMT

What is PCB? PCB(Printed Circuit Board) Artwork 인쇄 회로기판. 전자제품의 모체로, 전자부품의 고정 및 회로 연결기능을 하는 핵심 부품. PWB(Printed Wiring Board) Artwork PCB를 설계 PCB는 페놀수지 절연판 또는 에폭시수지 절연판 등의 한쪽면에 구리 등의 박판을 부착시킨 다음 회로의 배선패턴 에 따라 식각(선상의 회로만 남기고 부식시켜제거)하여 필요한 회로를 구성하고 부품들을 부착 탑재시키기 위한 구멍을 뚫어 만든다.

PCB 보드의 구성 PCB Layer 부품 부품 TOP Inner layer BOTTOM Via Hole

OrCAD OrCAD Capture Layout Pspice 회로를 그리는데 사용하는 Schematic Capture 프로그램 류 Capture CIS Layout PCB 설계를 위한 Layout Orcad Layout Eng. Edition OrCad layout OrCad Layout plus Pspice 회로 해석을 위한 프로그램류 Pspice A/D Basics Pspice A/D Pspice Optimizer Pspice Advanced Analysis

부품 배치(Component Placement) OrCAD OrCAD를 이용한 PCB 설계 과정 설계환경을 설정한다 회로도를 그린다 부품 또는 net의 속성 갱신 Annotate Design Rule Check NETLIST를 작성한다. Capture Layout 부품 배치(Component Placement) 배선(Board Routing) 후처리 과정(Post Processing)

Layout에서 처리하는 것 Layout Netlist 파일 input Component Placement OrCAD Layout에서 처리하는 것 Netlist 파일 input Layout 설계도 작성(netlist 작성) : Capture 같은 도구에서 회로도를 작성하고 설계 규칙을 포함하는 Layout에 호환되는 네트리스트 작성 부품 배치(Component Placement): 수동 배치 또는 자동 배치 배선(Board Routing): 수동 또는 자동으로 배선 후처리 과정(Post Processing): Layout은 설계보드에 대한 관련 설정을 하나의 파일로 저장. 출력 파일을 작성한다(Gerber 파일 등) 설계도구간의 상호정보 교환 Component Placement Board Routing Post Processing Gerber 파일 ouptut

OrCAD Capture의 Netlist 출력 EDIF200 (.EDN) : PCB관련 툴과 인터페이스를 위함 PSpice (.NET) : 회로 설계 또는 분석을 위해서 Pspice에서 사용 SPICE (.MAP) : 회로 설계 또는 분석을 위한 SPICE 툴에서 사용 VHDL/Verilog(.vhd/.v) : HDL로 표현 Layout (.MNL) : OrCAD Layout에서 사용되는 형식 INF(.INF) : OrCAD의 디지털 시뮬레이션을 위함

부품참조에 사용되는 부품의 이름 캐패시터 C IC 류 U 커넥트 J 다이오드 D 트랜지스터 Q MINI JUMP JP 저항 R 트랜스포머 T 스위치 SW 인덕터 L 크리스탈 Y

Footprint 패드pad: 일명 구리를 에칭시킨 모양으로 부품을 보드에 접속시키기 위해 사용되는 영역. 부품의 핀을 배치하기 위한 위치 패드스택Padstack : 각 층에 위치한 패드와 비아를 정의해 놓은 것. 층의 접속관계, 드릴 구멍, 크기, 오프셋, 솔더 마스크 카드의 너비 등이 정의되어 있음. 랜드는 단일 보드에 존재하는 부분으로 SMD에 사용됨 패드스택은 Footprint 즉, 부품의 물리적인 모양을 정의하기 위하여 사용된다. Footprint : 부품의 물리적인 모양을 정의하기 위하여 사용. 다음과 같은 3가지 내용으로 구성 패드스택 부품의 외형, 실크스크린, 금지/허용영역, 설계도면 데이터 등을 나타내는 Obstacle(부품의 모양, 실크스크린, 조립도 데이터) 부품명 등을 나타내는 Footprint의 문자정보 Foot print 예시 DIP.100/14/W.300/L.750((Library명: DIP100T) 핀 간격이 100MIL(0.1’’ 혹은 2.54mm)이고, 14핀 DIP 홀 삽입형 소자이며, 폭이 300MIL, 길이가 750MIL인 부품. 3 동박 핀 배열 번호 절연부

OrCAD가 제공하는 footprint Library 예 Dip타입 DIP100T 저항 TM_AXIAL 가변저항 VRES 다이오드 TM_DIODE 세라믹 등 TM_RAD

PACKAGE Package는 wafer 공정에 의해 제작된 개개의 집적회로 칩을 실제 전자부품으로 사용할 수 있도록 전기적으로 연결하고, 플라스틱수지나 세라믹 등의 재료로 봉한 형태이다. IMT: Insert Mounting Technology, 삽입실장기술 SMT: Surface Mount Technology, 표면실장기술 SMD: Surface Mount Device, 표면 실장 부품. Example>> SSOP28 SOP (Shrink Small Outline Package)형 SMD부품. LEAD 28. Package의 역할 외부 환경으로부터 반도체 칩을 보호 : 진동이나 충격, 공기속의 수분이나 먼지, 빛이나 자기의 영향으로 오동작 가능성에 대한 방지 소자와 외부 간 신호 전달(=PCB와 전기적으로 접속) 반도체 칩에서의 발생하는 열 방출 PCB에 실장하기 쉬운 형태 제공 CSP : Chip Scale Package : Chip Size와 거의 같은 크기의 Package 패키지 색깔이 까만 것은 carbon을 혼합하여 흑색으로 착색했기 때문인데, carbon의 전도성으로 정전 파괴 방지 및 온도가 올라가더라도 변색되지 않도록 하기 위함.

IMT – package DIP (Dual In-Line Package) -PIN 삽입형 PKG 로 양쪽측면에 LEAD가 있음. 재질에 따라 PDIP(Plastic DIP), CDIP(Ceramic DIP) 등 size에 따라 SDIP, SK-DIP 등 SIP (Single In-Line Package) -LEAD 가 PKG 측면에 일렬로 있어 PCB에 수직 삽입 PGA (Pin Grid Array) -밑면에 수직의 LEAD PIN이 배열 되어 있는 PIN 삽입형.

SMT –SMD 표면 실장 package SOP SOJ SOP(Small Outline Package) 두께에 따라서 SSOP, TSOP, TSSOP 등등 LEAD가 J 모양인 SOJ, LEAD가 I 모양인 SOI QFP(Quad Flat Package) 두께에 따라서 LQFP, TQFP 등등 LEAD가 I 형인 QFI 등 SOP SOJ

SMT –SMD 표면 실장 package LCC PLCC PLCC LCC(Leadless Chip Carrier) 측면에 실장용 PAD 가 있고 LEAD 가 없는 표면 실장형 PLCC(PLASTIC QFJ 또는 PLASTIC LCC), CLCC(CERAMIC QFJ 또는 QFJ-G) 등 BGA(Ball Grid Array) PCB 기판의 밑면에 SOLDER BALL ARRAY 를 갖는 표면실장형 LCC PLCC PLCC 플라스틱으로 된 PLCC(plastic leadless chip carrier) 등과 구분하기 위해 현재는 주로 J자형 리드가 있는 것을 QFJ(quad flat J leaded package)라 하고, 전극 패드를 붙인 것을 QFN(quad flat non leaded package)로 부른다

과제(평가용) – Package Search 아래 내용을 도표로 정리하시오(패키지 형태의 그림 자료를 반드시 포함할 것) 패키지 분류 1. 삽입형(Trough Hole) - DIP, SIP/ZIP, PGA, etc 2. 표면실장형(Surface Mount Device) - SOP, TSOP/SSOP/TSSOP, QFP, QFJ=PLCC, QFN, BGA, etc 3. 접촉 실장형 - TCP(Tape Carrier Package), COB/COG(Chip on Board/Grass) 4. 기타 TR Package : 가장 오래된 패키지 형태. 점차 SMD화되고 있음. MCP(Multi Chip Package) : 패키지 내에 칩(die)를 쌓아서 제작. 주로 절대적으로 공간이 부족한 휴대폰에 사용이 되며, Flash+SRAM 또는 MCU+메모리에 사용이 되고 있음 Bare Chip : 칩의 사용 공간이 좁고, 패키지의 역할을 해줄 수 있는 application의 경우 Card Type Package : 말 그대로 Card Type Package - SM Card, CF Card, MMC Card ...