고급 기술

오늘날의 소형 전자 제품은 작고 비정형적인 형태의 인클로저(외함)에 담겨 출시됩니다. 배터리로 구동되는 경우가 많아 가볍고 휴대가 가능하며, 더 낮은 신호 전압과 전력 소모가 요구됩니다. 또한 이러한 소형 설계는 빠른 스위칭 속도의 최신 디바이스 기술을 사용합니다. 그 속도가 너무 빨라 배선(routing)은 더 이상 전류를 전달하고 전압을 표현하는 단순한 구리 경로들의 집합이 아니라, 전송선로(transmission line)들의 배열이 됩니다. 그 결과 라우팅 과정 자체가 독립적인 엔지니어링 해석 및 설계 과제로 바뀌었습니다.

이 모든 요소는 전자 제품 개발의 설계 및 구현 단계에 많은 새로운 과제를 가져옵니다. 이를 돕기 위한 다양한 설계 기술이 등장했으며, 그중 다수는 Altium Designer에서 사용할 수 있습니다.

와이어 본딩

와이어 본딩의 주요 목적은 반도체 칩과 패키지 간, 또는 멀티칩 모듈 내 서로 다른 칩들 간에 안전하고 저저항의 전기적 연결을 구축하는 것입니다. 이 공정은 일반적으로 금, 알루미늄, 또는 구리로 만든 미세 와이어를 칩의 본드 패드에서 패키지 기판의 해당 패드 또는 다른 칩의 패드로 본딩하는 과정을 포함합니다.

와이어 본딩은 기판과 칩 사이에서 전력과 신호를 전달합니다. 이는 칩의 접촉면(패드)과 칩 캐리어 또는 기판 사이에 마이크로 와이어를 미세 용접(micro-welding)하여 전기적 연결을 형성하는 기본 기술입니다. 일반적으로 가장 비용 효율적이고 유연한 인터커넥트 기술로 간주되며, 대부분의 반도체 패키지를 조립하는 데 사용됩니다.

Altium Designer는 와이어 본딩을 사용하는 칩온보드(CoB) 기술 기반의 하이브리드 보드 설계를 지원합니다.

► 자세히 알아보기: Wire Bonding

3D 기판에서의 직접 레이아웃 & 라우팅

3D-MID 기술은 전기 회로를 3차원 기계 부품과 결합합니다. 이러한 기능의 융합은 매우 광범위한 응용 분야에서 새로운 가능성을 열어줍니다.

역사적으로 3D-MID 설계자는 적합한 ECAD 도구의 부재로 인해 대체로 MCAD 패키지에 제한되어 왔습니다. 이러한 작업 방식에는 많은 문제가 내재되어 있는데, 특히 회로 레이아웃을 구동할 전기적 인텔리전스가 없다는 점과, 2D로 수작업으로 그린 스케치를 3D 표면에 투영하는 과정에서 발생하는 어려움이 대표적입니다.

새로운 3D 라우팅 기술을 사용하면 표준 표면실장(SMD) 부품을 3D 형상 위에 배치하고, 형상 표면을 따라 트레이스를 라우팅하여 레이아웃을 완성할 수 있습니다.

완성된 설계는 레이저 직접 구조화(Laser Direct Structuring, LDS) 제조 공정에 필요한 파일 형식으로 내보낼 수 있습니다.

► 자세히 알아보기: Direct Layout & Routing on a 3D Substrate

프린티드 일렉트로닉스

전자 제품의 설계 및 개발에서 흥미로운 진화 중 하나는, 제품의 일부가 되는 플라스틱 몰딩과 같은 기판 위에 전자 회로를 직접 인쇄할 수 있다는 점입니다.

프린티드 일렉트로닉스는 전자 기술을 새로운 시장에 통합할 수 있게 하는 핵심 기술이 될 것입니다. 이는 회로와 제품 간의 매우 밀접한 결합을 가능하게 합니다. 신체에 직접 부착되는 유연한 센서부터, 액체를 따를 때 로봇 손이 부드러운 플라스틱 컵을 잡을 수 있게 해주는 다중 센서의 손끝 모양 몰딩에 이르기까지, 프린티드 일렉트로닉스는 다양한 시장 세그먼트 전반에서 혁신적인 새로운 솔루션 개발을 가능하게 할 것입니다. 

► 자세히 알아보기: Printed Electronics

임베디드 컴포넌트로 설계하기

더 작고 더 통합된 전자 제품에 대한 지속적인 수요와, 이러한 디바이스 내부 신호의 고주파화는 회로를 제작하고 조립하는 더 나은 방법에 대한 연구를 계속해서 촉진하고 있습니다.

더 높은 집적도와 고주파 신호에 대한 향상된 지원을 동시에 제공하는 기법 중 하나는, 회로 구조의 레이어 내부에 부품을 내장(임베딩)하는 것입니다. 예를 들어, 집적회로(IC) 바로 아래에 디스크리트 부품을 내장하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다: 더 짧은 신호 길이; 저항 및 기생 인덕턴스 감소로 인한 노이즈와 EMI 저감; 그리고 회로 신호 무결성 향상. 이러한 개선은 더 작고 더 신뢰성 높은 제품을 제공하며, 더 빠른 신호 속도와 더 높은 대역폭을 지원합니다. 또한 제조 공정 및 기술의 지속적인 개선과 결합되면 제품 크기 감소와 함께, 제작 및 보드 레벨 조립 비용 절감으로도 이어질 수 있습니다.

부품 내장은 설계부터 제작, 조립, 완제품의 테스트 및 유지보수에 이르기까지 각 단계에 여러 가지 특이한 요구 사항을 부과합니다.

► 자세히 알아보기: Embedded Components

터치 컨트롤로 설계하기

터치 감지 전자 기술은 기술 발전의 최전선에 있습니다. 사용자 인터페이스가 제품 성공에 더 중요해지면서, 깔끔하고 현대적인 컨트롤은 이제 필수 요소로 여겨집니다.

전자 제품에 터치 센서를 추가하는 과정은 설계 초기부터 시작해 보드 설계 프로세스까지 이어집니다. Altium Designer의 터치 센서 지원을 통해 설계 워크플로에 터치 센서를 쉽게 통합할 수 있습니다.

Altium Designer의 터치 컨트롤 지원에는 다음이 포함됩니다:

• 처음부터 디바이스의 컨트롤과 파라미터를 설정할 수 있는 구성 가능한 터치 센서 라이브러리.
• 터치 센서에 필요한 복잡한 랜드 패턴과 풋프린트를 자동 생성.
• 정렬 상태와 적합성을 확인하기 위해 Native 3D에서 설계를 모델링하고 검증.
• Atmel® QTouch® 및 QMatrix® 라이브러리; Cypress® Capsense® 라이브러리; & Microchip® mTouch® 라이브러리

► 자세히 알아보기: Designing with Touch Controls