인쇄 회로 기판(PCB) 설계 소프트웨어의 중요성
인쇄 회로 기판(PCB) 설계 소프트웨어는 전자 제품 설계 과정에서 필수적인 도구입니다. 이 소프트웨어를 통해 설계자는 고품질의 PCB 설계를 효율적으로 제작하고 오류를 최소화할 수 있습니다.
만약 이러한 소프트웨어 지원이 없다면, 전자 엔지니어와 설계자는 처음부터 모든 것을 직접 설계하고 조립해야 하며, 설계 승인 과정을 기다리는 데 많은 어려움을 겪을 수 있습니다. 이는 상당한 시간과 노력이 소요되는 과정입니다.
수동적인 설계 방식은 많은 시간과 자원을 소비하지만, PCB 소프트웨어는 작업 과정을 단순화하고 생산성을 향상시킵니다. 뿐만 아니라, 시간 낭비와 생산 지연을 초래할 수 있는 오류 발생 위험을 크게 줄여줍니다. 대신, PCB 소프트웨어를 사용하면 신속하고 정확한 설계가 가능합니다.
다양한 PCB 설계 소프트웨어가 시장에 나와 있기 때문에, 사용자에게 가장 적합한 소프트웨어를 선택하는 것은 어려울 수 있습니다. 따라서, 시장에서 가장 우수한 PCB 소프트웨어를 소개하고자 합니다.
PCB란 무엇인가?
PCB는 절연층과 전도층이 겹쳐진 구조를 가지고 있습니다. 이는 전자 부품들을 연결하고, 전자 장치에 전력을 공급하는 핵심 요소입니다.
거의 모든 전자 장치에 사용되는 PCB는 두 가지 주요 기능을 수행합니다.
- 솔더링을 통해 외부 레이어의 특정 위치에 전자 부품을 조립합니다.
- 부품 단자 사이의 전기적 연결을 가능하게 합니다.
전도층은 전도성 물질을 사용하여 전기 연결을 제공하도록 설계되었습니다. 서로 다른 구리층 사이의 전기 연결을 생성하는 ‘비아’ 기술도 사용됩니다.
PCB는 다양한 전자 부품들을 기계적으로 지지하며, 전도성 패드, 평면, 트레이스 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있도록 설계되었습니다.
PCB 설계 소프트웨어란 무엇인가?
PCB 설계는 PCB의 구성 요소를 디자인하고, 조립하고, 전기 회로에 전원을 공급하기 위한 회로 기판의 전기적 연결을 설정하는 과정을 의미합니다. 이러한 작업을 지원하는 소프트웨어를 PCB 설계 소프트웨어라고 합니다.
PCB 소프트웨어의 주요 기능은 다음과 같습니다.
- 회로도 편집기: 회로도 페이지에서 전기적 요소, 부품, 그래픽 요소 등을 결합하고 편집할 수 있습니다.
- 3D 시각화: 인쇄 회로 기판의 3D 시각화 및 2D 회로도를 통해 디자인의 외관을 확인하고, 오류를 식별하며, 부품을 쉽게 수정할 수 있습니다.
- 자동 라우팅: PCB의 다양한 지점을 자동으로 연결하여 전기적 연결을 생성합니다.
- 설계 규칙 확인: 전력, 신호, EMC 등의 측면에서 문제가 될 수 있는 설계 결함 및 위반을 식별하는 다양한 도구를 제공합니다.
- 협업 기능: 여러 디자이너가 실시간으로 디자인 작업을 하고, 변경 사항을 적용하며, 의견을 교환할 수 있도록 지원합니다.
PCB 설계 과정은 다음과 같은 여러 단계를 포함합니다.
- 부품 배치: 회로도 다이어그램을 실제 회로 기판으로 변환하여 PCB 설계를 시작합니다. 부품을 정확한 위치에 배치하려면 문제 해결 능력이 필요합니다.
- 라우팅: PCB 레이아웃의 여러 구성 요소 간에 전기적 연결을 설정하는 과정입니다. 각 회로 기판은 고유한 라우팅 방식을 가집니다.
- 통합: ECAD 및 MCAD 소프트웨어(예: Eagle, Fusion 360)를 통합하여 기계 엔지니어와 설계를 공유합니다. 기계 엔지니어는 물리적 레이아웃이 적합한지 평가합니다.
PCB 설계 소프트웨어가 필요한 이유
PCB의 기계적 구조는 복잡한 부품들을 포함할 수 있습니다. PCB 설계 소프트웨어를 사용하면 PCB 설계 과정을 더 쉽고, 빠르고, 효율적으로 만들 수 있습니다.
PCB 설계 소프트웨어의 장점을 자세히 살펴보겠습니다.
시간 절약
만약 모든 것을 처음부터 직접 설계한다면 설계, 조립, 전기 연결 등을 고려해야 하므로 많은 시간과 노력이 필요합니다. 그러나 PCB 설계 소프트웨어를 사용하면 소프트웨어에서 제공하는 사전 제작된 설계를 활용하여 이 과정을 훨씬 빠르게 진행할 수 있습니다. 설계 요구 사항에 가장 적합한 옵션을 선택하여 설계 시간을 크게 단축하고 제품 출시를 가속화할 수 있습니다.
간편한 과정
특수 제작된 소프트웨어를 사용하여 PCB를 설계하면 설계자가 고품질 설계를 보다 쉽게 만들 수 있습니다. 수동으로 모든 작업을 수행하는 대신, 소프트웨어의 다양한 기능을 활용하여 작업을 간소화하고 다른 창의적인 작업에 더 많은 시간을 투자할 수 있습니다.
설계 성능 테스트 용이
PCB 설계 생성은 설계 과정의 끝이 아닙니다. 엔지니어는 PCB 설계의 성능과 타당성을 검증하는 테스트 단계를 거쳐야 합니다. 수동으로 PCB 설계를 테스트하는 것은 복잡하고 노동 집약적인 작업이며, 부정확성을 포함할 가능성이 있습니다. 또한, 심각한 설계 결함을 초래하여 최종 제품 품질을 저하시킬 수 있습니다.
하지만 PCB 설계 소프트웨어를 사용하면 가상 환경에서 설계의 성능, 강도 및 실행 가능성을 쉽게 테스트할 수 있습니다. 더 높은 정확도로 설계 문제와 오류를 신속하게 감지하여 고품질의 제품 생산에 필요한 개선 작업을 진행할 수 있습니다.
향상된 가시성
수동적인 방식으로는 PCB 설계의 세부 정보를 충분히 파악하기 어려울 수 있으며, 이는 오류나 누락으로 이어질 수 있습니다. 반면, PCB 소프트웨어는 3D 시각화와 같은 기능을 제공하여 모든 각도에서 설계를 검토할 수 있도록 합니다. 이러한 전반적인 시각적 검토는 오류를 쉽게 찾아내는 데 도움이 됩니다.
비용 효율성
PCB 설계, 부품 조립, 전기 연결 설정, 설계 테스트 및 제품 생산을 수동으로 진행하는 데는 상당한 시간이 소요됩니다. 이 모든 과정에는 시간, 인력, 기계, 전력 및 비용이 필요합니다. 그리고 설계 변경이 필요한 경우 전체 비용은 더욱 증가합니다.
PCB 설계 소프트웨어는 자원과 비용을 절약하면서 빠르게 모든 프로세스를 처리할 수 있는 비용 효율적인 방법입니다. 소프트웨어를 사용하면 설계를 신속하게 수정하고 모든 단계에서 설계를 개선할 수 있습니다.
PCB 설계 소프트웨어의 활용
PCB 설계 소프트웨어는 트레이스 라우팅, 부품 정렬, 규칙 검사 등을 포함하여 설계 레이아웃을 개선하는 데 도움이 됩니다. 이러한 기능은 PCB 설계 품질을 향상시키고 고품질 인쇄 회로 기판 생산을 가능하게 합니다.
PCB 설계 소프트웨어는 기업의 전자 엔지니어, 프리랜서 엔지니어, 엔지니어 사업가 및 전자 애호가들에게 다양하게 활용됩니다. PCB 설계 소프트웨어의 주요 응용 분야는 다음과 같습니다.
- 3D 부품 시각화: 2D 소프트웨어에서는 찾기 어려울 수 있는 전기 회로를 방해하는 결함 부품을 PCB 설계 소프트웨어를 사용하여 찾아낼 수 있습니다. 초기에 문제점을 발견하고 해결하면 설계가 생산 단계로 넘어가기 전에 불필요한 시간과 자원 낭비를 줄일 수 있습니다.
- 레이어 구조 시각화: PCB 디자인 소프트웨어를 사용하여 PCB 디자인의 레이어 구조를 시각화할 수 있습니다. 이는 사용자의 요구에 따라 단일, 이중 또는 다중 레이어 인쇄 회로 기판을 만드는 데 도움이 됩니다.
이제 시장에서 사용 가능한 주요 PCB 설계 소프트웨어를 살펴보겠습니다.
알티움 디자이너
가장 강력한 PCB 설계 소프트웨어 중 하나인 알티움 디자이너는 현대적이고 사용하기 편리합니다. 설계 환경은 엔지니어가 아이디어 구상부터 PCB 레이아웃, 문서화, 제조에 이르기까지 설계 과정의 모든 측면을 확인할 수 있도록 지원합니다.
엔지니어들은 설계 도구를 사용하여 동일한 직관적인 환경에서 더욱 개선된 품질의 제품을 생산할 수 있습니다. 또한 레이아웃, 도식, 시뮬레이션을 포함한 데이터 조작을 위한 중앙 모델 역할을 수행하는 단일 모델을 구축할 수 있습니다.
알티움 디자이너는 SOLIDWORKS, Autodesk Inventor, Autodesk Fusion 360, PTC Creo Parametric과 같은 다른 ECAD/MCAD 소프트웨어와 통합됩니다. 또한 MCAD, 팀워크, 데이터 관리, PCB 설계를 통합하는 클라우드 기반 플랫폼을 제공합니다.
실시간 협업을 통해 시간과 장소에 상관없이 디자인에 대한 피드백을 주고받고 문제를 즉시 해결할 수 있습니다. 모든 필수 파일을 중앙 저장소에 보관하여 팀 간의 오해를 줄이고 성공적인 생산을 지원합니다.
또한 3D 환경에서 기계 설계자와 협력하여 기본적인 3D PCB 설계를 기반으로 작업할 수 있습니다. 이 소프트웨어는 MCAD 소프트웨어와의 원활한 협력을 지원하며, 한 도구에서 모든 것을 관리할 수 있도록 도와주므로 여러 소프트웨어 간에 파일을 교환하는 번거로움을 줄여줍니다.
무료 평가판을 이용하여 소프트웨어 기능을 시험해 볼 수 있으며, 연간 또는 영구 구독 옵션을 선택할 수 있습니다.
퓨전 360
퓨전 360은 엔지니어링, 디자인, 제조 및 전자 제품을 단일 플랫폼에 통합한 클라우드 기반 플랫폼입니다. PCB 설계, CAD, CAE, CAM, 3D 모델링 기능을 제공하며, 기능성, 적합성, 형태, 미적 요소를 고려한 제품 또는 도구 개발을 지원합니다.
PCB 설계 후 제너레이티브 디자인 도구와 시뮬레이션을 사용하여 제조 가능성을 확인하고 설계의 영향을 평가할 수 있습니다. 통합된 CAD 및 CAM 소프트웨어 도구를 사용하여 모델 지그를 편집하고 기존 기능을 활용하여 유연한 작업 환경을 경험하고 고품질 제품을 쉽게 생산할 수 있습니다.
수동 전자 워크플로와 복잡한 파일 형식 교환 작업을 제거합니다. 퓨전 360은 오류 없는 완벽한 제품을 제작하는 데 필요한 노력을 줄여줍니다. PCB 설계, 회로도 캡처, 기계 CAD 등 다양한 기능을 제공하여 신뢰할 수 있는 설계를 제작하는 데 필요한 도구를 제공하며, 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 제품 성능을 확인하고 제조 전에 설계를 테스트할 수 있습니다.
퓨전 360은 처음부터 설계를 시작할 필요 없이 CAD 지원 지오메트리를 제공합니다. 매개변수, 재료, 제조 방법 및 비용 제약과 같은 입력을 제공하여 지오메트리 생성을 시작할 수 있습니다. 시간대, 리뷰 및 위치로 인해 제조 프로세스가 길어지지 않도록 단일 데이터 관리 소프트웨어에서 모든 설계와 데이터를 관리할 수 있습니다.
가격 옵션은 월 $42부터 3년 $987까지 다양하며, 비즈니스 소유자 또는 학생은 무료 평가판을 다운로드하여 사용할 수 있습니다.
지멘스 PCB플로우
설계 반복을 줄여주는 지멘스 PCBflow는 제조 제약 조건을 기반으로 하는 안전한 클라우드 기반 PCB DFM 도구입니다. 상세 오류 보고서를 포함한 자동화된 온라인 DFM을 제공하여 더 많은 정보를 이해하고 더 스마트하게 작업할 수 있도록 도와줍니다. 또한 제조업체를 기다리지 않고 프로세스 전반에 걸쳐 여러 DFM을 실행할 수 있는 유연성을 제공합니다.
PCBflow는 Valor NPI에서 제공됩니다. 스타트업이든 기업이든 DFM을 모든 사람이 이용할 수 있도록 설계되었습니다. 고품질 제품을 제공하는 데 필요한 시간과 자원을 절약할 수 있습니다. 또한, 빈번한 DFM 분석을 통해 품질 저하 없이 시간을 절약하고 최종 제품을 제시간에 얻을 수 있습니다.
지금 등록하여 사용해 볼 수 있으며, 소프트웨어가 만족스러우면 요구 사항에 가장 적합한 구독 계획을 선택할 수 있습니다.
딥트레이스
딥트레이스는 지정된 시간 내에 프로젝트를 완료할 수 있도록 직관적인 인터페이스를 제공합니다. 이 PCB 설계 소프트웨어는 차동 라우팅, 계층적 회로도, ODB++ 호환성, STEP 3D 및 DRC 검사를 통한 심층 규칙과 같은 다양한 고급 기능을 제공합니다.
Altium, OrCAD, 제조 도구, 2D/3D CAD, PADS 및 Eagle을 사용하여 데이터를 쉽게 교환할 수 있습니다. 가져오기 및 내보내기 기능이 광범위하게 지원되어 회로도를 PCB로 쉽게 변환하고 다시 회로도로 변환할 수 있습니다. 또한 형태 기반 라우터와 수동 라우팅을 통해 사용자 정의 설계 기능을 활용할 수 있습니다.
PCB 레이아웃에서 고속 신호, 3D 미리보기, Gerber, STEP 내보내기 등을 활용할 수 있습니다. 딥트레이스 라이브러리에서 부품을 생성하고 가져올 수 있으며, 라이브러리에는 1,60,000개의 패키지 부품과 1000만 개 이상의 부품이 포함되어 있습니다. 또한 즉시 사용 가능한 템플릿, IPC-7351 패턴 생성기 및 편집 도구도 제공합니다.
딥트레이스를 사용하면 개발 프로세스의 모든 단계에서 설계를 검토할 수 있습니다. 또한 3D 모델 생성 도구와 11000개 이상의 패키지 모델을 제공합니다.
Windows 32, Windows 64 및 macOS에서 사용할 수 있는 모든 기능이 제공되는 30일 무료 평가판으로 시작할 수 있습니다. 만족스러운 경우 300핀과 2개의 신호 레이어에 대해 $75의 유료 구독을 선택할 수 있습니다.
울티보드
울티보드는 맞춤형 환경에서 효율적인 설계 라우팅 및 레이아웃 기능을 제공하는 PCB 설계 소프트웨어입니다. Multisim과 통합되어 PCB 프로토타입 개발을 용이하게 합니다. 유연한 도구를 사용하여 설계하고, 중요한 보드 요소를 수동으로 정의할 수 있습니다.
울티보드의 자동화된 기능은 전체 설계를 빠르게 완료하는 데 도움을 줍니다. 고급 설계 마법사, 도구 상자 및 스프레드시트 보기를 통해 모든 보드 레이아웃을 쉽게 관리, 정의 및 제어할 수 있으며, 순방향 주석 기능을 통해 반복 관리를 개선할 수 있습니다.
DXF 및 Gerber와 같은 산업 표준 파일을 내보내 설계 흐름(개략도에서 레이아웃까지)을 완료할 수 있습니다. 또한 울티보드는 전자 부품을 설계 및 제조하는 동안 최신 기술을 유지할 수 있도록 다양한 전자 솔루션을 제공합니다.
소프트웨어 에디션을 선택하여 라이선스 기간, 기간 및 제공 방법을 정의하고 구독을 구매할 수 있습니다. 영어와 Windows 운영 체제를 지원합니다.
오르캐드
오르캐드는 고급 라우팅 기술과 포괄적인 플랫폼을 제공하는 PCB 설계 솔루션입니다. 라이브러리 도구, 신호 무결성 분석, 자동 라우팅, 제약 조건 관리자, 회로도 캡처, PCB 편집, 라우팅 및 혼합 신호 회로 시뮬레이션과 같은 다양한 기술이 포함되어 있습니다.
오르캐드의 지능형 대화식 자동 에칭 편집 및 배치 기능을 통해 생산성을 극대화할 수 있습니다. 또한, 긴밀한 애플리케이션 통합 및 데이터 무결성을 보장하는 기능을 통해 설계 프로세스 속도를 높여 생산 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
제약 조건 관리를 사용하여 설계가 지역, 쌍, 길이 규칙 등 특정 요구 사항을 충족하는지 확인할 수 있습니다. STEP 지원을 통해 MCAD와 ECAD 흐름을 연결하고, 필요에 따라 완벽한 설계 환경을 구축할 수 있습니다. 또한 아날로그, 제약 설계 흐름, 혼합 신호 및 통합 SI를 사용하여 설계를 쉽게 분석하여 목표를 달성할 수 있습니다.
OrCAD Capture CIS, OrCAD PSpice Designer, OrCAD Sigrity ERC, OrCAD PCB Designer Professional 등을 포함한 전체 버전의 릴리스에 무료로 액세스할 수 있습니다.
키캐드 EDA
키캐드 EDA는 오픈 소스 및 크로스 플랫폼 전자 설계 자동화 플랫폼입니다. 키캐드의 회로도 편집기는 기본적인 회로도부터 복잡한 설계까지 모두 지원합니다. 공식 라이브러리에서 제공하는 수많은 기호 중에서 선택하거나 자신만의 기호를 만들 수 있습니다.
설계가 완료되면 전기 규칙 검사기와 통합 SPICE 시뮬레이터를 사용하여 검증할 수 있습니다. PCB 편집기는 초보자도 쉽게 설계할 수 있을 만큼 간편하며, 복잡한 설계에도 강력한 기능을 제공합니다.
향상된 시각화, 선택 도구 및 대화식 라우터를 통해 레이아웃 작업을 더 쉽게 수행할 수 있습니다. 또한 3D 뷰어를 사용하여 올바른 기계적 적합성을 확인하고 최종 제품을 미리 볼 수 있습니다.
키캐드 EDA에는 사용자 정의 가능한 조명 옵션과 함께 레이트레이서가 내장되어 있어 실제와 같은 이미지를 생성하고 동료 또는 팀과 공유하여 작업을 보여줄 수 있습니다. 이 소프트웨어는 Ubuntu, macOS, Windows, Debian, Arch Linux, FreeBSD, Fedora 등과 같은 다양한 운영 체제를 지원합니다.
무료 버전을 다운로드하여 설계를 시작할 수 있습니다.
결론
PCB 설계 소프트웨어를 사용하면 인쇄 회로 기판을 쉽고 효율적으로 설계하는 동시에 많은 시간과 자원을 절약할 수 있습니다. 또한, 설계 성능을 검증하고 초기 단계에서 수정하여 고품질의 설계만 생산 단계로 넘길 수 있습니다. 이는 결국 전자 장치에서 잘 작동하는 견고하고 안정적인 인쇄 회로 기판을 생산하는 데 도움이 됩니다.
새로운 기술은 지속적으로 발전하고 소비자의 요구는 자주 변한다는 점을 고려하여 위의 옵션 중에서 PCB 설계 소프트웨어를 신중하게 선택해야 합니다. 설계 요구 사항과 과제를 예측하고 인쇄 회로 기판 설계를 즐기십시오!