고급 기술

오늘날의 소형 전자 제품은 작고 독특한 형태의 인클로저에 담겨 출시됩니다. 대부분 배터리로 구동되는 이러한 제품은 가볍고 휴대가 간편하며, 더 낮은 신호 전압과 전력 소비가 요구됩니다. 또한 이러한 소형 설계에는 스위칭 속도가 빠른 최신 소자 기술이 사용됩니다. 스위칭 속도가 매우 빨라지면서 라우팅은 더 이상 전류를 전달하고 전압을 형성하는 단순한 구리 경로의 집합이 아니라 전송선의 배열이 되었으며, 라우팅 작업 자체가 엔지니어링 분석과 설계 과제로 자리 잡았습니다.

이러한 변화는 전자 제품 개발의 설계 및 구현 단계에 여러 새로운 과제를 제시합니다. 이를 해결하기 위해 다양한 설계 기술이 등장했으며, Altium Designer에서는 이러한 기술 중 다수를 활용할 수 있습니다.

와이어 본딩

와이어 본딩의 주된 목적은 반도체 칩과 패키지 사이 또는 멀티칩 모듈 내의 서로 다른 칩 사이에 안정적이고 저항이 낮은 전기적 연결을 형성하는 것입니다. 이 공정에서는 일반적으로 금, 알루미늄 또는 구리로 만든 가는 와이어를 사용하여 칩의 본드 패드를 패키지 기판이나 다른 칩의 해당 패드에 접합합니다.

와이어 본딩은 기판과 칩 사이에서 전력과 신호를 전달합니다. 이는 미세 와이어의 미세 용접을 통해 칩 접촉면(패드)과 칩 캐리어 또는 기판 사이에 전기적 연결을 형성하는 기본 기술입니다. 일반적으로 가장 비용 효율적이고 유연한 상호 연결 기술로 평가받으며, 대부분의 반도체 패키지 조립에 사용됩니다.

Altium Designer는 와이어 본딩을 활용한 칩온보드(CoB) 기술로 하이브리드 보드를 설계할 수 있도록 지원합니다.

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3D 기판에서의 직접 레이아웃 및 라우팅

3D-MID 기술은 전기 회로와 3차원 기계 부품을 결합합니다. 이러한 기능의 융합은 광범위한 응용 분야에서 무궁무진한 가능성을 열어 줍니다.

과거에는 적합한 ECAD 도구가 부족하여 3D-MID 설계자가 일반적으로 MCAD 패키지만 사용해야 했습니다. 이러한 작업 방식에는 여러 문제가 내재되어 있습니다. 특히 회로 레이아웃을 지원할 전기적 지능이 전혀 없다는 점과 수작업으로 그린 2D 스케치를 3D 표면에 투영하기 어렵다는 점이 대표적입니다.

새로운 3D 라우팅 기술을 사용하면 표준 표면 실장 부품을 3D 형상에 배치하고 형상의 표면을 따라 트레이스를 라우팅하여 레이아웃을 완성할 수 있습니다.

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

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인쇄 전자

전자 제품 설계 및 개발 분야에서 주목할 만한 발전 중 하나는 제품의 일부가 되는 플라스틱 성형물과 같은 기판에 전자 회로를 직접 인쇄할 수 있게 되었다는 점입니다.

인쇄 전자는 새로운 시장에 전자 기술을 접목할 수 있도록 하는 핵심 기술이 될 것입니다. 인쇄 전자를 활용하면 회로와 제품을 긴밀하게 결합할 수 있습니다. 신체에 직접 부착하는 유연한 센서부터, 액체를 붓는 동안 로봇 손이 부드러운 플라스틱 컵을 잡을 수 있게 해 주는 손가락 끝 모양의 다중 센서 성형물에 이르기까지, 인쇄 전자는 다양한 시장 분야에서 혁신적인 솔루션 개발을 가능하게 할 것입니다. 

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내장 부품을 활용한 설계

더 작고 집적도가 높은 전자 제품에 대한 수요가 지속적으로 증가하고, 이러한 기기 내부의 신호 주파수도 높아지면서 회로를 제작하고 조립하는 더 나은 방법에 대한 연구가 계속되고 있습니다.

집적도를 높이면서 더 높은 신호 주파수도 효과적으로 지원하는 방법 중 하나는 회로 구조의 층 내부에 부품을 내장하는 것입니다. 예를 들어 집적 회로 바로 아래에 개별 부품을 내장하면 신호 경로 단축, 저항 및 기생 인덕턴스 감소에 따른 노이즈와 EMI 저감, 회로의 신호 무결성 향상 등의 효과를 얻을 수 있습니다. 이러한 개선을 통해 더 빠른 신호 속도와 더 넓은 대역폭을 지원하면서도 더 작고 신뢰성이 높은 제품을 구현할 수 있습니다. 또한 지속적으로 발전하는 제조 공정 및 기술과 결합하면 제품 크기를 줄이고, 제조 비용과 보드 수준의 조립 비용도 낮출 수 있습니다.

부품 내장 방식은 설계부터 제조, 조립, 완제품의 테스트 및 유지보수에 이르기까지 공정의 각 단계에 여러 특수한 요구사항을 제시합니다.

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터치 컨트롤을 활용한 설계

터치 감응 전자 기술은 첨단 기술의 최전선에 있습니다. 제품의 성공에 사용자 인터페이스가 더욱 중요해지면서, 깔끔하고 현대적인 컨트롤은 이제 필수 요소로 여겨집니다.

전자 제품에 터치 센서를 추가하는 작업은 설계 초기부터 시작하여 보드 설계 과정까지 이어집니다. Altium Designer의 터치 센서 지원 기능을 사용하면 터치 센서를 설계 워크플로에 손쉽게 통합할 수 있습니다.

Altium Designer의 터치 컨트롤 지원 기능은 다음과 같습니다.

• 기기의 컨트롤과 매개변수를 처음부터 설정할 수 있는 구성 가능한 터치 센서 라이브러리
• 터치 센서에 필요한 복잡한 랜드 패턴 및 풋프린트 자동 생성
• Native 3D에서 설계를 모델링하고 검증하여 올바른 정렬 및 맞춤 상태 확인
• Atmel® QTouch® 및 QMatrix® 라이브러리, Cypress® Capsense® 라이브러리 & Microchip® mTouch® 라이브러리

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