보통 PCB제작을 의뢰 하다보면, 제일 단가가 낮고 싼 PCB는 1.6mm 의 두께를 갖고 있다.

즉, 일반적으로 많이 사용한다는 것이다. 그러면 왜 1.6mm가 표준처럼 사용 되는가? 아래에 내용이 있다.

https://www.jhd-material.com/info/why-is-the-common-pcb-plate-thickness-is-1-6mm-64903489.html

위에 글을 번역했다.

Why is the Common PCB Plate Thickness is 1.6mm

왜 일반적인 PCB의 두께는 1.6mm 인가?

The general PCB finished plate thickness is 0.8mm to 1.6.mm between 1.6.mm, and the more common plate thickness specification is designed according to the 1.6 mm of the metric unit (about 63mil), many plugins The standard is also adapted in accordance with 1.6mm, what is the 1.6mm thickness standard?

일반적인 PCB 마감 판두께는 0.8mm ~ 1.6.mm로 1.6mm 사이이며, 보다 일반적인 판두께 사양은 미터법 단위(약 63mil)의 1.6mm에 따라 설계됩니다. 많은 주문제작의 표준 역시 이에 적용됩니다. 1.6mm 두께 기준이 뭘까요?

We learned that the "PCB Development History" chapter of the "PCB development history" is designed by the PCB design. In the era of tubes, the PCB industry is still in the sprouting stage. Since the amount of heat generated by the tube component is large, the volume is bulky, it is inconvenient to install on the printed circuit board (Need a certain mechanical strength), the production of electronic products at the time was basically a handmade studio installation. Of course, this is also related to the development of the substrate material of the PCB, as the epoxy resin of the PCB substrate (see the PCB of the column) This chapter of the substrate resin), the manufacturing technology of the PCB substrate, copper foil, etc. have not been commercialized.

PCB 개발의 역사에 역사에 따르면, Tube를 사용하던 시대에 PCB 산업은 아직 싹트기전 단계에 있었습니다. 튜브에서 발생하는 발열이 커서, 부피를 키울 수 밖에 없었고 이는 PCB(일정한 기계적 강도 필요)를 설치하기 불편했습니다.  당시 전자제품 생산은 기본적으로 수작업 설치가 주로 이뤄졌습니다. 물론 이는 PCB기판의 에폭시수지 (PCB기판의 단면을 보면된다)로 PCB기판의 제조기술과도 관련이 있습니다. 이 당시 기판, 동박 등은 아직 상용화되지 않았습니다.

In the 1920s, circuit developers used electric wood (phenolic resins), gypsum board, cardboard, and even thin wood-building circuit boards (forms similar to the cave plate or breadboard, with a printed circuit board). They drill on the material and then securely secure the flat copper wire to the board to form an interconnected circuit with a rivet or bolt.

1920년대에 회로 개발자는 전기 목재(페놀 수지), 석고 보드, 판대기, 심지어 얇은 목재로 만든 회로 기판(인쇄 회로 기판 처럼 긁어낸 판 또는 Bread Board와 유사한 형태)을 사용했습니다. 그들은 보드를 드릴로 뚫은 다음, 평평한 구리 와이어를 보드에 단단히 고정하여, 리벳이나 볼트로 서로 연결된 회로를 만들었습니다.

Among them, electric wood is also a phenolic resin, from German chemist Adolf Von Bayer (1835-1917) first synthesized in 1872. In 1907, the American Chemist (1863-1944) was born in Belgium (1863-1944) improved the production technology of phenolic resin, and the resin was practiced, industrialized. In 1910, he established a general Bakelite and uses the name "Bakelite" "Bakelite" to the phenolic resin trademark according to his own name.

그 중에서, 전기 목재는 또한 페놀수지로서, 독일의 화학자 Adolf Von Bayer(1835-1917)가 1872년에 처음으로 합성에 성공했습니다. 벨기에서 태어나 미국으로 온 화학자(1863-1944)로 인해 페놀 수지의 기술과 수지는 발전되었고 이내 산업화되었습니다. 1910년, 그는 general Bakelite를 설립하고, 그의 이름 "Bakelite"를 따서 페놀수지 상표에  "Bakelite" 또는 "Bakelite" 라는 이름을 사용했습니다.

At the beginning of the 20th century, relying on Bakeland's phenolic resin manufacturing patents, in Germany, United Kingdom, France and Japan and other countries, the industrial production of phenolic resins has been achieved. Phenolic resins also begin to be widely used in the knobs of the radio, turntable, mounting components (non-printed circuit boards), and even radios.

20세기 초 독일, 영국, 프랑스, ​​일본 및 기타 국가에서 Bakeland의 페놀 수지 제조 특허에 의존하여, 페놀 수지의 산업적 생산이 이루어졌습니다. 페놀 수지는 또한 라디오의 손잡이, 턴테이블(turntable), 장착용 부품(인쇄되지 않은 회로 기판), 심지어 라디오에도 널리 사용되기 시작했습니다.

In 1921, the laminate manufactured by Formica has been integrated into the manufacturing of household radio and marine radio. In 1927, Formica found that the formation of decorative paper was added to the printing process, and their laminate can be made into a simulated wood grain. And marble pattern. As the laminated plate becomes more colorful and decorative, its market has expanded rapidly. At that time, there were a phenolic laminate as a decorative panel of the table surface.

1921년, Formica에서 제조한 laminate는 가정용 라디오 및 항해용 라디오 제조과정에 통합되었습니다. 1927년, Formica는 인쇄 공정에 decorative paper(장식용 종이)의 형태를 추가했으며, 그 적층판을 모조 나뭇결로 만들 수 있음을 발견했습니다. 그리고 대리석 무늬, laminated plate(결이 있는 판)는 당시 점점 화려하고 장식용으로 시장에 빠르게 확산되었습니다. 당시 테이블 표면 장식용 패널로 페놀 라미네이트가있었습니다.

Phenolic laminate is a rugged and well-insulated polymer material with heat, waterproof, chemical resistance and can withstand the characteristics of high current. Although it is not specially developed as a circuit board, more widely used in decoration Due to the use of panels, the phenolic laminate is much better as the mounting support of the tube or as the mounting of the tube, and there is a lot of strength relative to the plasterboard, the cardboard, or the thin wood flakes, and the phenolic laminate is used instead of cardboard or thin wooden board as a circuit. The board is natural and there is a natural thing.

페놀 라미네이트는 열, 방수, 내화학성을 갖춘 견고하고 절연이 잘 된 폴리머 소재로 고전류 특성을 견딜 수 있습니다. 특별히 회로기판으로 개발된 것은 아니지만 장식용으로 더 널리 사용되는 패널의 사용으로 인해 페놀 라미네이트는 튜브의 장착 지지대 또는 튜브의 장착으로 훨씬 우수하며 많은 석고보드, 판지 또는 얇은 나무 조각에 비해 강도가 높고 회로로 판지 또는 얇은 나무 판 대신 페놀 라미네이트를 사용합니다. 

However, in the phenolic laminate, the phenolic laminate is punched and then connecting all electronic components. It is still a very laborious thing. It is better than playing the cave board. After all, the cave board is still pre-tied. Not long, some people came up with a method, stick a copper foil on the phenolic laminate, and then etched the interconnected line between the components on the copper foil. In 1913, Berry in the United Kingdom invented the resist The agent is applied to the metal foil, and the etch is not coated, thereby forming a conductive pattern, which is made a single-sided printed circuit board. Soon, the development of the interconnection system between multiple boards produces the relevant needs of the panel connector.

그러나, 페놀릭 라미네이트에서 이를 뚫고 모든 전자 부품을 연결합니다. 그것은 여전히 ​​​​매우 힘든 일입니다. 이보다 판을 Cave 치는 것보다 낫습니다. 얼마 지나지 않아 어떤 사람들은 페놀성 라미네이트에 동박을 붙인 다음, 동박의 Component 사이의 상호 연결선을 에칭하는 방법을 고안했습니다. 1913년 영국의 Berry가 resist 을 발명하여, 금속박에 부식제를 도포하고 Etch는 코팅되지 않고, 전도성 패턴을 형성하여 단면 인쇄회로기판으로 만든다. 곧, 여러 보드 간의 상호 연결 시스템을 갖는 보드 개발에 대한 수요는, panel connector 관련 필요를 느끼게 합니다.

At the time of 1/16 inches or 63 mil, the production thickness of the phenolic laminate at that time, the panel panel connector is naturally designed according to the thickness of 1/16 inches (about 63 mil or 1.6 mm), which forms a supporting Industrial chains, 1/16 inches (about 63 mil or 1.6mm) thickness also forms a default standard for industry.

Today, the development of the substrate material has been very diverse such as FR4 sheet, but 1.6mm (or 63mil of the British unit) is still the default molded plate thickness of the PCB board factory, but the standard plate thickness range is extended to 0.8mm to 1.6mm. (Specifically based on the process of board factory, some plate factory is 0.6mm ~ 2.5mm)

Of course, if the PCB to produce thinner or thicker (such as 20 layers) is also possible, such as 0.4 mm or 3.0 mm, but require additional payboard costs, it needs to be considered when the PCB is designed.

1/16인치 또는 63mil 당시 페놀성 적층체의 생산 두께, 패널 패널 커넥터는 1/16인치(약 63mil 또는 1.6mm)의 두께에 따라 자연스럽게 오늘날 기본 설계 기준이 되었고, 산업 표준이 되었습니다.

오늘날 FR4 Sheet와 같이 기판 재료의 개발은 매우 다양하지만 1.6mm(또는 영국 단위의 63mil)는 여전히 PCB 기판 공장의 기본 판 두께이지만, 표준 판 두께 범위는 다음과 같은 범위를 갖습니다. => 0.8mm ~ 1.6mm. (구체적으로는 기판공장의 공정에 따라 0.6mm~2.5mm 정도의 판공장도 있음)

물론 PCB의 경우 0.4mm나 3.0mm와 같이 더 얇거나 더 두꺼운(20층 등) 생산도 가능하지만 추가 페이보드 비용이 필요하므로 PCB를 설계할 때 이를 고려해야 합니다.

When determining the PCB thickness, there is a need to consider many design and manufacture factors, such as:

Copper thickness

Plate

PCB layer number

signal type

Type of through holes

Operating environment

Manufactured factors affecting the thickness of the PCB include:

Craft capabilities for drilling equipment

Copper thickness

Layer number

Division method

Factors that need to be considered for PCB design of non-standard thickness:

1. Plate factory's process capacity

The first thing to consider is that your board factory has equipment to make the thickness you need. This decision should be made as soon as possible while considering other relevant DFM design requirements. Otherwise, you may be forced to modify and redesign your PCB laminated structure.

2. Extend delivery time

If the board is selected is not a standing material, it is often extended to the production cycle of the PCB, so it is necessary to consider delivery time for non-standard plate thickness.

3. Additional fees

This may be the most important point, you need to assess the cost of special sheets, additional manufacturing costs, and time cost extending to determine whether additional cost is acceptable.

Priority adopts a standard PCB thickness will make your board make faster and lower cost. However, if you decide to choose a non-standard thickness, you should communicate with the board factory before starting the PCB design, ensuring that the process can be manufactured and communicated during delivery and additional manufacturing costs.

*  아래 사이트도 참고하면 좋다 1.6mm 기준으로 어떻게 layer 두께가 형성되는지 볼 수 있다.

(출처)

https://www.multi-circuit-boards.eu/en/pcb-design-aid/layer-buildup/standard-buildup.html

아래 블로거님 자료가 이해하기 쉽게 잘 설명했다. 참고

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=r2adne&logNo=220425603525#:~:text=%EC%97%B4%EA%B2%BD%ED%99%94%EB%A5%BC%20%ED%95%B4%EC%84%9C%20%EB%8B%A8%EB%8B%A8%ED%95%B4,%EC%82%AC%EC%9A%A9%EB%90%98%EB%8A%94%20Core%20%EB%9D%BC%EA%B3%A0%20%ED%95%A9%EB%8B%88%EB%8B%A4. 

EDX 공식 사이트는 아래와 같다.

www.edx-sa.com

요약하자면,

EDX - PCB관련 업체들의 새로운 형태의 데이터 교환 포맷.

Design Flow업체와 서드파티 솔루션 (제 3자 툴)간의 호환되는 공용의 single 포맷.

모든 PCB관련 회사의 데이터 호환을 위한 노력을 덜 들일 수 있으며, 양방향의 인터페이스로 안정적 업데이트를 추구.

하나의 공통의 output file 으로 후가공업체 (제조업체)와 데이터 호환을 위한 노력을 줄일 수 있음.

EDX 데이터의 무결성을 보장, IP정보를 포함해 인가받지 않은 외부 접근을 사전에 예방 할 수 있음.

 - 오늘날 PCB 데이터의 당면한 문제점.

 과거에 비해 Tool이 독립적이지 않음

 과거에는 플로우별 구분되어 있었지만, 이제 통합적이고 동시에 설계가 진행 됨.

 Constraint 이 시작부터 끝까지 전반적으로 지배함

 설계 과정에 시뮬레이션 데이터가 함께 진행됨

 Data Exchange 과정은 쉽게 에러를 일으키거나 툴간 호환이 잘 안됨

 때떄로 버전아래 프로그램 실행 (Down stream)에서 데이터 복구가 안됨

 - EDX 데이터 포맷에 대해

 - 업체들간의 데이터 교환 포맷 데이터

 - PCB관련 모든 업체 (설계부터 생산까지)를 통합하여 공통으로 만들고자 하는 하나의 포맷 데이터

 - 하나의포맷으로 각 PCB업체들과 함께 개발

 - 모든 툴로 이 포맷을 read & write 할 수 있도록 함

 - ODB++ 와 같은 계념이 아니라 더 큰 집합임.

(https://ansan-survivor.tistory.com/194)

아래 사이트는 무료로 거버파일의 데이터를 시각적으로 보여주는 무료 소프트웨어이다.

http://gerbv.geda-project.org/

오픈소스로 계속 업데이트와 베타버전이 출시된다.

아래는 윈도우버전 및 리눅스버전 다운로드 링크 위치다.

귀찮은 사람들을 위해 아래와 같이 파일을 업로드 했다.

설치 링크 아래 (2022-03-31 안정화 버전)

사용방법은 아래와 같다.

1. 프로그램 실행 (.exe 파일)

2. 단위 설정 mil or mm

3. 거버 파일 불러오기

(결과)

아래와 같이 쉽게 거버파일을 볼 수 있다.

그리고 체크박스를 토글하여 원하는 레이어 거버만 볼수 있다. 위에 Zoom Fit 을 선택하면, 크기에 딱 맞게 정렬된다.

MCU에서 입력을 받아들이는 방법은 대표적으로 폴링(Polling)과 인터럽트(Interrupt)가 있다.

폴링방식 : 

  polling (투표, 여론조사). 뜻 그대로 계속 입력핀의 상태를 여론조사 하듯이 확인하는 것이다. 반복문(스레드)이 실행될때마다 해당지점에 들려서 계속 상태를 체크함. 그로인해 CPU의 점유율이 높아 반응속도가 느림.

마치 계속 반복문 내에 if문을 넣어 해당 핀을 계속 체크함. 정확한 주기에 맞춰 작동이 불가. 그러나 구현이 쉬움.

  (아래와 같은 if문으로 switch 제어하는 것)

https://ansan-survivor.tistory.com/1217

인터럽트 방식:

  Interrupt (방해, 중단). 즉 계속 동작을 하다가 인터럽트 신호가오면 모든 행동을 일시적으로, 하드웨어적(물리적)으로 중단하고, 해당 신호를 읽고 임무를 수행한 후 다시 기존의 동작을 진행.

아래와 같이 main( )프로그램이 계속 진행하다가, 갑자기 요청신호가 오면 해당 서비스루틴을 수행하고 다시 기존에 했던 작업으로 복귀.

장점으로는 정확한 타이밍에 빠른 반응속도로 대응할 수 있음. 또한 평소에 체크를 안하다가 신호가 올때만 체크함으로 시스템에게 부하가 적음.

단점으로는 Polling에 비해 구현이 다소 복잡 함. (그렇다고 어려운것은 아님)

<인터럽트의 구성요소>

* 인터럽트 소스 (Interrupt Source)

  - 외부입력핀 (스위치같은) , 타이머 , 시리얼포트 (특정 신호를 받을 때)

* 인터럽트 점프 테이블 (Interrupt Jump Table)

  - 인터럽트가 발생 시 어디서 분기했는지 장소를 기록해 놓는 "특정 번지"

* 인터럽트 서비스 루틴 (Interrupt Service Routin)

  - 인터럽트가 발생했을 때 처리할 프로그램

(아래 인터럽트 벡터 테이블에 대해 잘 나와 있다.)

https://ansan-survivor.tistory.com/1221

가끔 회로설계를 하며 Pin의 타입에서 Tri-state를 볼 수 있다.

디지털회로는 2개의 상태로 구성되어있다.

0 또는 1으로 구성되어있다. High 또는 Low, 출력 또는 입력 등 2개의 상태로 모두 구분지어진다.

그런데 여기서는 1개의 상태가 추가된다.

바로 3번째 상태는 High-Impedance 상태이다.

임피던스가 높다는 것은 해당 핀이 갖는 저항이 높다는 것. 저항이 높으면 내가 상태를 바꾸려고 해도 상태를 바꾸지 않고 저항하는 치수가 높다는 것.

진리표는 아래와 같다. (Enable이 0이면 A에 어떤값이 들어와도 High-Impedance 마치 단선된것 같은 회로가 된다)

High-Impedance 상태가 되면, "고저항으로 인해 출력 혹은 입력이 영향을 미치지 못하는 상태"이다.

즉 위 진리표를 보면 Enable에 Low를 넣으면 A에 아무 신호를 넣어도 기존 신호를 유지한채 바뀌지 않는 상태가 된다. 즉 갱신이 안되는 상태가 된다.

Tri-state 의 장점은 이 상태가 되면 한 회로에서 input과 output 양방향 사용이 가능하다.

 Input으로 사용할 시에는 해당 회로에서 들어오는 값을 갱신하지 못하는 상태로 만들어 Output을 고저항(Hi-Z)으로 두어 Input되는 값이 변형되는 일이 없도록 하고, Output으로 사용할 시에는 상태를 갱신할 수 있도록 한다.

(출처: https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%84%B8-%EC%83%81%ED%83%9C)

Input으로 사용할 때 : Output 부분을 Hi-impedance로 둠 (input을 갱신하지 못함)

Output으로 사용할 때 :  Buffer처럼 A에 들어값이 Y로 나감.

아두이노나 Atmega128을 이용해 스위치를 이용한 입력회로를 구성할 때 Pull-up과 Pull-down 스위치 원리를 알고 구성해야 한다.

풀업, 풀다운을 하는 이유는? 

만약 스위치를 아래와 같이 구성했다. 입력핀에서 바로 Load를 거쳐서 GND로 흐른다고 할 때, 디지털 신호에서 가장 중요한 High인가 Low인가에 대한 신호구분을 알 수 없다. 이 상태를 Floating (플로팅) 상태라고 한다.

ON/OFF스위치는 1 일때 ON 켜지고, 0일때 OFF 꺼진다. 중간 상태가 없다.

따라서 이 플로팅상태를 막기 위해서 High인지 Low인지 신호를 명확히 하기 위해 Pull up과 Pull down을 한다.

결론부터 말하자면 스위치에 Pull up, Pull down을 위한 회로를 구성한다고 보면 아래와 같이 하면 된다.

빨간색으로 표시한 곳은 아두이노, Atmega등등과 같은 MCU 입력핀이라고 보면 된다.

풀업 (Pull up) :  해당 핀의 기본 High 로 두고 스위치가 연결될 때 Low가 된다.

풀다운(Pull down) :  해당 핀의 기본 Low 로 두고 스위치가 연결될 때 High가 된다. 

아래 시뮬레이션을 보면 Pull up과 Pull down을 직관적으로 이해할 수 있다.

<Pull-up 시뮬레이션>

  스위치를 누르지 않은 상태 (기본상태)에는 입력핀에 항상 5V (HIGH)가 인가되어있다. 그러나 스위치를 누르면 해당 입력핀의 전압은 0V로 변한다.

<Pull-down 시뮬레이션>

  스위치를 누르지 않은 상태 (기본상태)에는 입력핀에 항상 0V (LOW)가 인가되어있다. 그러나 스위치를 누르면 해당 입력핀의 전압은 5V로 변한다.

자 이제 위 원리를 응용해서 회로에 Pull up 스위치를 달면?

예를들어 Atmega128의 PB0핀을 입력핀으로 설정했다고 가정하여 Pull up 스위치를 달아본다.

이제 스위치로써 제대로 동작할 것이다.

(Pull down은 스위치와 저항 위치만 바꿔주면 된다.)

(출처: https://www.rohm.co.kr/electronics-basics/dc-dc-converters/dcdc_what3)

위 글에 잘 나와있다. 요약.

전압을 일정하게 공급해주는 레귤레이터로, AC를 DC로 만들어주는 컨버터와, DC를 더 평활한 DC로 만들어주는 또는 전압을 낮춰주는 DC/DC 컨버터가 있다.

** 사용하는 이유?

 반도체 부품 대부분이 DC로만 동작하고, 요구하는 전압, 전류이 다르므로 그에 맞는 안정된 전압을 공급하기 위함.

 안정된 전류이 공급되지 않을 시, 오동작 및 열화 트러블 등이 발생할 수 있다.