CircuitMaker에서 레이어 스택 정의하기
Home | Board | Layer Stack Manager 명령은 *.CSPcbDoc [Stackup] 문서를 열고, Layer Stack Manager 편집기가 설계 공간에서 열립니다.
Layer Stack Manager
PCB는 여러 레이어가 적층된 구조로 설계되고 제작됩니다. 인쇄회로기판(PCB) 제조 초기에는 기판이 단순히 절연 코어 레이어였고, 한쪽 또는 양쪽 면에 얇은 구리층을 입힌 형태였습니다. 연결은 불필요한 구리를 에칭(제거)하여 구리층에 도전성 트레이스로 형성됩니다.
오늘날로 넘어오면, 거의 모든 PCB 설계는 다층 구리 레이어를 포함합니다. 기술 혁신과 공정 기술의 개선으로 유연 PCB를 설계·제조할 수 있는 능력을 포함해 PCB 제작에 여러 혁신적 개념이 도입되었습니다. PCB의 리지드(경성) 구간을 플렉스(연성) 구간으로 연결하면, 특이한 형상의 인클로저에 맞추어 접을 수 있는 복잡한 하이브리드 PCB를 설계할 수 있습니다.
인쇄회로기판 설계에서 레이어 스택은 레이어가 수직 방향, 즉 Z 평면에서 어떻게 배치되는지를 정의합니다. 기판은 하나의 단일체로 제작되므로, 어떤 형태의 보드든 단일체로 설계되어야 합니다. 이를 위해서는 여러 PCB 레이어 스택을 정의하고, 설계의 서로 다른 존(zone)에 서로 다른 레이어 스택을 할당할 수 있어야 합니다.
PCB 레이어 스택 정의는 성공적인 인쇄회로기판 설계의 핵심 요소입니다. 더 이상 전기 에너지를 전달하는 단순한 구리 연결의 연속이 아니라, 현대 PCB의 많은 라우팅은 회로 소자, 즉 전송선로의 연속으로 설계됩니다.
성공적인 PCB 설계를 달성하는 과정은 재료 선택과 레이어 스택업/할당을, 적절한 단일 종단 및 차동 라우팅 임피던스를 달성하는 데 필요한 라우팅 치수와 클리어런스 요구사항과 균형 있게 맞추는 일입니다. 또한 PCB를 설계할 때는 레이어 페어링, 신중한 비아 설계, 백드릴 요구 가능성, 리지드/플렉스 요구사항, 구리 밸런싱, 레이어 스택 대칭, 재료 규격 준수 등 수많은 다른 설계 고려사항도 함께 작용합니다.
Layer Stack Manager는 이러한 레이어별 설계 요구사항을 하나의 편집기에 통합합니다.
표준 문서 편집기인 Layer Stack Manager(LSM)는 PCB 작업 중에도 열어 둔 채로 사용할 수 있어, PCB와 LSM 사이를 오가며 전환할 수 있습니다. 화면 분할이나 별도 모니터에서 열기 같은 모든 표준 보기 동작이 지원됩니다. 단, 변경 사항이 PCB에 반영되려면 Layer Stack Manager에서 Save 동작을 수행해야 합니다.
Stackup Tab
Stackup 탭에는 제작 레이어가 상세히 표시됩니다. 이 탭에서 레이어를 추가, 제거 및 구성합니다.
- 현재 선택된 레이어의 속성은 그리드에서 직접 편집하거나 Inspector 패널에서 편집할 수 있습니다.
- 레이어 그리드에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭한 다음 Add layer 을 선택하거나, Add 드롭다운 명령을 사용해 레이어를 추가합니다. Surface Finish 레이어(구리)를 추가할 때, 인접한 기존 레이어도 Surface Finish 레이어라면 유전체 레이어도 함께 추가됩니다.
- 내부 구리 레이어에는 구리가 코어에 접합되는 방향(그 후 그 면에서 에칭됨)을 정의하는 Copper Orientation 옵션이 포함됩니다. 임피던스 계산이 정확하도록 이를 구성하십시오.
- 구리 레이어에는 Orientation 옵션도 포함됩니다. 이를 구성하여 부품이 구리 레이어에 대해 어떤 방향으로 배치되는지 표시합니다.
- 선택한 레이어는 마우스 오른쪽 버튼 메뉴 또는 Layer Up/Layer Down 리본 명령을 사용하여 동일 유형 레이어 내에서 위/아래로 이동할 수 있습니다.
Via Types Tab
Via Types 탭은 설계에서 사용되는 비아의 Z-평면 레이어 관통(스팬) 요구사항을 정의하는 데 사용됩니다. 설계에 배치되는 비아의 직경과 홀 크기(X&Y 속성)는, 비아를 수동으로 배치하는 경우 기본 환경설정에 의해, 대화형 라우팅 중 배치하는 경우 적용 가능한 Routing Style 설계 규칙에 의해 계속 제어됩니다.
- 새 보드의 Layer Stack에는 단일 관통홀(thru-hole) 비아 스팬 정의가 포함됩니다. 2층 보드의 경우 기본 비아 이름은 Thru 1:2입니다. 이 이름은 비아 유형과 비아가 관통하는 첫 번째/마지막 레이어를 반영합니다. 기본 관통홀 스팬은 삭제할 수 없습니다.
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을 클릭하여 추가 Via Type을 만든 다음, Inspector 패널에서 이 Via Type이 관통하는 레이어를 선택합니다. 새 정의의 이름은 <Type> <FirstLayer>:<LastLayer> 형식(예: Thru 1:2)이 됩니다. - 소프트웨어는 선택된 레이어를 기반으로 유형(예: Thru, Blind, Buried)을 자동으로 감지하고, 그에 맞게 Via Type 이름을 지정합니다.
- Mirror가 활성화되면, 레이어 스택에서 대칭 레이어를 관통하는 현재 비아의 미러가 자동으로 생성됩니다.
- 설계 공간에 배치된 비아는 Inspector 패널에 Name 속성 드롭다운을 포함하며, 여기에는 Layer Stack Manager에 정의된 모든 Via Type이 나열됩니다. 보드에서 사용되는 모든 비아는 Layer Stack Manager에 정의된 Via Type 중 하나여야 합니다.
- 대화형 라우팅 중 레이어를 변경할 때:
- Inspector 패널에 적용 가능한 Via Type이 표시됩니다.
- 관통하는 레이어에 맞는 Via Type이 여러 개 있는 경우, 6 단축키를 눌러 사용 가능한 Via Type을 순환 선택합니다.
- 제안된 Via Type은 상태 표시줄에 표시됩니다.
Editing the Layer Properties
Layer Stack Manager는 레이어 속성을 스프레드시트 형태의 그리드로 표시합니다. 속성은 그리드에서 직접 편집하거나 Inspector 패널에서 편집할 수 있습니다. Inspector 페이지의 Layer Stack Support 섹션을 참조하십시오.
Defining the Layer Stack
Layer Stack Manager의 Stackup 탭에서 추가하는 레이어는 제조 공정에서 실제로 제작되는 레이어입니다. 레이어 속성은 그리드에서 직접 편집하거나 Inspector 패널에서 편집할 수 있습니다.
사전 정의된 레이어 스택도 Tools | Presets 메뉴에서 사용할 수 있습니다.
Configuring the Layer Properties and Materials
각 레이어의 속성은 LSM 그리드에서 직접 편집할 수 있습니다. 이 페이지의 Stackup Tab 섹션에는 레이어 추가, 제거, 편집 및 순서 지정에 사용할 수 있는 다양한 기법이 요약되어 있습니다.
사용자 정의 속성 열을 추가할 수 있으며, Select columns 대화상자에서 모든 열의 표시 여부를 구성할 수 있습니다. 대화상자를 열려면 그리드 영역에서 임의의 열 머리글을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 다음 컨텍스트 메뉴에서 Select columns을 선택합니다.
Layer Types and their Properties
인쇄회로기판 제작에는 매우 다양한 재료가 사용됩니다. 아래 표는 일반적으로 사용되는 재료를 간략히 요약한 것입니다.
레이어 재료와 그 속성의 선택은 항상 기판 제작업체와 협의하여 수행해야 합니다.
| Layer Type | Materials Used | Comments |
|---|---|---|
| Signal | Copper | 신호 라우팅을 정의하는 데 사용되는 구리 레이어로, 전기 신호와 회로 전원 전류를 전달합니다. 일반적으로 어닐(annealed) 포일 및 전해도금(electro-deposited) 구리가 사용됩니다. |
| Internal Plane | Copper | 전원과 그라운드를 분배하는 데 사용되는 솔리드 구리 레이어로, 영역으로 분할될 수 있습니다. 또한 플레인 가장자리에서 보드 가장자리까지의 거리(풀백, pullback)도 지정해야 합니다. 일반적으로 어닐 포일이 사용됩니다. |
| Dielectric | FR4, 폴리이미드(polyimide) 및 서로 다른 설계 파라미터를 제공하는 다양한 제조사별 재료 등 다양함 |
절연 레이어로, 리지드 또는 플렉스일 수 있습니다. 코어, 프리프레그(prepreg) 및 플렉스 레이어를 정의하는 데 사용됩니다. 중요한 기계적 특성에는 수분/온도 범위에서의 치수 안정성, 인열 저항, 유연성 등이 포함됩니다. 중요한 전기적 특성에는 절연 저항, 유전율(Dk), 손실 계수(손실 탄젠트, Df 또는 Dj)가 포함됩니다. |
| Overlay | 스크린 인쇄 에폭시, LPI(liquid photo-imageable) | 부품 식별자, 로고, 제품명 등 텍스트/아트워크를 표시합니다. |
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Solder Mask/Coverlay |
1) 액상 감광성 솔더마스크(LPI 또는 LPSM), 드라이 필름 감광성 솔더마스크(DFSM) 2) 접착 코팅된 플렉시블 필름(일반적으로 폴리이미드 또는 폴리에스터). |
1) 회로에서 솔더를 적용할 수 있는 위치를 제한하는 보호 레이어입니다. 비용 효율적이고 검증된 기술로, 리지드 및 플렉스 사용 클래스 A(설치용 플렉스, flex-to-install) 적용에 적합합니다. 플렉시블 필름 커버레이보다 더 미세한 피처에 적합합니다. 2) 플렉스 사용 클래스 A 및 B(동적 플렉스, dynamic flex)에 적합합니다. 일반적으로 드릴링 또는 펀칭으로 가공되는 라운드 홀/코너가 필요합니다. |
| Paste Mask | 페이스트 마스크 스텐실을 제작하는 데 사용되는 레이어입니다. 스텐실은 일반적으로 스테인리스강입니다. 스텐실의 개구부는 부품 실장 전에 부품 패드에 솔더 페이스트를 도포할 위치를 정의합니다. | 솔더 페이스트를 적용할 위치를 정의하는 솔더마스크 스크린을 제작하는 데 사용되는 마스크 레이어입니다. |
Other Layer-related Design Tasks
레이어 스택의 레이어들은 설계를 구축하는 공간을 형성합니다. 레이어와 관련된 여러 설계 작업이 있지만, 이러한 작업은 Layer Stack Manager에서 수행되지 않습니다. 아래에 더 많은 정보로 연결되는 링크와 함께 요약되어 있습니다.
Defining the Overall Board Shape
보드의 최종 구성과 관계없이, 전체 외곽 형상은 Board Shape로 정의되며, PCB 편집기의 Home | Board | Board Shape 하위 메뉴 명령을 사용해 정의합니다.
보드 형상(Board Shape)은 다음과 같이 설정할 수 있습니다:
- Defined manually - 형상을 다시 정의하거나 기존 보드의 정점(코너)을 이동하는 방식(Redefine Board Shape 또는 Edit Board Shape).
- Defined From Selected Objects - 일반적으로 기계 레이어의 외곽선(Outline)에서 수행합니다. 다른 설계 도구에서 외곽선을 가져온 경우 이 옵션을 사용하세요.
드릴 테이블 포함
CircuitMaker에는 다른 설계 객체와 동일한 방식으로 배치되는 지능형 Drill Table이 포함되어 있습니다. Drill Table은 복합 테이블, 분리된 테이블, 또는 특정 드릴 페어링(drill-pairing)을 위한 테이블로 구성할 수 있습니다.
스택업 문서 로드 및 저장
메인 리본의 Settings 영역에서 각 드롭다운 버튼을 클릭하여 스택업 문서 파일을 로드하고 저장할 수 있습니다.
로드
Load 버튼을 클릭하면 Open Stackup Document대화상자가 열리며, 추가하려는 스택업 문서를 선택할 수 있습니다.
저장
Save 버튼을 클릭하면 Save Stackup Document대화상자가 열리며, 스택업 문서를 원하는 위치에 저장할 수 있습니다.
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