Cadence OrCAD 를 활용한 PCB 설계 ( OrCAD PCB Designer Ver 16.0) Cadence Channel Partner ( 주 ) 나인플러스정보기술 1566-1582 본사 : 서울특별시서초구서초 2 동 1344-12 번지원진빌딩 3F 지사 : 부산광역시수영구망미 1 동 799-2 번지나니빌딩 4/5F 1
목 차 기본화면구성 ------------------------------------------------------------------------------ 3 - OrCAD Capture / OrCAD PCB Editor Part Ⅰ. Digital Clock Ⅰ. Capture 를이용한회로도작성 ----------------------------------------------- 12 1. 환경설정 2. 새로운 Part 생성하기 3. 부품배치및배선 4. 계층도면작성하기 5. 평면도면작성하기 6. 회로도마무리 Ⅱ. FootPrint 생성및검색 ------------------------------------------------------ 29 1. Footprint 선정 2. TACT_SW2 생성 3. FND510 생성 4. HC49 생성 5. [ 실습 ] SW_SLIDE_3P 6. SM_3216 7. LED 8. [ 실습 ]VIA 생성 Ⅲ. Create Netlist ------------------------------------------------------------------ 56 Ⅳ. PCB Design -------------------------------------------------------------------- 60 1. 기본환경설정 2. Create Board Outline 3. Constraint 설정 4. Placement Component 5. Interactive Routing 6. Create Dynamic Shape(Copper) 7. 설계검사 8. 실크스크린정리 9. Drill Legend 작성 Ⅴ. Create Gerber(RS-274X) ------------------------------------------------------ 81 Ⅵ. ARTWORK FILM 확인 -------------------------------------------------------- 91 2
기본화면구성 OrCAD Capture 기본화면 1. Toolbar Capture Toolbar (Create Document) - 새프로젝트를만든다. (Open Document) - 기존프로젝트를연다. (Save Document) - 현재프로젝트파일이나도면을저장한다. (Print) - 현재도면을출력한다. (Cut to clipboard) - 선택된개체를잘라내기한다. (Copy to clipboard) - 선택된개체를클립보드로복사한다. 3
(Paste from clipboard) - 클립보드에있는내용을붙여넣기한다. (Undo) - 이전작업을취소한다. (Redo) - 취소된작업을다시실행한다. (Zoom In : I) - 현재화면을확대한다. (Zoom out : O) - 현재화면을축소한다. (Zoom to region) - 특정영역만큼확대한다. (Zoom to all) - 도면전체를작업창안에표시한다. (Annotate) - 부품참조자에대한정렬작업을한다. (Back annotate) - 보드에서변경된내용을디자인에재적용한다. (Design Rules Check) - 현재도면에 Design Rules Check를한다. (Create netlist) - 도면에대한 Netlist를생성한다. (Cross reference parts) - 도면에사용된부품심볼의경로목록을생성한다. (Bill of materials) - 부품목록을생성한다. (Snap To grid) - Grid 기반작업선택여부를설정한다. (Area Select) - 부품선택시부분선택또는전체선택에대한설정을한다. (Drag connected object) - 부품간연결방법에대한설정을한다. (Project manager) - 프로젝트매니저창을선택한다. (Help) - 도움말을볼수있다. Tool Palette (Select) - 개체선택시사용한다. (Place part : P) - 도면에사용할부품선택시사용한다. (Place wire : w) - 부품간 Net 연결에사용한다. (Place net alias : N) - Net에이름을붙여주는데사용한다. (Place bus : B) - Bus line을표시하는데사용한다. (Place junction : J) - Net의접점을표시하는데사용한다. (Place bus entry : E) - Bus와 Net을연결하는데사용한다. (Place power : F) - Power Symbol을표시하는데사용한다. (Place ground : G) - Ground Symbol을표시하는데사용한다. (Place hierarchical block) - 계층블록구조를그리는데사용한다. (Place port) - 입출력등다양한포트를표시하는데사용한다. 4
(Place pin) - 계층블록의 Pin을정의하는데사용한다. (Place off-page connector) - 페이지간 Net 연결에사용한다. (Place no connect : X) - 사용하지않는 Pin을표시하는데사용한다. (Place line) - 도면에 Line을그리는데사용한다. (Place polyline : L) - 도면에다각형을그리는데사용한다. (Place rectangle) - 도면에사각형을그리는데사용한다. (Place ellipse) - 도면에타원을그리는데사용한다. (Place arc) - 도면에호를그리는데사용한다. (Place text : T) - 도면에글자를나타내는데사용한다. (MRU : Place Part) : 가장최근에사용되어진부품리스트를표시 OrCAD PCB Editor 기본화면 File Toolbars (New) - 새작업을한다. (Open) - 기존작업을연다. (Save) - 현재작업을저장한다. 5
Edit Toolbars (Move) - 개체를이동시킬수있다. (Copy) - 개체를원하는형태로복사할수있다. (Delete) - 선택된개체를지울수있다. (Undo) - 현재작업을취소한다. (Redo) - Undo된작업을다시실행한다. (Fix) - 개체에고정속성을준다. (Unfix) - 고정속성이설정된개체의 Fix 속성을해제시켜준다. View Toolbars (Unrats All) - 모든 Ratsnest를숨겨준다. (Rats All) - 모든 Ratsnest를보여준다. (Zoom Points) - 클릭하고확대할영역을지정한다. (Zoom Fit) - 보드전체크기를작업창에보여준다. (Zoom In) - 화면을확대한다. (Zoom Out) - 화면을축소한다. (Zoom Previous) - 이전크기로설정한다. (Zoom Selection) - 드래그하여그린부분만큼확대를한다. (Redraw) - 화면을다시그린다. Setup Toolbars (Grid Toggle) - Grid를 On/Off 할수있다. (Color192) - Color 설정을할수있다. (Shadow Toggle) - Shadow 모드를 On/Off 할수있다. (Xsection) - 적층 (Stackup) 구조를편집할수있다. (Cmgr) - Constraints Manager 창을활용할수있다. (Keepin Router) - Router Keepin 영역을생성한다. 6
(Keepin Package) - Package Keepin 영역을생성한다. AppMode Toolbars (GeneralEdit) - 일반편집모드 (Place, Route, Copy, Move 등 ) 로실행한다. (EtchEdit) - Etch 편집모드 (Sliding, Delay tuning, Smoothing Cline 등 ) 로실행한다. Manufacture Toolbars (Artwork) - Gerber 파일을생성할수있다. (Ncdrill Param) - Drill 파일을생성을위한파라미터를설정할수있다. (Ncdrill Legend) - Drill 파일의범례 ( 차트 ) 를생성할수있다. (Odb_Out) - Allegro Board 파일을 Odb 파일로 Export 할수있다. Misc Toolbars (Reports) - 다양한 Reports를생성할수있다. (Drc Update) - DRC를업데이트한다. (Help) - 도움말을볼수있다. Display Toolbars (Show Element) - 구성요소의속성을볼수있다. (Cns Show) - 선택된개체의 Constraints 속성을볼수있다. (Show Measure) - 지정한지점의길이측정을할수있다. (Hilight) - 선택된개체를하이라이트시켜볼수있다. (Dehilight) - 하이라이트속성을없앨수있다. (Waive Drc) - DRC Marker를제거한다. Shape Toolbars (Shape Add) - Shape(Copper) 를새로생성한다. 7
(Shape Add Rect) - 사각형모양의 Shape(Copper) 를생성한다. (Shape Add Circle) - 원모양의 Shape(Copper) 를생성한다. (Shape Select) - Shape(Copper) 를선택할수있다. (Shape Void Element) - Positive Shape에서 Pin, Via에자동으로 Void를생성한다. (Shape Void Polygon) - 다각형모양의 Void(Anti-Copper) 를만들수있다. (Shape Void Rectangle) - 사각형모양의 Void(Anti-Copper) 를만들수있다. (Shape Void Circle) - 원모양의 Void(Anti-Copper) 를만들수있다. (Shape Edit Boundary) - 기존 Shape의경계를수정할수있다. (Island_Delete) - 불필요한 Shape(Copper) 를제거할수있다. Dimension Toolbars (Create Detail) - 디자인에서선택한영역을설정비율에따라생성해준다. (Linefont) - Line의속성 (Dot, Solid, Phantom 등 ) 을설정한다. (Dimension Linear) - 선택한지점의길이를표시해준다. (Dimension Datum) - 선택한개체의 Datum에대한 Dimension을표시해준다. (Dimension Angular) - 다른 Segment 간 Dimension을표시해준다. (Leader Only) - Leader만표시해준다. (Leader Diametral) - 직경 Leader를표시해준다. (Leader Radial) - 곡선에대한 Leader를표시해준다. (Leader Ballon) - 풍선모양의 Leader를표시해준다. (Leader Chamfer) - Chamfer 된부분의 Leader를표시해준다. Place Toolbars (Place Manual) - 부품배치상자에서부품을수동선택해서배치할수있다. (Place Manual - H) - 부품배치상자를숨길수있다. 8
Route Toolbars (Add Connect) - 핀간라우팅을새로그릴수있다. (Slide) - 기존라우팅된 Etch를슬라이드시킬수있다. (Custom Smooth) - 곡선이나꺾인 Etch를직선으로바꿀수있다. (Vertex) - 기존 Etch에꼭짓점을추가해수정할수있다. (Create Fanout) - SMD용소자의핀에대해 Fanout을생성한다. Add Toolbars (Add Line) - Non-Etch 라인을추가할수있다. (Add Rect) - Non-Etch 사각형을그릴수있다. (Add Text) - 텍스트를입력할수있다. (Text Edit) 입력되어진텍스트를수정할수있다. Command Window 명령어의실행과상태를표시하며직접명령어를작성할수있다. Control Panel Windows - 마우스포인터를가까이가져가면나타나고멀어지면사라지는 Fold-away 창 - Visibilitity : 현재작업화면의컬러설정 - Find : 선택시대상물선정 - Options : 속성을지정 9
User Preference( 작업을유용하게해주는사용자환경설정 ) Setup > User Preference 선택시 Input > no_dragpopup CTRL 키를누르지않고마우스오른쪽버튼으로 Stroke 를그릴수있다. Ui > pcb_cursor Cursor 를십자포인트나풀스크린커서로설정할수있다. Shape > new_shape_fill_nt 점형태로면을표시할수있다. Opengl > draw_etch_outline Etch 의 Outline 선을표시할수있다. Etch > allegro_etch_length_on Routing 시현재길이를표시해준다. 10
Drawing > db_tier_nomsg DB Warning 메시지경고창이나타나지않도록설정한다. Autosave > 속성 Autosave 폴더를선택한다. 10 분간격으로 Backup 이란이름으로저장된다. Display > display_drcfill DRC Marker 의내부를채워서표시해준다. Design_paths > padpath, psmpath Pad(*.pad) 와 Package Symbol(*.psm, *.fsm, *.ssm, *.osm, *.bsm) 의경로를추가해준다. 점선사각형을눌러새로한줄을추가할수있다. 경로는 Browse 버튼을눌러왼쪽처럼추가해준다. 11
Part Ⅰ. Digital Clock - Capture를이용하여새로운도면을작성할수있다. - 새로운라이브러리를생성, 수정할수있다. - 도면의구조를이해하고활용할수있다. - PCB Editor를이용하여설계를할수있다. - 전체적인설계과정을이해한다. - 새로운 Footprint를생성할수있다. - 설계의기본기능을숙지한다. - Ⅰ. Capture 를이용한회로도작성 1. 환경설정 - 메뉴 File 의 New 를선택한다. - 파일명과저장위치를설정후 ok 를선택한다. - 새로운작업화면이생성되면기본적인설정을한다. 12
- 메뉴 Option 의 Autobackup 과 Schematic page Properties 를설정한다. - AutoBackup 의설정은저장위치와저장시간, 백업파일의수를설정한다. - 도면의사이즈는인쇄를목적으로하는도면이면 mm 기준으로설정한다 13
- option의 preference를선택한다. - Miscellaneous 탭을선택하여 Auto Recovery 항목을선택한다. ( 정전이나컴퓨터의이상발생시작업중이던데이터를복원해주는기능이다 ) - 설정을마치고난후도면을작성한다. 2. 새로운 Part 생성하기 [ FND 만들기 ] - 메뉴 File > New를선택하여 Library를선택한다. - 프로젝트매니저창에보면 Library 폴더아래에 Library1.olb라는새로운라이브러리가생성된것이보인다. 14
- datasheet 에서핀번호를확인한다. [PIN 배치도 ] - 새로생성된 library1.olb를클릭하고메뉴 Design > New Part를선택하거나마우스오른쪽버튼을누르면뜨는팝업메뉴에서 New Part를선택한다. - 속성입력창이뜨면 Name [FND5160] Part Reference Prefix [FND] 로입력한다. Part Reference Prefix : 부품참조번호로 FND1, FND2.. 로증가한다. Part per Pkg : 패키지부품을만들때내부에만들어지는게이트수 Package Type : Homogeneous: 동일한모양의부품으로구성. : Heterogeneous: 다른모양으로구성 Part Numbering : 각부품이숫자나영문으로표기 15
- Part Editor가열리면바탕화면에점선의사각형이보인다. 점선의사각형안쪽영역은그림정보와핀네임이들어갈부분이고, 바깥영역은핀이배치되어질영역이다. 이영역은마우스로꼭지점을클릭한상태로드래그해서크거나작게할수있다. - 메뉴 Place > Pin 또는툴팔레트 Place Pin 아이콘을선택한다. Name과 Number에핀배치도를보고기입한다. A : 7, B : 6, C : 4, D : 2, E : 1, F : 9, G : 10, COM1 : 3, COM2 : 8, DOT POINT( 점 ) : 5 - name 이같으면경고창이뜬다. 이름을다르게표기한다. Line: 3눈금길이. Short : 1눈금길이 Zero Length: 길이없음. 16
주로 Passive 타입 Power를선택시 Pin Visiable 속성을바꿀수있으며 Pin name이 Net Alias로적용되므로조심해야한다. - 파란색사각형바깥쪽으로차례대로핀을배치시킨다. - 배치를하면서파란색점선사각형의크기를조절한다. - 핀네임은보이지않도록설정한다. ( 대신그림을삽입시킨다.) - 메뉴 Option > Properties 또는화면의빈공간을더블클릭한다. - Pin Names Visible 항목을 False로설정한다. - OK를누르면화면에서 Pin Name이사라진다. 17
- Part의그림정보를작성한다. - 메뉴 Place > Line 또는 Rectangle을선택하거나툴팔레트에서 Place Line 아이콘또는 Place Rectangle 아이콘을누른다. - 화면의파란색점선을따라사각형을그린다. - 메뉴 Place > Line 또는툴팔레트에서 Place Line 아이콘을선택하여, 그림과같이그린후그려진선을더블클릭하여속성을굵은선으로바꾼다. - 하나의선을굵게했으면마우스오른쪽버튼의 Copy를이용하여복사, Paste로붙여넣기를한다. - Dot Point를그릴때는먼저툴바의 Snap Grid On/Off 아이콘를눌러 Snap Grid를해제시킨다. - 메뉴 Place > Ellipse 또는툴팔레트 Place Ellipse를선택한다. Shift 키를누르고클릭후드래그하면그리드에관계없이원형이그려진다. - 그린후에는반드시 Snap Grid를 On시킨다. - 메뉴 File > Save를눌러현재작업폴더에저장시킨다. - 메뉴 File > Close를눌러 Part Editor를종료한다. 18
새로운라이브러리불러오기 - 새로생성된 Part는자동으로라이브러리에추가되지않는다. - 툴팔레트 Place part 아이콘을누르거나, 단축키 [ P ] 를누른다. - Add Library 버튼을눌러작성한라이브러리가있는폴더로이동후라이브러리를추가한다. - Libraries 선택창의라이브러리중파란색으로선택되어진부분만을검색한다. 다른부품을검색할때는라이브러리창을한번클릭한후모두드래그하거나 Ctrl + A( 전체선택 ) 을실행한다. - FND를회로도에배치시킨다. 3. 부품배치및배선 Project Manager 창으로이동한다. New page를추가한다. Rename으로 [Display 와 main으로이름을변경한다.] 19
- Main Sheet 를열고회로도를작성한다. D[0..7] D[0..7] X1 X2 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC 39 38 37 36 35 34 33 32 1 2 3 4 5 6 7 8 19 18 31 9 40 U1 PA0/AD0 PA1/AD1 PA2/AD2 PA3/AD3 PA4/AD4 PA5/AD5 PA6/AD6 PA7/AD7 PB0/T0 PB1/T1 PB2/AIN0 PB3/AIN1 PB4/SS PB5/MOSI PB6/MISO PB7/SCK XTAL1 XTAL2 ICP RST VCC PC0/A8 PC1/A9 PC2/A10 PC3/A11 PC4/A12 PC5/A13 PC6/A14 PC7/A15 21 22 23 24 25 26 27 28 PD0/RXD 10 PD1/TXD 11 12 PD2/INT0 13 PD3/INT1 14 PD4 PD5/OC1A 15 PD6/WR 16 PD7/RD 17 ALE 30 OC1B 29 GND 20 SECOND_SELECT MINUTE_SELECT HOUR_SELECT MINUTE-LED HOUR_LED BLOCK H/M_SEL MANU_IN OPERATION ADJUST AT90S8515 SWITCH_IN C1 104 C2 104 Y1 40Mhz X1 X2 J1 CON2 1 2 VCC 부품 : AT90S8515 / CRYSTAL / CAP NP / CON2 심벌 : GND / VCC_ARROW / Off-page connector / port 계층도면블록 : Block - 부품을불러와배치한다. - Place Wire : 핀과핀사이의연결 - Place Bus : bus 작성 - Place Net Alias : net에이름을부여 - Place Power / Place Ground : 전원이나그라운드심벌을불러옴 - Place off-page connector : [ 평면도면 ] 다른도면의 net에연결됨 - Place port : [ 단일도면 ] 도면에서같은이름을가진 net에연결됨 - Place Hierarchical Block : [ 계층도면 ] 계층구조도면으로연결하는블록 - Place pin : 계층도면과연결될포트 - Place no connect : 사용하지않는핀 20
- Net alias 작성작성문법은영문문자 + 숫자로이루어지며, wire상에만배치된다. 버스에작성시에는영문문자 [ 숫자.. 숫자 ] 의형식을가지며버스상에만배치가된다. Net alias는 1씩증가된값으로연속적인배치가이루어진다. - 계층구조블록작성 Place Hierarchical Block을선택한다. 그림과같이작성을하고 OK를선택한다. 계층블록이놓일위치에사각형박스를그린다. Place pin을선택한다. Place pin은계층블록이선택되어있어야활성화된다. 블록내부에 4 개의핀을놓는다. 21
- Place off-page connector 접속아이콘을선택하고신호의방향을맞춘다. Wire에는바로접속이되나버스에는 Net alias부터작성해야연결이된다. - Place port 작성아이콘을선택하고 wire에배치한후 Net alias를부여한다. - AT90S8515 부품의 GND 핀보이게수정하기부품을선택한후마우스오른쪽버튼을눌러 popup 메뉴중 edit part를선택한다. 부품수정창이열리면부품하단에보이는 GND 핀을더블클릭한다. 핀의속성창이열리면 pin type를 Zero Length에서 line으로바꾸고하단의 Pin Visible을선택한다. - OK를선택한후메뉴 File > Close를선택한다. - Update Current를선택한다. 22
4. 계층도면작성하기 - 계층블록을선택한후마우스오른쪽버튼을눌러 Pop-up메뉴중 Descend hierarchy 를선택한다. 16.0 버전부터는더블클릭을하면하위도면으로이동한다. - 새로운페이지의이름을작성하는창이뜨면이름을준다음 OK 를선택한다. 포트만 4 개가있는페이지가생성되어있다. - 도면사이즈를설정한다. [ A4 ] 포트를적당한위치로이동후도면을작성한다. 23
VCC VCC VCC SW3 R4 10k R5 10k Adjust/Operation OPERATION ADJUST H/M_SEL MANU_IN D1 D2 C1 104 SW1 hour/min_select C2 104 SW2 manual_increase LED R1 330 LED R2 330 R3 1k 부품 : SW PUSHBUTTON / SW PUSHWHEEL SPDT / CAP NP / R / LED 심벌 : VCC_ARROW / GND 5. 평면도면작성하기 - Project Manager창으로이동한다. - DISPLAY 도면을연다. Off-page connect에주의하며도면을작성한다. FND1 3 8 5 FND2 7 6 4 2 1 9 10 3 8 5 9 10 7 6 4 2 1 FND5160 FND5160 부품의핀위치를 모양으로수정한다. 24
VCC VCC VCC VCC VCC VCC R1 330 R2 330 R3 330 R4 330 R5 330 R6 330 FND1 3 8 5FND2 3 8 5 FND3 3 8 5FND4 3 8 5 FND5 3 8 5FND6 3 8 5 HOUR_LED 7 6 4 2 1 9 10 FND5160 7 6 4 2 1 9 10 7 6 4 2 1 9 10 FND5160 7 6 4 2 1 9 10 FND5160 7 6 4 2 1 9 10 FND5160 7 6 4 2 1 9 10 VCC VCC VCC VCC MINUTE_LED VCC VCC D2 LED R8 330 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 FND5160 D1 LED U5 A 13 B 12 C 11 D 10 E 9 15 F G 14 BI/RBO 4 A 13 D0 D1 D2 D3 B 12 LT RBI C 11 D 10 E 9 15 F G 14 U6 D0 D1 D2 D3 BI/RBO 4 LT RBI U8 7 1 2 6 3 5 74LS47 7 1 2 6 3 5 74LS47 2 3 4 5 6 7 8 9 LE OE U7 74HC573 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 11 D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 19 18 17 16 15 14 13 12 1 D0 D1 D2 D3 A 13 B 12 C 11 D 10 E 9 15 F G 14 BI/RBO 4 A 13 B 12 LT RBI C 11 U9 D0 D1 D2 D3 LT RBI D 10 BI/RBO 4 E 9 15 F G 14 R7 330 7 1 2 6 3 5 74LS47 7 1 2 6 3 5 74LS47 2 3 4 5 6 7 8 9 LE OE U10 74HC573 11 19 18 17 16 15 14 13 12 D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 1 FND5160 U2 A 13 B 12 C 11 D 10 E 9 15 F G 14 D0 D1 D2 D3 BI/RBO 4 LT RBI A 13 B 12 C 11 D 10 E 9 15 F G 14 U3 D0 D1 D2 D3 BI/RBO 4 LT RBI 7 1 2 6 3 5 74LS47 7 1 2 6 3 5 74LS47 D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 2 3 4 5 6 7 8 9 LE OE U4 74HC573 11 19 18 17 16 15 14 13 12 1 HOUR_SELECT MINUTE_SELECT SECOND_SELECT D[0..7] D[0..7] 부품 : 74LS47 / 74HC573 / LED / R / FND5160 심벌 : VCC_ARROW / GND / Off-page connector 6. 회로도마무리 - Project Manager 창에서 Reference 정리, DRC, BOM 을실행한다. e 25
- Annotate 아이콘을선택한다. - Reset part reference to? 를선택하고확인을클릭한다. - 다시 Annotate 아이콘을선택한다. - Incremental reference update 를선택하고확인을클릭한다. - 다시 Annotate 아이콘을선택한다. - Add intersheet reference를선택하고확인을클릭한다. - 설정창이뜨면 Format 항목에서 Prefix와 suffix를기입한다. 26
- OK 를선택한다. 회로도를확인해본다. 모든 Reference번호가정렬이되었는지와 Off-page connector에 Page가표시되어있는지확인한다. 27
- DRC 아이콘을선택한다. - 기본설정으로검사를실행한다. - 확인을클릭한다. - BOM 아이콘을선택한다. - 기본설정을그대로두고확인을클릭한다. Project Manager 창에서 Output 폴더아래에 drc 파일과 bom 파일이생성된것을확인할수있다. 28
Ⅱ. Footprint 생성및검색 1. Footprint 선정 - Capture 에서생성한 BOM 파일을확인한다. Bill Of Materials Item Quantity Reference Part 1 4 C1,C2,C3,C4 104 2 4 D1,D2,D3,D4 LED 3 6 FND1,FND2,FND3,FND4,FND5, FND5160 FND6 4 1 J1 CON2 5 10 R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8, 330 R12,R13 6 2 R9,R10 10k 7 1 R11 1k 8 1 SW1 Adjust/Operation 9 1 SW2 hour/min_select 10 1 SW3 manual_increase 11 6 U1,U2,U3,U4,U5,U6 74LS47 12 3 U7,U8,U9 74HC573 13 1 U10 AT90S8515 14 1 Y1 40Mhz - BOM 파일을통해검색해야할 Footprint 를설정한다. PCB Editor 제공 Footprint 생성할 Footprint LED D1 D4 SM_3216 R1..13 / C1..4 JUMPER2 J1 FND510 FND1..6 SOIC16 74LS47 SW_SLIDE_3P SW1 SOIC20 74HC573 TACT_SW2 SW2 / SW3 DIP40_6 AT90S8515 HC49 Y1 29
2. TACT_SW2 생성 - 기본조건 : 2 pin, 기판형 - 위의그림에서필요한정보를수집한다. 부품크기 : 6.0 X 3.5 mm Hole 크기 : Ø1.25 ± 0.05 [mm] Pin pitch (pin to pin) : 6.5 ± 0.1 [mm] - 심벌을생성하는순서는아래와같이이루어진다. 1. 핀생성 ( 확장자 *.pad로저장된다 ) 2. 핀배치및외형치수, 기타정보 ( 확장자 *.dra로저장 ) 3. 저장을하면이두가지가합해진심벌이자동생성된다 ( 확장자 *.psm) 1) PIN 생성하기시작 > 프로그램 > OrCAD > OrCAD PCB Editor Utilities > Pad Designer의경로로이동한다. 1 Type - Through : 기판의윗면에서아랫면까지관통하는일반적인핀. 부품핀이나비아 (via) 에쓰인다. - Blind/Buried : 다층기판에쓰이는핀 (via) - Single : SMD(Surface Mounted Devices 표면실장부품용핀 ) 2 Internal Layer : Gerber 생성시 unconnect 되어진내부의 Internal Pad를억제할것인지를선택합니다. - Fixed : Internal pad의사용을억제하여 layer를고정 - Optional : Internal pad의사용에있어서제약이없음 3 Unit : mils / inch / millimeter / centimeter / micron 이있다. 기본이 mils로되어있다. 4 Multiple drill : 주어진 padstack에대해한개이상의 drill hole을정의 30
5 Drill/Slot hole : Drill size를설정해주는창으로실제삽입될부품의크기보다 0.3 0.4 mm정도크게설정한다. Plating이란관통된홀의내부를도금시킬것인가를결정하는것이다. - 1mm 는 39.37mil 약 40mil 가량으로계산해서 1.25 X 40 = 50 mil로설정한다. - 상단의 Layers 탭을선택한다. - Layers 에서는 Land( 납이묻는부분 ) 의설정이이루어진다. 31
Bgn(Begin: 시작레이어 Top Layer) Default Internal : 내층 END (END Layer : Bottom Layer) Soldermask : 납이묻을부분에적용될 Mask로 Top, Bottom이있다. Regular Pad : 일반적으로납이묻을패드 Thermal Relief : Same net에 copper 적용시단열판생성 Anti Pad : Difference Net에 copper( 카파 ) 적용시 copper와 pad 사이에이격되는크기와모양 - 먼저 Begin layer를설정한다. Regular : Circle 80 / Thermal, Anti Pad : Circle 90 - 나머지도입력을해도무관하나동일한값이라면 Copy / Paste 방법을이용한다. Bgn이라고표시된셀을선택후마우스오른쪽버튼을눌러 copy to all 을선택한다. - OK 하게되면 Internal 과 END Layer 까지동일한값이입력된다. - Internal( 내층 ) 은수치를 Begin layer 보다 10mil 크게설정해준다. - SolderMask는일반적으로 Begin layer보다 10mil 크게설정해준다. - 설정이완료되었으면 File > Save as... 로저장한다. 32
- 이름을 PAD80CIR50D 로하고저장위치를현재작업폴더로설정한다. - Save로하면 Unnamed.pad로저장되므로주의한다. - 저장후에는 PAD Designer를종료한다. 2) Package Symbol 만들기 - PCB Editor를열고 File > New를선택한다. - Browse를눌러저장경로를선택한다. - 이름은 TACT_SW2로저장한다. - TYPE는 Package Symbol로설정한다. Tool Bar - 마우스포인터를아이콘위에올려놓으면이름및단축키가나타난다. 33
- Control Panel 마우스포인터를가까이이동하면자동으로나타난다. 34
1 그리드간격설정을한다. - 메뉴바 Setup > Grid - Non-Etch : X : 128 Y : 128 - Define Grid에서 Non-Etch란전기적성질이없는부분으로 SilkScreen, Reference, Pin 등이해당된다. Etch란전기적성질이있는 Pattern, Copper(Shape) 등이해당된다. - Define Grid의상단에 Grid On을켜면화면에그리드가보인다. 툴바의 Grid On/Off 아이콘을눌러도같은결과이다. - 마우스오른쪽버튼을클릭하면메뉴들이나오는데 Quick utilities 메뉴의 Grid를선택하여도된다. 35
2 메뉴바의 Layout > Pin 또는 Add Pin 아이콘을선택한다. 아이콘을선택해도아무변화가없다. 화면오른쪽의 Control Panel에서설정을해야한다. - Padstack 설정하기 [ PAD80CIR50D ] 3 핀배치하기 - 마우스포인터끝에핀이따라다닌다. 핀의배치방법은두가지이다. 좌표입력을이용한배치 * Drawing Size 설정 - 화면하단의 command 창에수치를적어넣는다. 1번핀 : x -128 0 E 2 번핀 : x 128 0 E [ 절대좌표형식 ] 또는 ix 256 E [ 상대좌표형식 ] U* 소문자를써야하며 x 다음에반드시한칸을띄워야한다. * 1번핀은절대좌표로설정해야하고, 2번핀은절대좌표또는상대좌표로가능하다. 마우스로좌표를찾아가서하는배치 Grid를 Non-Etch X : 128, Y : 128을선택해놓았으므로마우스로좌표를찾아간다. 화면하단에좌표값을확인한다. - 핀배치가끝났으면마우스오른쪽버튼을눌러 Done 이나키보드의 ^ 을선택한다. 36
4 Silkscreen Outline, Assembly Outline, Place Bound TOP 설정하기. Silkscreen Outline 작성하기. - 부품의 size가 6 x 3.5 [mm] 이므로 mil로환산하면 240 x 140 이다. - Grid의 Non-Etch 부분을 X : 120, Y : 10으로설정한다. (RMB[Right Mouse Button] > Quick Utilities > Grid) - 화면오른쪽하단의툴바에서 line 또는메뉴바 Add > Line을선택한다. - Control Panel의 Option창에서설정을한다. Class : Package Geometry Subclass : Silkscreen_Top Line width : 8mil (0.2mm) - 화면에서좌표를확인하면서그린다. - 항상작업이끝난후에는 Done 또는 ^ 을눌러작업을완료한다. Assembly Outline 작성하기 - Grid의 Non-Etch X : 50, Y : 10으로설정한다. - 화면오른쪽하단의툴바에서 line 또는메뉴바 Add > Line 을선택한다. 37
Control Panel의 Option창에서설정을한다. Class : Package Geometry Subclass : Assembly_top Line width : 8mil (0.2mm) - 설정후아래와같이그린다. - 완료가되면 Done (^) 을누른다. Place Boundary 그리기 - 부품이보드상에서차지하는고유한영역이며, 이부분이겹칠시에러를유발한다. - 화면오른쪽하단툴바에서 Add Rect 또는메뉴바 Add > Rectangle 을선택한다. - Control Panel의 Option창에서설정을한다. - Class : Package Geometry - Subclass : Place_Bound_Top - Line width : 8mil (0.2mm) - 양면실장의경우 Bottom도설정하여야한다. - 설정후 Assembly Top 과동일한크기로그린다. 38
- 완료후 Done 또는 ^ 을누른다. Reference 작성하기 - Reference는 Silkscreen Top과 Assembly Top에각각준다. - 메뉴 Layout > Labels > RefDes 또는상단툴바에서 Label RefDes 를선택한다. Control Panel의 Option창에서설정을한다. Subclass를 Assembly_Top으로맞춘다. Text Block은글씨의크기를나타낸다. (1~16) Text just는입력되는문자의정렬방법이다. (Left, Center, Right) - 아래그림과같이박스가운데클릭후 SW? 라고적는다. - 메뉴 Layout > Labels > RefDes 또는상단툴바에서 Label RefDes 를선택한다. - Subclass를 Silkscreen_Top 으로맞춘다. 39
- Reference를작성하였으면기본적인심벌생성이완료되었다. - 메뉴 File > Save 를클릭하면저장된다. - 저장된경로의폴더를열어보면파일이생성되어있다. 3. FND510 생성 - 데이터시트를확인한다. Padstack : Pad65sq35d(1번핀 ) Pad65cir35d(2~10번핀 ) - Pin to Pin : 2.54mm (0.100 inch) 15.24mm (0.600 inch) - 부품 Size : 12.25 X 17.5 [mm] 0.482 X 0.689 [inch] - 부품사이즈는 U500 X 700 [mil]u로한다. - 필요한부품정보를확인하였으므로 FND Footprint를새로만든다. - 메뉴 File > New를선택한다. 40
- 저장경로는기본라이브러리그대로사용한다. - Drawing Name : FND510 - Drawing Type : Package symbol 1) 기본설정하기 - 메뉴 Setup > Design Parameteries.. 을선택한다. - Display Tab에서 Grid를설정한다. Non-Etch : X : 25, Y : 25 [mil] Design Tab에서 Unit과 Sheet Size를선택한다. Unit : mils Size : A 2) Pin 배치하기 - 메뉴 Layout > Pin 또는툴바 Add Pin 아이콘을선택한다. - Control Panel에서 Option Tab을선택한다. Padstack : Pad65sq35d - Command 창에 x 0 0을입력하고 E. - ^ 키나마우스오른쪽버튼을눌러 Done을선택. - 1번핀배치완료. - 2번핀부터 10번핀까지는같은타입의핀을배치. - Add Pin을실행한다. - Option Tab을열어설정을변경한다. Padstack : Pad65c35d X축으로 4개의핀을 100mil 간격으로오른쪽으로연속배치. Pin # 2번부터 1 씩증가 - 설정이완료되면 X 100 0 에놓으면자동으로 5번핀까지배치가된다. 41
- X축으로 5개의핀을 100mil 간격으로왼쪽으로연속배치 - 6 번핀을 X 400 600에놓으면자동으로 10번핀까지배치된다. * Pin 배치규칙 - 항상왼쪽이기준이된다. - 연속된핀배열로보았을때좌측상단이 1번핀이된다. - 반시계방향으로핀번호가부여된다. - 1번핀은사각형패드를배치한다. 3) Drawing 정보작성하기 - Silkscreen_Top, Assembly_top, Place_Bound_Top, Silkscreen_Ref, Assembly_Ref Silkscreen_Top - 메뉴 Add > Rectangle 또는좌측툴바 Add Rectangle 아이콘을선택한다. - Option Tab을열어 Package Geometry / Silkscreen_Top을선택한다. - Command 창에 x -50-50 E ix 500 700 E 를입력하고 ^ 또는마우스오른쪽버튼메뉴의 Done을선택한다. [ x a, b : 절대좌표 ] [ ix a, b : 절대좌표로표기된포인트에서 x축으로 a만큼, y축으로 b만큼이동, 상대좌표 ] 2 같은방법으로 Assembly_top에 x -50-50 E ix 500 700 E. 3 Place_Bound_Top 도동일한방법으로그린다. * 메뉴 Edit > Z-Copy Shape를선택한다. 옵션탭에서 Package Geometry / Place_Bound_Top을선택한후이미그려진사각형을클릭하면같은위치에 Copy 된다. 42
4 Silkscreen_Ref - 메뉴 Layout > Labels > Refdes 또는툴바 Label Refdes 아이콘을선택한다. - Option Tab을열어 Package / Silkscreen_Top을선택한다. - Text Block을 3으로선택한다. - Text just : center - 사각형의위쪽에클릭후 FND* 를입력후 ^ 키. 5 Assembly_Ref - 메뉴 Layout > Labels > Refdes 또는툴바 Label Refdes 아이콘을선택한다. - Option Tab을열어 Package / Assembly_Top을선택한다. - Text Block을 3으로선택한다. - Text just : center - 사각형의안쪽에클릭하고 FND* 를입력후 ^ 키. - Save를눌러저장한다. 43
4. HC49 생성 1 Footprint 에필요한정보를수집한다. 2 Package Wizard 로생성하기 - File > New 를선택한다. - Name을 hc49 로지정하고 Type를 Package wizard로맞춘다. - Package type 를 TH DISCRETE 로설정한다. 44
- Load Template 을누른뒤 next 를선택한다. - Reference 지정창에 OSC* 를입력한다. 또는 Y* 를입력한다. - 설정창에 [e1] 192, [E] 450, [D] 190 을입력한다. - Padstack 을 pad45cir22d 를선택한다. 45
- Symbol origin 을 1 번핀에주고완성되지않는상태를선택한다. psm 은만들어지지않고 dra 만만들어진다. - Finish를눌러 Wizard를종료한다. - 화면에자동생성된 symbol이보인다. 3 Silkscreen 수정하기 - 툴바 Color 아이콘을눌러컬러를조정한다. - Global visibility의 Off를선택한다. - Stack-Up의 Top - Pin 항목을체크한다. - Package Geometry 의 Silkscreen_Top 을체크한다. 46
- OK를눌러설정을종료한다. - Control Panel에서 Class를설정한다. Sub class : Package Geometry / Class : Silkscreen_Top - 메뉴 Add > 3pt Arc를선택한다. - Command창에좌표를입력한다. x -49 95 E / x -49-95 E / x -129 0 E x 251 95 E / x 251-95 E / x 321 0 E, ^ - 완성된 hc49 symbol 이다. - File > Save를선택한다. hc49.psm과 hc49.dra가생성된다. 47
5. [ 실습 ] SW_SLIDE_3P [ 단위 : mm] PIN : PAD60CIR35D [ 완성된모습 ] 48
6. SM_3216 (1) Padstack 생성 - 3216 Type 은 mm 표이며 1206 Type(inch) 으로도표기한다. - 실제부품크기 : 3.2 X 1.6 mm [ 125 X 65 mil ] - Land size : 1.3 X 1.5 mm [ 50 X 60 mil ] - pin to pin(pin pitch) : 1.9 mm [ 75 mil ] - Soldermask : 1.5 X 1.7 mm [ 60 X 70 mil ] - Pastemask[metal mask] : 1.3 X 1.5 mm [ 50 X 60 mil ] - Silkscreen(assembly)_Top & Place_bound_Top : 3.4 X 1.7 mm [ 140 X 70 mil ] 49
1 PADSTACK 만들기 - PAD Designer 를실행한다. - File > new 를선택한다. 저장경로를 [ C\Orcad16.0\Share\PCB\PCB_lib\Symbol ] 로하고새이름을 s50rec60 으로한다. Type 을 Single Unit 을 Mils Drill diameter : 0 50
- Layer Tab 를선택한다. BEGIN LAYER : Rectangle Width : 50 Height : 60 SOLDERMASK_TOP : Rectangle Width : 60 Height : 70 PASTEMASK_TOP : Rectangle Width : 60 Height : 70 - Save 로저장한후종료한다. 2 PACKAGE 만들기. [ Wizard 로생성하기 ] - Package 는 Footprint 정보와핀정보가합쳐진데이터이다. 하나의 PCB Footprint 사용을위해서는핀정보가담긴 *.pad 와 Footprint 정보가담긴 *.dra 가합쳐진 *.psm 데이터를사용. - Package 를생성하는방법에는직접 PCB Editor 에서작성하는방법과 Package Wizard 를사용하여만드는방법이있다. - PCB Editor 를실행한다. - File > New 를선택한다. Name 에 SM_3216 또는 SM_1206 를기입하고 Format 을 Package Wizard 를선택한다. 51
- Package Type 을선택한다. SMD DISCRETE 를선택한다. - Template drawing file 창이뜨면 Load Template 를선택한다. 52
- Unit( 단위 ) 와 Reference 를묻는창이뜬다. Mils, SM 를선택한다. - SM3216 의치수를입력한다. Terminal pin spacing : 75 mils Package width : 140 mils Package length : 70 mils - Default Padstack 을선택하는창이뜨면 Browse 아이콘을눌러 s50rec60 을선택한다. 53
- 부품의 Origin 을묻는창이뜨면 Center 를선택한다. 부품이동시마우스가잡는부품의기준점을 Symbol Origin 이라한다. Through-hole 부품의경우는 1 번핀에설정, SMD 부품의경우가운데에주로설정한다. - Create a compiled symbol 을선택하면 Silk screen, Place_bound, Assembly, Ref 를 자동으로생성해준다. - dra 파일과 psm 파일을생성함을나타낸다. finish 를선택하면생성이완료된다. - 화면에완성된 Symbol 이보인다. 54
7. LED - File > Open을선택한다. - 경로를 C:\OrCAD\OrCAD_16.0\share\pcb\pcb_lib\symbol을선택한다. - 포맷을 dra로선택한후 cap196.dra를연다. - 다른이름으로저장을선택하고 LED로저장한다. 8. [ 실습 ]VIA 생성 - SIGNAL VIA 생성 V24D12 Drill 12mil Pad 24mil - POWER VIA 생성 V32D16 Drill 16mil Pad 32mil 55
Ⅲ. CREATE NETLIST 1. Capture를실행한다. 생성된 bom 파일을열어아래와같이수정한다. "{Value}" "PCB Footprint" "104" "SM_3216" 또는 SM_1206 "LED" "LED" "FND5160" "FND510" "CON2" "JUMPER2" "330" "SM_3216" 또는 SM_1206 "10k" "SM_3216" 또는 SM_1206 "1k" "SM_3216" 또는 SM_1206 "Adjust/Operation" SW_SLIDE_3P" "hour/min_select" TACT_SW2" "manual_increase" "TACT_SW2" "74LS47" "SOIC16" "74HC573" "SOIC20" "AT90S8515" "DIP40_6" "40Mhz" "HC49" Save as 로저장한다. 저장시확장자이름을 UPD 로변경한다. - Project Manager 화면에서 schematic1 폴더를선택한후메뉴 Tool > Update properties를선택한다. 56
- Upd 파일을불러올위치를지정한후 OK 를선택한다. - Unconditionally update the properties visibilityu 체크기본적으로비어있는셀에만속성의갱신이이루어지나, 설정을하게되면새로운비어있는것에관계없이모든속성들을갱신 - SCHEMATIC폴더를선택한후마우스오른쪽버튼의팝업메뉴중 Edit Object Properties를선택한다. 57
속성창이열리면모든부품의 Footprint 가 update 되었는지확인한다. - Create Netlist 아이콘을선택한다. - 설정을그림과같이맞춘후확인을선택한다. 58
- 에러가발생한다. NETLIST가전송은되나제대로전송된 NETLIST가아니다. - capture의 Session.log를확인한다. 회로도에서 3pin 스위치를 edit Part로수정한다. NC의핀넘버를 8에서 2로수정후 update 시킨다. 다시 Create Netlist를실행한다. PCB editor가열리고정상적으로전송된 netlist가보인다 59
Ⅳ. PCB Design (ARTWORK) 1. 기본환경설정 - 메뉴 Setup > Design Parameters.. 를선택한다. - Design Tab에서그림과같이설정한다. - Text Tab 에서그림과같이설정한다. 60
- Shapes Tab 에서그림과같이설정한다. 61
- Setup > Define Grid 를설정한다. - Stroke Editor 설정 [ 실습 ] - PAD 및 PSM 설정 [ 실습 ] 62
2. Board Outline - Setup > Outline > Board Outline을선택한다. - 그림과같이설정을한다. - OK나 Apply를누르면창이닫기며 layer만설정이된다. - 창을화면의가장자리로이동시킨후그린다. 좌표를찾아서마우스로그려도되고화면하단의 command창에입력하는방법으로그려도된다. Board Size : 5500 X 5000 [mils] - ^ 키나마우스오른쪽버튼의팝업메뉴중 Done 을선택하면완성된다. Boaed Outline 과 Route Keepin, Package Keepin 영역까지나타난다. - Route Keepin 영역과 Package Keepin 영역은동일한위치이다. 63
Package Keepin Package Keepin 영역을수정할경우 - Setup > Area > Package Keepin을선택한다. - 메뉴 Add > Rectangle 또는좌측툴바 Add Rectangle 아이콘을선택한다. - Command 창에좌표를입력한다. x 200 200 E x 5300 4800 E - ^ 또는 Done 선택한다. Dimension을작성 - 메뉴 Manufacture > Dimension/Draft > Liner Dim을선택한다. 보드외곽선을클릭한후적당한위치에치수를위치시킨다. 64
- 보드의고정홀을배치한다. MGT125 를선택하여네귀퉁이에서 50mil 떨어진지점에배치한다. - File > Save as 로저장한다. 파일명 _ board 65
3. constraint 설정 - 메뉴 setup > constraint > constraint manager를선택한다. - Physical Constraint set에서설정을한다. Default 의설정을한다. Via 타입을선택한다. - 메뉴 Object > Create > physical Set을선택한다. - 이름을 VCC로기입하고 OK를선택한다. Via 타입을선택한다. - Net 폴더에서 gnd / vcc / x1 / x2 항목의 pcs 를 vcc 로선택한다. - spacing폴더에서 Default 항목을모두 10으로설정한다. - Create로새로운 set을만든다. gnd로이름을기입하고 shape에해당되는항목을모두 20으로설정한다. - gnd와 x1 / x2 항목을 gnd로선택한다. - 메뉴 File > Close 를선택한다. 66
4. Placement Component - 메뉴 Place > Manually.. 를선택한다. - 모든부품을선택한후하단의 Hide를선택한다. - 신호의흐름과방향을고려하면서적절하게배치한다. - 메뉴 Display > Highlight를선택한다. - Option Tab에서컬러를설정한후 Find Tab에서 net을선택한다. Red VCC Green GND - 전원라인을고려하며배치를한다. - 메뉴 Display > Color/Visiblity를선택한다. - All off로모든컬러설정을해제한다. 필요한컬러만보이게끔설정한다. 67
68
- 컬러설정후 69
5. Routing - 배치가완료되면배선을시작한다. - 메뉴 Route > Connect를선택한다. - TOP Layer와 Bottom Layer에배선을한다. 배선중더블클릭을실행하면 via가발생하며 layer가바뀐다. - 메뉴 Route > Create Fanout 을실행한다. - Option 과 Find 설정을한다. - 설정후 SMD 핀을선택한다. [ Mouse Drag ] 70
- Fanout 이설정된모습 - 전원라인을고려하며 Routing을한다. - GND라인은 Copper를씌우므로배선을하지않는다. ( 단, 배선시 GND핀을고립시키지않는다. ) 71
SMD부품의 GND핀에 via생성 - 메뉴 Route > Create Fanout를선택한다. - Find Tab에서 Pin만을선택한다. - GND핀을선택하면 via가생성된다. 72
6. Copper - 메뉴 Shape > Rectangular를선택한다. - Option Tab에서레이어와 Net을선택한다. - 보드의 Top 레이어전체에씌워준다. - Option Tab에서레이어를 Bottom으로설정후 Bottom 레이어전체에씌워준다. 73
보드에씌우고나면 Copper 의 Island 가생기게된다. 74
- 메뉴 Shape > delete Island를선택한다. - Option Tab의메뉴를이용하여제거한다. - 레이어를 TOP으로하고 Delete all on Layer를선택한다. 7. 설계검사 메뉴 Display > Status 를선택한다. 모든항목이녹색이면정상적으로설계가되었다. - 노란색이나붉은색이뜨면수정후다시확인한다. 75
8. 실크스크린정리 - 메뉴 Display > Color/Visiblity를선택한다. - Etch 폴더의 Top 에서 PIN 과 Via를남기고모두해제한다. - 메뉴 Edit > Change 선택한다. - Option Tab에서설정을한다. Sub Class : Ref Des Class : Silkscreen_top Text block : 5 - Find Tab에서 Text만선택한다. - 보드전체를드래그한다. (Text의크기가일괄 5사이즈로커진다.) - 메뉴 Edit > move를선택한다. - Find Tab에서 Text만선택한다. - 방향과위치를고려해서조정한다. 76
- 보드에필요한정보 (Text) 를기입한다. - 컬러설정창을열어 Board Geometry 폴더의 Silkscreen_top을선택한다. 77
- 메뉴 Add > Text를선택한다. - Option Tab에서설정한다. Sub Class : Board Geometry Class : Silkscreen_Top Text block : 5 ( 적절히 ) - 보드내에필요한정보를기입한다. 78
9. Drill Legend 작성하기 - Color 설정을 Board Geometry의 Dimension을추가선택한다. - 메뉴 Manufacture > NC > Drill Customization을선택한다. - Table 하단의 Auto generate symbols를선택한다. 79
- 툴바 Drill Legend를선택한다. - OK를선택하여화면의 Board 하단에배치시킨다. 80
Ⅴ. Create Gerber (Artwork) Gerber Data 라고불려지는 Artwork Film Data 를생성한다. - 메뉴 Manufacture > Artwork을선택한다. - General Parameters Tab을선택한다. - Device type을 Gerber RS274X로설정한다. 81
- Film control Tab 으로이동해보면 top 과 bottom 에대한거버는생성되어있다. - Ok 를선택한다. - 추가로생성해야할거버는 Soldermask-top, Soldermask-bottom, Pastemask-top (metal mask) Silkscreen-top (assembly-top) Drill drawing NC-Drill [ 수치데이터 ] 82
1 Soldermask_TOP - Color 설정을변경한다. - Global Off를선택해서모든설정을해제한다. - Stack Up > Soldermask_Top의 Pin 과 Via를선택한다. - OK를선택한다. - Artwork 아이콘을선택한다. - Film Control Tab을선택한다. - TOP 폴더를선택하고마우스오른쪽버튼의팝업메뉴중 Add를선택한다. - 이름을 SM_TOP으로기입한다. - OK를선택한다. 2 Soldermask_Bottom - Color 설정을변경한다. - Global Off를선택해서모든설정을해제한다. - Stack Up > Soldermask_Bottom의 Pin 과 Via를선택후 OK. 83
- Artwork 아이콘을선택한다. - Film Control Tab을선택한다. - Bottom 폴더를선택하고마우스오른쪽버튼의팝업메뉴중 Add를선택한다. - 이름을 SM_BOT으로기입한다. - OK를선택한다. 3 Pastemask_Top - Color 설정을변경한다. - Global Off를선택해서모든설정을해제한다. - Stack Up > Pastemask_Top의 Pin을선택한다. - OK를선택한다. - Artwork 아이콘을선택한다. - Film Control Tab을선택한다. - Bottom 폴더를선택하고마우스오른쪽버튼의팝업메뉴중 Add를선택한다. - 이름을 PASTE_TOP으로기입한다. - OK를선택한다. 4 Silkscreen_Top - Color 설정을변경한다. - Global Off를선택해서모든설정을해제한다. - Package Geometry > Silkscreen_Top을선택한다. 84
- Component Geometry > RefDes 의 Silkscreen_Top 을선택한다. - Board Geometry 의 Silkscreen_Top 을선택한다. - OK를선택한다. - Artwork 아이콘을선택한다. - Film Control Tab을선택한다. - Bottom 폴더를선택하고마우스오른쪽버튼의팝업메뉴중 Add를선택한다. 이름을 SILK_TOP으로기입한다. - Undefined line width : 10 기입한다. 85
- OK 를선택한다. 5 Drill_Draw - Color 설정을변경한다. - Global Off를선택해서모든설정을해제한다. - Board Geometry > Outline을선택한다. - Dimension을선택한다. 86
- Manufacturing > Legend1-2 를선택한다. - OK를선택한다. - Artwork 아이콘을선택한다. - Film Control Tab을선택한다. - Bottom 폴더를선택하고마우스오른쪽버튼의팝업메뉴중 Add를선택한다. - 이름을 DRILL_DRAW으로기입한다. - Undefined line width : 10 기입한다. 6 생성하기 - Select all을눌러모두선택한다. - Create Artwork을눌러파일을생성한다. 87
7 NC Drill - 툴바 NCdrill Param 아이콘을선택한다. - Excellon format을설정한다. - 설정후 Close 를선택한다. - 메뉴 Manufacture > NC > NC Drill.. 을선택한다. 88
- Option 을모두선택한다음오른쪽의 Drill 버튼을누른다. - Close를눌러종료한다. - Gerber File의생성이완료되었다. 8 Report - 메뉴 Tool > Report 또는 Quick Report를선택한다. - 필요한 Report를선택한후생성한다. 89
90
Ⅵ. Artwork film 확인 - 만들어진거버파일을불러와서프린터로출력한다. - 출력할거버파일은확장자가 art로끝난다. NC-Drill 데이터는출력되지않는다. 1. 거버파일까지생성완료한작업파일을연다. 2. 메뉴 Setup > Subclasses 를선택한다. 3. DRAWING FORMAT 를선택한다. 4. New Subclass 항목에 - TOP - BOTTOM - SOLDERMASK_TOP - SOLDERMASK_BOTTOM - SILKSCREEN_TOP - DRILL_DRAW를입력한다. - 한항목씩입력후 E를누른다. 입력후에는를눌러창을닫는다. Define Subclasses창을 OK를눌러닫는다. 91
5. Color 설정하기 - 모든레이어의 Color를보이지않게설정한다. - Drawing Format 항목의방금추가한레이어만보이게설정한다. 6. 거버불러오기 - 메뉴 File > Import > Artwork을선택한다. 92
- Load Cadence Artwork 창이열리면 Filename 의 Browse 아이콘을눌러 TOP.art 를연다. Class : Drawing Format Subclass : TOP - Load file을선택한다. [OK를선택하면창이닫힌다.] - Load file를누르면마우스끝에 TOP.art( 거버 ) 파일이따라다니고화면중앙쯤에놓는다. 화면에배치하고나면다시 Load Cadence Artwork창이열린다. Filename : BOTTOM.art Class : Drawing Format Subclass : BOTTOM - 설정후 Load file을눌러겹쳐지게배치한다. 93
Filename : Silkscreen_TOP.art Class : Drawing Format Subclass : SILKSCREEN_TOP - 설정후 Load file을눌러겹쳐지게배치한다. Filename : SOLDERMASK_TOP.art Class : Drawing Format Subclass : SOLDERMASK_TOP - 설정후 Load file을눌러겹쳐지게배치한다. Filename : SOLDERMASK_BOTTOM.art Class : Drawing Format Subclass : SOLDERMASK_BOTTOM - 설정후 Load file을눌러겹쳐지게배치한다. Filename : DRILL_DRAW.art Class : Drawing Format Subclass : DRILL_DRAW - 설정후 Load file을눌러겹쳐지게배치한다. - OK를눌러 Load Cadence Artwork창을닫는다. 7. 프린터로출력하기 - Color 설정창을열어 Drawing Format / TOP만보이게설정한다. - 메뉴 File > Plot Setup을선택한다. - 설계한데이터를그대로확인한다. - Auto center를선택하여출력물가운데위치하도록한다. - Mirror : 반대로보이게하는옵션으로 Bottom, Soldermask_bottom에적용한다. - Color 또는흑백모드를선택한다. OK를눌러설정을마친다. 94
- 메뉴 File > Plot.. 을선택한다. - Setup를눌러프린터, 용지및방향을선택한다. OK를누르면출력이된다. - 위의과정을반복하여출력한다. - 모든데이터를저장한다. - 수고하셨습니다.- 95
---------- 부록 ---------- 1. PCB 관련용어 96
Silkscreen Soldermask Etch & PTH Blind Via Inner Layer Buried Via Prepreg 97
2. Via 의종류 3. 기판 Sample 98
4. Gerber Format 의이해 1.GERBER FORMAT의소개어떠한 CAD SOFTWARE를사용하든지, PCB를만들기위해서는 GERBER FORMAT으로 OUTPUT하여 FILM출력과정을거쳐야가능합니다. 따라서 Photoplot file의이해는문제의소지를줄일수있는최선의방법입니다. CAD(PCB designer) 와 CAM(photoplot editor) 사이의이해부족은생각보다많은부분을차지하나, 이에대한자료가부족한실정입니다. 2. GERBER FORMAT 을위한 Photoplotter 의이해 GERBER FORMAT 을이해하기위해서는초기 Photoplotter 의작동원리를이해해야, GERBER FORMAT 의 file 내용을파악할수있습니다. 초기 Photoplotter 는수치제어가가능한 X-Y table 이있으며, shutter 조절이가능한광원과원본 film 에제도가가능한 Aperture wheel 로구성되어있습니다. Gerber commands 에의한 controller 는 table 이동과 shutter 의개폐, aperture tool 변경등을제어하며, 원본 film 에제도를합니다. Shutter 가 Open 이되면형태와크기를가진 Aperture 에노광이되어 Film 에 Image 가감광된다. Shutter 가 Open and Close 되면 Flash(Pad) 가되고, Shutter 가 Open 이되고 table 이이동을하면 Line(Trace) 가된다. 이와같이 Command 에의해 Aperture 의선택과광원의이동은원하는형태의 Pattern 을 Film 상에얻을수있다. Photoplotter 는정밀한수치를가지는 Pattern 을생산할수있으나, 다음과같은단점을가지고있었다. 1) Vector Plotter 로써제도시간이많이걸린다. (IC Pin 간 2Line,100*100mm 기준으로 Layer 당 4~6 시간 ) 따라서, Data 의용량에매우민감하다. 2) Aperture Wheel 은 Wheel 당 24 개의 Aperture 로 Plotting 을해야하므로, 설계의시작단계서부터특별관리를해야한다. D-code 10~19 는일반 Aperture(circle, square), 70, 71 은특수 Aperture(rectangle, target 등 ),20~29 는일반 Aperture(circle, square), 72, 73 은특수 Aperture(rectangle, target 등 ) 로이루어진 Wheel 입니다. 3. GERBER FORMAT 의기초및어원 1) GERBER FORMAT 이맞나요? RS-274D/X 가맞나요? 초창기 GERBER 사 (GSC) 가 PLOTTER 제작을하고생산을하여, 여기에사용한 FORMAT 이므로 99
GERBER FORMAT 이라해야합니다. 그러나, 이회사는몇번의병합을거치며, 지금은 MANIA 사로넘어갔고, 현재 GERBER SCIENTIFIC INC. 가재봉분야에서사업을하고있어지금은사용할수가없습니다. 또, EIA( 미국전자협회 ) 에서권장하는규격 (Recomended Standard) 이있어이를따라 RS- 274D/X 로써야맞습니다. 2) 왜 RS-274D/X 인가요? EIA( 미국전자협회 ) 에서권장하는규격 (Recomended Standard) 이부분마다있습니다. 예를들어 RS-232C 도여기에해당됩니다. RS-274 는 G Code 와 M Code 를주로사용하는 NC Code 계열입니다. 또뒷자리 D 와 X 를추가하여 Code 를분리하였습니다. RS-274D 는 GERBER FILE 과 APERTURE LIST 가분리된반면,RS-274X 는 GERBER FILE 과 APERTURE LIST 가한 FILE 로되어있어사용이편리하게되었으며, 특수 APERTURE 의형태및크기를 APERTURE 상태로정의사용할수있고,POLYGON 기능으로 DATA 를효율적으로다룰수있게되었습니다. 참고로 Excellon Format 은 RS-274C 입니다. 3) Aperture List 가무엇인가요? Aperture 는카메라로보면조리개입니다. 카메라에서는조리개조절로원형의크기를조절하여노광을시키지만, 초기 PHOTO PLOTTER 는 Aperture 에원하는형태, 크기를갖춘고정형 Aperture 를사용하고있습니다. 따라서, Wheel 에지정된 Aperture 를넣기위한 List 가필요하게되었습니다. Aperture No. 는 1 번부터일련 No. 로부여되지만실제는 D-Code Command 과병행사용합니다. 4) 그럼 D-code 는무엇인가요? EIA( 미국전자협회 ) 에서권장하는규격 (Recomended Standard) 이 RS-274 라고하였습니다. 여기는주로 G Code 와 M Code 를사용합니다. GERBER FORMAT 에서는추가로 Draft Code 즉 D- Code 를사용하게되었습니다. D01~09 는 Command Code 로 D10 이상은 Aperture No 지정으로할당되었다. 5) 절대좌표와상대좌표에대한유의점을알고싶어요? 절대좌표는기준점이원점 (0,0) 가되어지정된좌표에의해직각으로만나는두좌표축 (X 축과 Y 축 ) 을사용해서 X 축에내린수선의눈금이 x, Y 축에내린수선의눈금이 y 에해당하는점 P 의위치를 p(x,y) 로나타내며, 상대좌표는기준점이절대좌표의원점이아닌주어진시작점으로부터의거리개념에서정의된좌표예를들면화면상의어느시작점으로부터상대좌표로정의된사각형은사각형의각선분으로부터거리및방향그대로변위된일련의선분들로그려진다시작점의좌표를변경해서다른위치에서사각형을다시그릴수있습니다. 이론상은두개의절대위치표시방법은차이가없습니다만, 소수점이하표시자리수가 mm 의경우 3 째자리 (1um 의오차 ), inch 의경우 4 째자리 (2.54um 의오차 ) 까지보통관리하는관계로상대좌표인경우 Block 이많을경우오차가점점커지게됩니다. 또, 부품의설계치수 unit 도 mm 계와 inch 계가혼용이되고있어 Format 지정시유의해야하며, 절대좌표를권장합니다. 100
4. GERBER FORMAT 의 Command U1) G-Code( 초기조건의 Setting)U Gxx Command는준비Code라고할수있다. 이 Code는가공을하기전기계상태의준비조건을 Setting하는데사용됩니다. (1) G90/G91 : 상대좌표 / 절대좌표지정 대부분상대좌표사용의문제로주로절대좌표를사용하나, 국부적인별도의제도시부분적으로상대좌표를사용합니다. (2) G70/G71 : INCH/MM 지정 CAD 제작및부품의설계가주로 INCH 를사용하는미국계가주도하고있어, Default 는 Inch 입니다. 그러나최근 SMD 등 MM 계가많이나오고있어정밀을요하는부품을고려하여 UNIT 를정하는것이좋다. 유의할것은 GERBER OUTPUT 시 NC DATA 도함께 OUTPUT 해야하기때문에두종류의 FILE 은가급적같은 UNIT 를사용권장합니다. (3) G54 : TOOL(D-CODE) 선택 D-CODE 를변경하기위하여사용하기때문에가장많이사용하나, OPTION 이기때문에어떤 CAD 는생략하는경우도있다. (4) G02/G03 와 G75 : 원, 호지정기능 EX) G02X40Y30150J0D01* G02 : 시계방향으로호를그림 G03 : 반시계방향으로호를그림 G75 : 360 도원을그림 (I,J) 좌표 : ARC 를그리기위한 ARC 중심좌표 ( 주로,FLEXIBLE PCB 및 ANALOG PCB 에사용한다.) U2) D-Code(Draw와 Flash기능지정 )U (1) D01 : 지정좌표로이동후 Shutter Open Film상에제도를하지않고지정된좌표로이동후 Shutter Open(DRAW) (2) D02 : 지정좌표로이동후 Shutter Close Film상에제도를하며지정된좌표로이동후 Shutter Close(DRAW) 101
(3) D03 : 지정좌표에서 Shutter Open&Close Film상에지정된좌표로이동하여제도하고 Shutter Close(Flash) (4) 좌표만있고 D-CODE가없는경우는상위 Command를 Default로인식한다. (5) D10 ~D999 : Aperture 지정 Aperture No. 지정을초기 Plotter는 24 개만지정하였으나,Laser Plotter의등장으로 D999 까지확장되었다. 이 D999 는상징적인수치이며, 사실무한대로사용가능하다. (6) D04~D09 : 향후사용을위해할당하였으나지금은사용하지않는 CODE 입니다. U U3) M-Code의다양한기능 (1) M30 End of Program FILE의종료표시. 이것이없으면완전한 DATA로안봄 (2) M00 End of Program (3) M25 Beginning of Pattern Pattern의반복시작위치.REPEAT기능 (4) M31 Beginning of Pattern (5) M01 End of Pattern (6) M02 X#Y# Repeat Pattern (7) M02 X#Y# M70 Swap Axis (8) M02 X#Y# M80 Mirror Image X Axis (9) M02 X#Y# M90 Mirror Image Y Axis (10) M08 End of Step and Repeat M02 의종료기능 (11) M48 Program Header to first "%" (12) M47 Operator Message CRT Display (13) M71 Metric Mode (14) M72 English-Imperial Mode U4) 기타 CommandU (1) % : file의설명부분과구분하는기능 (2) * : 각command의종료표시기능 5. FORMAT 의표기방법이해 (1) 좌표의표기 : Data 의표기는초기에 data 량에따라처리속도가좌우된것이정형화되어오늘에이르고있다. Data 는 - 약정에의해소수점생략 - 약정에의해앞또는뒤에있는 "0" 삭제 (leading or the trailing zero) - 반복되는 Command 및좌표등생략등으로인해사전에상호이에대한약정또는통보를해야한다. 102
U (3) U (4) U (5) (2) 소숫점의생략 X00560Y00320D02* X00670Y00305D01* X00700Y00305D01* 예를들면 X00560Y00320 에서자릿수가 2.3 이면 X0.56Y0.32 로읽고, 자릿수가 3.2 이면 X5.6Y3.2 로읽는다. 읽는방법에따라 DATA 의크기는 10 배씩커지거나작아짐을유의한다. * INCH/MM 의변경은 2.54 배또는 1/2.54 배씩변함을알면 DATA 의 Format 을유추할수있다. Leading and Trailing Zero Suppression No Zero Leading Zero Trailing Zero Suppression Suppression Suppression X00560Y00320D02* X560Y230D2* X0056Y0032D2* X00670Y00305D01* X670Y305D1* X0067Y00305D1* X00700Y00305D01* X700Y305D1* X007Y00305D1* 예를들면 X00560Y00320D02* 에서 Leading Zero Suppression( 앞에오는 "0" 생략 ) 이면 X560Y230D2* 이되고 Trailing Zero Suppression( 뒤에오는 "0" 생략 ) 이면 X0056Y0032D2* 이된다. Modal Data Coordinates All Coordinates Modal Coordinates X560Y230D2* X670Y305D1* X700Y305D1* X560Y230D2* X670Y305D1* X700D1* 예를들면 X700Y305D1* 에서위의좌표중 "Y305" 가반복이되면생략할수있는기능이있다. Modal Commands D1 modal 이아닌경우 X560Y230D2* X670Y305D1* D1 modal 인경우 X560Y230D2* X670Y305D1* 103
X700D1* X700* X730D1* X730* X760D1* X760* Y335D1* Y335* 예를들면 X700D1* 등이상기 "D1" COMMAND 가같으면생략될수있다. 6. GERBER FORMAT 의 APERTURE 다양성 RS-274D 에따르는 GERBER FILE 은어느정도표준화되어있으나, APERTURE LIST 는 OrCAD Layout, Altium Designer, Mentor Expedition, Cadence Allegro, CadSoft EAGLE, TARGET 3001, Zuken Cadstar 또는 Zuken CR5000 과같은 Electronic Design Automation (EDA) software 만큼다양하다. APERTURE LIST 는표준화가안되어가장문제였다. 이를해결하기위해 GERBER FILE 에 APERTURE LIST 가포함된 EXTENDED GERBER FORMAT RS-274X 를제안하였으나, 이번에는 PLOTTER 제조업체마다제각기의 FORMAT 을제안하고사용하고있어이부분은아직표준화가덜되어있다. Header for MDA's FIRE 9000 Photoplotter G04%PAR.%* G04%MODE=ABSOLUTE;%* G04%ZERO=LEADING;%* G04%FORM=4.4;%* G04%EOP.%* G04%APR,10000.%* G04%A010:CIR,250.%* G04%A011:CIR,300.%* G04%A012:CIR;-CIR,100.%* G04%A013:SQR,300.%* G04%A014:REC,300,1000.%* G04%A017:POL,X200,Y83,STR,X83,Y200,STR,X-83,Y200,STR,X-200,Y83.%* G04%STR,X-200,Y-83,STR,X-83,Y-200,STR,X83,-Y200.STR%* G04%X200, 7-83, STR, X200, Y83.%* G04%EOA.%* Header for Gerber Model 4X00 % FSLAX44Y44* 104
ADD10C,.025* ADD11C,.030* ADD12C,.030X.010* ADD13R,.030X.030* ADD14R,.020X.100* ADD17P,.040X8* % 상기각 FORMAT 의 APERTURE LIST 의동일내용 Leading Zero Suppression, Absolute, 4.4 D10 Round 0.025 diameter D11 Round.030 diameter D12 Donut OD=.030 ID D13 Square Side=.030 D14 Rectangle X=.030 Y=.100 D17 Octagon Dia=.040 105