Layout 이란?

레이아웃이란 PCB 기판 상의 2D 선로 모양 그 자체를 지칭하며 흔히 pattern이라고도 한다. 저주파 전자회로에서는 효율적인 부품 배치를 통한 PCB 공간 및 원가 절약쪽에 초점이 맞추어져 있지만, RF에서는 Layout의 크기나 위치 자체가 회로 성분으로 표시되는 disributed 기반의 기판이기 때문에 훨씬 차원높은 레이아웃 설계를 요한다.

Layout을 만드는 법

일반적인 circuit simulator에는 option으로 회로 schemetic을 곧바로 layout으로 생성해주는 기능을 제공하고 있다. 이 기능을 이용하면 별다른 drawing 작업 없이 레이아웃 형상을 얻을 수 있다. 만약 레이아웃 자체를 그려서 해석하는 2.5D 혹은 3D tool을 사용한 경우라면 layer만을 선택해서 2D의 도면 파일로 저장도 가능하다. 이 경우 주로 사용되는 파일포맷은 AutoCAD의 DXF파일이나 공정파일인 Gerber 파일이 주로 사용된다.

만약 사용중인 tool에서 layout을 지원하지 않거나, option으로 포함되어 있지 않은 경우에는 schemetic 파일 외에 SPICE 파일과 유사한 format을 가진 circuit 파일(CKT file)을 이용하여 생성하는 방법도 있다. wave maker처럼 CKT 파일을 이용하여 레이아웃을 생성하는 S/W를 이용하면 생성은 물론 편집도 가능하다.

만약 이러한 것도 지원되지 않는다면, 최종 회로의 크기와 위치정보를 알아낸 다음 AutoCAD나 Pads같은 CAD tool을이용하여 그려야 한다. 이 경우에는 산업용 CAD tool을 이용해야 하는데, 어설픈 Drawing tool로 그리면 정확도가 떨어져서 좋은 회로를 만들기 어렵다. 특히 CAD tool을 이용하지 않으면 도면파일 생성이 불가능하고, print시에 원래의 수치를 정확하게 print control해주지 못한다.

만약 이것마저 없다면 최후의 수단으로는 모눈종이 같은 것에 계산된 수치에 맞게 직접 그리는 수밖에 없다. 이렇게 최종적으로 파일형태 혹은 프린트된 Layout을 이용하여 Microstrip기판을 제작하게 된다.

Layout 편집과  Foot print

RLC 성분을 사용하는 수동회로나 FET, Diode를 사용하는 능동회로는 Layout 외에 별도의 소자가 필요한 경우이다. 이런 회로의 Layout을 자동 생성시킨 후에는 소자의 크기문제 때문에 편집을 해야할 경우가 많이 발생한다. S/W자체에서는 사용자가 어떤 크기의 소자를 사용할 지 몰라서 default 크기나 모양을 잡아주는 경우가 많은데, 이것이 전체 회로의 크기나 모양과 잘 부합되게 수정해야 하는 것이다. 물론 default 크기로 잡힌 것이 딱 맞는 경우도 있긴 하다.

그래서 Layout 상에서 소자의 모양을 라이브러리에서 골라내어 수정하게 되는데, 이러한 소자의 모양새를 footprint라고 부른다. 대부분의 Layout 생성 프로그램에서는 대표적인 소자형상을 대량 탑재하고 있으며, 만약 라이브러리에 원하는 모양의 footprint가 없다 하더라도 직접 그려서 추가할 수도 있다. 아래는 여러 가지 크기와 모양의 FET의 footprint의 예이다.

물론 footprint 자체는 Layout을 print하거나 도면 파일로 변환시에는 사라지게 된다. 소자의 footprint는 사용하려는 소자크기에 맞게 Layout내 선로간의 간격이나 위치를 적합하게 배치하자는데 목적이 있기 때문이다. 소자의 footprint를 무시하고 막바로 Layout을 만들어서 회로를 만들고 나면 소자들을 실장하는데 상당한 어려움을 겪을 수도 있으니, 소자를 포함한 회로설계를 할 때는 항상 주의하도록 해야한다.

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