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CADSTAR 8.0 Do-It-Yourself Book CADSTAR Express

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CADSTAR 8.0 Do-It-Yourself Book CADSTAR Express

(株) 大明시스템스

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CADSTAR Express 자습서

교육을 목적으로 하는 Projects 가 제공된다.

이 교재의 정보는 인쇄하는 시점에서 정확하며 사전에 예고 없이 변경될 수 있다.

이 교재는 ZUKEN 사의 서면승인 없이 어떤 부분도 복제하여 사용할 수 없다.

캐드스타는 ZUKEN 사의 등록 상표이다. 이 교재는 무료로 주어지고 판매되지 않는다.

이 교재는 CADSTAR Do-It-Yourself Book으로 캐드스타를 이용한 PCB 디자인 설계 흐름을 혼 자서도 쉽게 파악할 수 있도록 만들어 졌다.

이 교재는 샘플 회로도 도면을 보여주고 이것을 캐드스타를 이용해 Schematic Design으로 그린 후 PCB Design으로 전환하여 배치와 배선 작업을 완료하는 형식으로 되어 있다.

각각의 단계를 간단히 설명해 놓았으며 설명된 내용이 정확히 이해되지 않는다면 카메라 아이콘 을 클릭하여 동영상으로 각 단계를 볼 수 있다. (이 동영상을 보기위해서는 인터넷 연결이 필요하 다.)

이 교재를 통해 짧은 시간 안에 CADSTAR 기능을 어느 정도 숙지할 수 있다.

캐드스타를 이용해 회로도와 PCB Design을 누구나 쉽게 작업할 수 있다.

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CADSTAR 8.0 Do-It-Yourself Book CADSTAR Express

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교재내용:

● 캐드스타 소개

● 기본 디자인 흐름

● Design A

Step 1 - Schematic for Design A Step 2 - PCB Placement for Design A Step 3 - PCB Routing for Design A Step 4 - Manufacturing Data for Design A

● Design B

Step 1 - Schematic for Design B Step 2 - PCB Placement for Design B Step 3 - PCB Routing for Design B Step 4 - Manufacturing Data for Design B

● Design C (P.R.Editor XR을 이용하는 고급 사용자) Step 1 - Schematic for Design C

Step 2 - PCB Placement for Design C Step 3 - PCB Routing for Design C Step 4 - Manufacturing Data for Design C

● Design D (P.R.Editor XR을 이용하는 고급 사용자를 위한 단면 PCB 설계)

Step 1 - Schematic for Design D Step 2 - PCB Placement for Design D

Step 3 - PCB Routing for Design D (배선도중 Jumper 추가) Step 4 - Manufacturing Data for Design D

● 결론

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CADSTAR 8.0 Do-It-Yourself Book CADSTAR Express

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… 캐드스타 소개

캐드스타는 PCB Design 전문 설계 소프트웨어로 Schematic Design작업 후 그것을 PCB로 에러 없이 쉽게 전환한다.

PCB Design으로 전환된 부품 정보를 기판의 내부에 배치할 수 있도록 한다.

Routing(배선)은 PCB 설계에서 아주 중요한 부분으로 Embedded Router 또는 P.R.Editor XR 프로그램에서 제공되는 수동, 자동배선 및 반 자동 배선 기능들을 이용해 쉽게 배선할 수 있다.

CADSTAR에서는 내에서 수동배선 반자동 배선 자동 배선 등을 쉽게 할 수 있다.

그리 복잡하지 않은 PCB를 설계한다면 Embedded Router에서 제공되는 배선 기능들을 이용 하고 좀 더 강력한 기능이 필요하다면 P.R.Editor XR을 이용한다.

추가적으로 High-Speed를 고려하여 설계한다면 P.R.Editor XR HS를 이용한다.

PCB Design이 완성되면 PCB 제작을 위해 출력 파일을 생성한다.

다음의 기본적인 디자인 흐름에 따라 간단한 PCB를 설계할 수 있도록 할 것이다.

… 기본적인 디자인의 흐름

1. Library 필요한 모든 Parts 라이브러리(Schematic symbol & PCB footprint)가 사용가능한지 확인한다.

Note : CADSTAR Express에서는 ‘Do-It-Yourself Book'를 위한 2개의 PCB 디자인에 필요한 라이브러리와 온라인상의 CADSTAR Exchange Library의 중 일부의 라이브러리만이 제공된다.

이러한 Parts 라이브러리는 부품을 제조한 업체의 Part Number를 포함 한 모든 정보가 지정되어 있다. 현재 140,000 이상 제공되어지며 지속 적으로 업데이트 되고, 추가될 것이다.

제공되지 않는 라이브러리는 Graphical Library Editor와 Wizards 기능 을 이용해 사용자가 원하는 부품을 빠르고 쉽게 생성할 수 있다.

온라인 상의 CADSTAR Exchange Library는 캐드스타 유지보수 계약자 에 한해서 사용 가능하다.

2. Schematic PCB design 작업을 하기 전에 작성한다.

3. PCB

(Placement) 회로도로부터 전환된 부품 정보를 Board 내에 부품을 배치한다.

4. PCB

(Routing) 배치 완성 후 각 신호선을 수동 또는 자동으로 Routing(배선) 한다.

5. Manufacturing Output (출력)

최종 단계로 작업자가 요구하는 거의 모든 형식의 출력을 제공한다.

캐드스타는 Gerber, NCdrill, Placement data, Bill Off Materials, IPC-D- 356 test data, DXF, CADIF, GenCAD or ODB++등과 같은 형식을 출력 할 수 있다.

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z Design A

LED Flasher Step 1 - Schematic for Design A

(1) 부품 추가

① 위에 보여지는 회로도 디자인을 작성하기로 한다.

② 먼저 위 도면에서 사용된 부품부터 점검해야 한다.

③ 위 도면에 따르면 아래와 같은 부품들 사용되었다.

-2 x 2N3904 NPN 트랜지스터 -2 x 1N914 다이오드

-2 x LED HLMP-1585 -2 x 470 KOhm 저항 -2 x 39 KOhm 저항

-2 x 10uF/10V 전해 캐페시터

④ 또한 9 V의 전원을 볼 수 있다. 이 전력공급을 위해 9 V의 Battery를 사용키로 한다.

⑤ CADSTAR 프로그램의 Design Editor 를 시작한다.

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⑥ File / New [ ]메뉴를 선택하고 Schematic Design을 클릭하고 From A1[ ]을 선 택한다.

⑦ 바탕화면 색상을 변경하고자 한다면 화면 상단의[ ]툴바에서

White Background 를 선택할 수 있다.

⑧ 캐드스타 화면 왼쪽에 Workspace 상에서 필요로 하는 Symbols 부품을 찾아 사용할 수 있다. Workspace창의 Libraries 버튼을 클릭한다.[ ]

⑨ 회로 위에 배치할 2개의 트랜지스터를 Workspace 찾을 수 있다. Workspace 상단의 박스에 2N3904를 입력하고 Search 아이콘을 누른다.

⑩ Workspace 창의 목록에서 2N3904가 선택된다. 2N3904을 클릭하고 왼쪽마우스를 누른 채로 드래그해 디자인상에 2N3904 2개를 배치한다. 부품이 커서를 따라 나올 때 오른쪽 마우스 버튼을 이용해 Move 하거나 Mirror 할 수 있다.

⑪ 나머지 10개의 부품을 추가한다.(SMD Type 이나 Dip Type 을 선택할 수 있다.) -2 x 다이오드 -> 1N914 (or BAS19)

-2 x Led -> HLMP-1585

-2 x 저항 -> 470E-MRS25-1% (or 470E-r0805-2%) -2 x 저항 -> 39K-MRS25-1% (or 39K-r0805-2%)

-2 x E-Capacitor -> 10uF-10V-EC (or 10uF-10V-c6032)

Workspace를 이용해 부품을 추가할 때 부품에 대한 정보를 확인할 수 있다.

⑫ Workspace 창의 Libraries 버튼을 선택하고 목록에서 정보를 확인하고자 하는 부품을 선택한다. (예, 2N3904)

⑬ 오른쪽 마우스 버튼을 눌러 나타난 메뉴 목록에서 Link /

Datasheet 메뉴를 선택한다. 부품 정보를 포함하고 있는 Hyperlink된 파일이 인터넷이나 PDF, Word등으로 나타난다.

(2) Connection 자동 연결

① 부품과 부품의 Terminals(Pin) 을 겹쳐지게 놓은 다음 부품을 원래 위치로 이동한다.

Connection 이 자동으로 연결 된다.

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(3) Global Signal 추가

모든 부품을 추가한 후 3개의 AGND를 추가한다.

① Add / Global Signal [ ]을 선택한다.

② Add Global Signal 다이알로그 창에서 AGND를 선택한다.

③ AGND terminal 과 다이오드 (cathode) terminals을 겹쳐 놓는다. 그런 후 AGND를 옮겨 놓으면 Connection이 자동 연결된다.

(4) Battery Hole 추가

3개의 AGND 추가한 후 2개의 Pin을 추가한다. (혹은, SOLDEREYE-1MM) 이 2개의 Pin 추가 목적은 Battery 단자를 연결하기 위해 사용된다. ( 9V, AGND )

① Workspace Libraries 버튼을 선택하고 SOLDER* 치고 [ ] 를 누른다.

② 앞 도면을 참고 하여 2개를 추가한다.

③ 추가된 Pin을 선택[ ] 하고 Item Properties 아이콘 [ ]을 선택한다. Name 항목에 서 VCC9V로 변경하고 나머지 Testpoint는 AGND로 변경한다.

(5) Connection 수동 연결

앞 회로도를 참고로 Connection 을 연결한다.

① Add / Connection [ ] 메뉴를 선택한다. Connection 연결 작업 시 오른쪽 마우스를 눌 러 나타난 메뉴 목록에서 Change Default Net Route Code 메뉴를 선택하여 다른 Net Route Code를 사용할 수도 있다. (전원과 GND신호는 일반 신호보다 좀 더 굵은 배선굵 기를 지정한다.)

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② 연결된 VCC Net 선을 선택[ ] 하고 Item Properties 아이콘[ ]을 선택한다. VCC 신호를 VCC9V로 변경한다.

③ Connection 연결이 완성되면 회로를 File /Save [ ] 저장한다.

(6) Pin Number 화면표시조절 및 B.O.M 출력

저항과 같이 극성이 없는 부품에 대해서는 화면 상에 Pin Name/Number를 보이지 않도록 설 정할 수 있다.

① Tools / Options / Display 메뉴에서 Override Part Pin Names/Numbers Visibility 항목 을 조절하여 Pin Number의 화면 표시 여부를 조절한다.

② 완성된 회로도 상에서 B.O.M (Parts List 또는 Bill Off Material) 생성하는 것은 중요하다.

Tools / Reports / Parts List 메뉴를 선택하여 Parts List를 생성한다.

③ 완성된 회로를 인쇄하기 위해서 File / Print [ ] 를 선택한다. Print 대화상자에서 Page Setup 한다. 만약 Acrobat PDFwriter 가 설치되어 있으면 회로도 디자인을 PDF 파일로 출력 할 수 있다.

Note : PDF 와 같이 파일형태의 출력을 할 때, 찾을 수 있는 글자로 만들려면 Print 옵션 에서 Alternative text output을 선택하여 진행한다.

(5) PCB로의 전환

① 완성된 회로를 PCB 로 전환하여 보자. File / Transfer to PCB 메뉴를 선택한다. PCB Technology를 ‘2 layer 1.6mm.pcb’로 설정하고 OK 한다.

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Note : 여기에서 선택되는 PCB Technology 는 PCB Design 작업 시 사용자가 제작하고 자 하는 기판의 층 수 이다. 캐드스타에서는 Template 파일로 여러 형태의 Technology files 을 제공한다.

만약 앞 부분의 회로를 완성하지 못하였다면,

② File / Open /Self Teach에서 Example1.scm을 연다.

③ File / Transfer to PCB 선택한다.

④ PCB Technology를 2 layer 1.6mm.pcb로 설정하고 OK 한다.

Step 1에서 Design A 의 회로도 작성에 대해 배웠다.

어떤 형태의 회로라도 이 순서에 따라 작성할 수 있다. 그러나 복잡한 디자인일 경우 더 복잡 한 단계가 필요하다. 사용자가 작업하기 쉽도록 CADSTAR의 Design Editor 내에는 여러 가 지 기능을 제공한다.

이미 연결되어 있는 Connection 사이에 정확히 부품을 배치하면 Connection을 끊고 다시 연 결할 필요 없이 connection 이 자동으로 연결된다.

부품을 정렬할 수 있는 Align 기능, Design Re-use, Design Variant, Hierarchical Design 기 능은 전문 Design Engineers 들이 편리하게 작업할 수 있도록 도와 준다.

캐드스타 회로도에서 PCB로의 전환은 어떤 Netlist도 필요하지 않으며, 캐드스타 라이브러리 는 회로도와 PCB 부품이 같은 Graphical User Interface 상에서 실행됨으로 에러 없이 빠르 고 쉽게 전환된다.

지금부터 PCB Design 대해 알아보자

Step 2 - Design A의 부품 배치

회로도 상에서 PCB Design 상으로 전환된 12개의 부품과 Battery를 연결하고자 추가한 2개 의 Pin이 0,0 지점에 쌓여있다.

(1) 단위 설정

① Setting / Units 선택한다. Units 은 (Thousandths of an inch / Mil)로 설정한다.

또는 캐드스타 화면 아래 Thou 위에 커서를 위치시키고 오른쪽 마우 스 버튼을 눌러 Units 변경할 수 있다.

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(2) Board Outline 생성

# DXF 파일을 이용한 Board 생성

첫번째로 PCB board outline 을 작성해야 한다. board outline은 캐드스타 내에서 작성하거나 DXF 형태를 읽어 들일 수 있다.

① File / File Import / Format 은 DXF를 선택한다.

② 다이알로그 창 안의 Browse 버튼을 선택한다. Selfteach에 있는 Boardoutline.dxf 선택하 고 열기한다.

③ Mapping File 영역에 있는 Browse 버튼을 선택한다. User 디렉토리에 있는 dxfio.map 을 선택하고 열기한다.

④ Import Design에서 Ok 한다. 그러면 보드 외각라인이 화면 안에 나타난다. 보드외각라인 이 나타났다면 다음 번으로 이동한다.

# 수동 Board 생성

Board Outline을 캐드스타 내에서 작성할 수도 있다.

① Add/ Shape Default [ ]를 선택한다. 상단의 Shape 버튼을 누르고 Type 은 Board를 선택하고 확인한다.

② Add/Shape Rectangle, Circle, Polygon [ ]중 Rectangle [ ]선택한다.

③ 화면의 왼쪽 부분에서 왼쪽마우스를 클릭하면 상대좌표가 0, 0으로 나타난다.

상대좌표를 확인하여 (2000x1000Thou) 만큼 그린다.

디자인의 어떤 지점이라도 Command 명령 “Z “ Enter 하면 상대좌표가 0,0으로 Reset 된다.

사용자가 작업한 어떤 Shape도 (board, figures, component outlines etc) 수정할 수 있다. 그려 진 Shape을 선택하면 화면 왼쪽 영역의 Shape Properties 창에 그 도형의 수치가 나타난다.

Shape Properties 의 Relative 항목을 선택하면 Shape 상대좌표로 변경할 수 있다.

상대좌표

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# 기구 홀 생성 - Cutout

또한 Board Outline 내에 나사 홀 또는 기구 홀을 생성할 수 있다.

① Shape Default [ ] 아이콘을 클릭한다. Type은 Cutout을 선택한다.

② [ ]중 Cutout을 표현하고 자하는 형태의 아이콘을 클릭한다.

③ Circle [ ]을 선택하고 보드외각을 클릭한 다음 Cutout을 그리고자 하는 위치에서 그 린다.

만약 DXF 데이터를 Import하거나 보드외각라인을, 작성하지 못했을 경우 Example1a.pcb Open 한다.

# Interactive Origin과 Snap

Board Outline을 작성하고 Interactive Origin을 이용해 사용자가 지정한 위치를 기준점(0, 0) 으로 설정할 수 있다. 디자인 안의 모든 항목과 커서의 X, Y 위치는 설정된 기준점을 중심으 로 나타난다.

① Settings / Interactive Origin 메뉴[ ]를 선택한다.

이 때 Snap 기능을 이용해 사용자가 지정하길 원하는 지점을 정확히 잡아낼 수 있다.

② Setting / Snap / Endpoint 메뉴[ ]를 선택한다.

③ Board의 왼쪽 하단을 기준점으로 설정한다.

Note : 만약 Snap 툴바가 보이지 않으면, Tools -> Customise -> Toolbars 로 가서 snap 을 선택한다.

(2) Board 주변으로 부품 분산 – Arrange Component

① Actions / Placement / Arrange Components [ ] 선택 한다.

② Place Around Board Outline 선택하고 다음버튼을 누른다.

③ Component Separation 은 50으로 지정하고 마침 버튼을 누른다.

0 , 0 지점에 쌓여있는 부품들을 보드 외각으로 놓여진다.

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(3) 부품 배치

# Item Properties를 이용한 배치

보드 외각에 뿌려진 부품 중 중요한 부품순서로 보드에 배치하기 시작한다.

Battery를 연결하기 위해 추가한 2개의 Pin(9V 그리고 AGND)과 LED 는 중요한 Component 부품이다. 이것들을 첫번째로 배치한다.

① 추가된 Vcc9V Pin을 클릭하거나 키보드 상에서 VCC9V를 입력하고 엔터를 누른다.

Vcc9V 가 하일라이트 된다.

② Item Properties 아이콘[ ]을 클릭한다.

③ Position X에 250, Y에 875 라고 입력한다. Vcc9V의 X,Y 위치가 지정된 좌표로 이동된 다.

④ Testpoint로 추가한 AGND도 Vcc9V 와 같은 방식을 이용해 X-450, Y-875로 위치를 변경한다.

⑤ LED1 은 X:250, Y:175, Orientation은 90으로 지정한다.

⑥ LED1 은 X:1750, Y:175, Orientation은 90으로 지정한다.

# 자동 배치

위와 같이 중요한 부품을 먼지 배치한 후 나머지 부품을 배치할 수 있다.

① Actions / Placement / Automatic Placement [ ] 선택한다.

② Automatic Placement 다이알로그 창에서 Through Hole의 Auto-Rotation을 모두 체크 한다. Reconnect와 Show Placing도 체크한 후 Place Components를 실행한다. Auto- Rotation 항목의 체크를 달리하여 실행해본다.

보드 크기가 충분히 크지 않기 때문에 보드 안으로 부품이 배치되지 않을 경우 언제라도 보드크기를 늘릴 수 있다.

③ Automatic Placement가 실행되지 않았을 경우 Example1b.pcb 파일을 연다.

# Grid 변경

① Working Grid 수치를 더 작게 조정해 부품을 수동으로 옮길 수 있다.

(화면 아랫단의 Grid 항목 위에 커서를 위치시키고 더블 클릭하여 작업 Grid를 변경할 수 있

다. )

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Note; 어떤 항목이라고 마우스로 클릭하면 회로로 PCB를 동시에 선택할 수 있다.

이것을 Cross-Probing 라고 부른다.

① Window / Tile Vertically 선택

② 회로도 상에서 선택한 항목이 PCB에서도 동시에 선택되어진다.

(4) 자동 Copper를 위한 Template 지정

끝으로 보드외각을 선택해서 template 선을 생성하기로 한다.

① 보드외각라인 을 클릭하고 Actions / Duplicate Shape [ ]선택

② Type 은 Template 선택, Layer는 Bottom Elec을 선택한다.

Note : Copper pour 는 Embedded Router 나 P.R.Editor XR 에서 Solder side 의 template 영역에 자동으로 생성된다. Copper 모양은 예에서처럼 AGND 와 연결된 Template 안에 빈 공간을 채워 생성된다.

③ Template 선 생성 후 Template 선에 특성을 준다.

④ Template 선을 선택하고 Item Property [ ] 아이콘을 클릭하여 오른쪽 그림과 같아 설정하 고 OK를 누른다.

앞에서 언급한 배치는 단순히 전형적인 배치 방법 중의 하나이며 회로의 특성에 따라 Radial Placement, Gate와 Pin, Replicate Placement 등의 다양한 기능을 이용해 다양한 배치를 수행할 수도 있다.

Step 3 - Design A의 Routing(배선)

배치가 완성되면 PCB에 Routing(배선)을 시작한다.

① Tools / Embedded Router [ ] 아이콘을 선택한다.

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② 만약 Template 선을 완성하지 못했을 경우 Example1c.pcb를 연다.

Embedded Router로 전환한 다음 Routing 되는 옵션을 설정한다.

③ Tools / Routing Options [ ]을 선택한 다. 오른쪽 그림과 같이 설정한다.

Routing Options에서 Routing 되는 변수 값을 조절할 수 있다. – Route Width, Routing Parameter(자동배선을 위한), Routing Angle, On Line Design Rule Check, Push Aside, Active-45도 Routing…등

적어도 On Line DRC, Angled Autorouting, Angle 45 Degree, Active-45 Degree Routing 와 Automatic Pour는 Express에서 사용할 수 있다.

배선은 manual routing [ ] 와 Item Focus [ ]를 선택해서 실행할 수 있다.

Activ-45 Degree 기능의 편리성과 Bottom Elec면의 Automatic Pour 기능을 실행해 보자

④ 배선이 시작될 Layer를 Top Elec[ ] 또는 Bottom Elec [ ]변경 할 수 있다. (캐드스타 화면 아랫단에 Top Elec 위에 커서를 위치시키고 마우스를 클릭하고 Current Layer를 작업할 Layer로 변경하면 된다.)

⑤ Routing 을 하는 동안 오른쪽 마우스버튼을 이용해 Via를 삽입하기 위해 Change Layer 를 선택한다.

⑥ Routing 하는 동안 배선의 굵기도 Optimal Width , Neck Width , 또는 Change Width (Assignment 의 Router Code 의 Min 과 Max 수치에 의해) 자유롭게 변경할 수 있다.

Automatic routing 기능을 이용해 배선할 수 있다.

(일반적으로 중요한 신호선들은 manual 또는 semi-auto routing을 이용해 배선한 후 나머지 신호선에 대해 자동 배선을 사용한다.)

⑦ Net Focus [ ]와 Auto-route[ ] 아이콘을 이용해 특정 신호를 선 택하거나 Board 내의 모든 신호를 선택하여 자동 배선할 수 있다.

⑧ Bottom Elec면의 Copper는 자동으로 생성되어 작업시간을 줄여준다.

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Bottom 면에 자동으로 생성된 Copper Pour 는 Step 2 - Design A의 배치 부분의 (4) 자동 Copper를 위한 Template 지정에서 설정해준 값에 의해 형성된다. (기구홀로 만든 Cutout 부 분의 자동으로 피해 Copper가 생성된다.)

Embedded Router에서 배선과 Copper 작업이 완성되었다면 PCB design 으로 돌아온다.

⑨ File / Exit Embedded Router [ ] 아이콘을 선택한다. 아래와 같은 대화상자가 뜨면 Yes 한다.

⑩ 아래 그림처럼 PCB Design에 작업한 내용이 적용된다.

⑪ 지금까지 작업한 파일을 Save [ ]한다.

⑫ 만일 지금까지 작업을 완료하지 못했을 경우 Example1d.pcb 을 Open 한다.

일반적인 배선 외에 중요한 신호선의 배선은 더 신중한 고려가 필요하다.

고급 사용자를 위해, 더 많은 Routing 기능과 High-Speed 기능 등을 설정할 수 있다.

다음 작업할 내용은 PCB Design 의 마지막 단계이다.

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Step 4 - Design A의 출력

현단계에서 작업할 내용은 PCB 제조를 위해 (Gerber, N.C.Drill, Parts List, 좌표데이타)등 을 생성할 수 있다.

① File / Manufacturing Export / Batch Process 메뉴나 Batch Process 아이콘[ ]을 선택한다.

② Batch Process 대화상자에서 Open 을 선택하고 Manufacturing Output 2 Layer.ppf 열기한다.

③ Start 한다.

post-process에 생성하고자 하는 레이어의 행을 쉽게 추가할 수 있다. 이 디자인은 2층 보 드 이므로 생성될 층은 Top Elec, Bottom Elec , Top Solder Mask, Bottom Solder Mask ,Top Silk Screen 등이다. 이러한 data들은 RS274-X 형식으로 출력되며 Drill Data Plated & Non-Plated는 Excellon format으로 생성한다.

그 외 Partlist와 좌표 데이타가 제조에 필요할 수도 있다. 모든 거버 데이터는 Output 디렉 토리에 저장된다.

또한 제조 공정에 필요한 data를 만드는데 도움을 줄 수 있도록 Dimensions, Snap, Component Rename기능 등도 제공된다.

캐드스타 3D

완성된 캐드스타 PCB Design을 CADSTAR 3D로 체크할 수 있다.

캐드스타 3D는 STEPS AP203, AP214, ACIS, STL형식의 formats을 Import/Export할 수 있 으며 PCB 디자인의 3D 상태에서 PCB 디자인의 배치와 검증을 위한 최적의 솔루션을 사용 자에게 제공한다. 보드 외형을 바꾸고 부품 배치정보가 자연스럽게 Back Annotate 되며 다른 PCB 디자인과 Housing 을 Import 하여 이 모드를 조합하여 완벽한 Collision Check를 수행 한다.

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캐드스타 3D는 단지 뷰어가 아니며 http://www.cadstarworld.com/products_cadstar3d.asp 상에서 더 많은 정보를 확인할 수 있다.

z Design B

트랜지스터 Audio Amp(50 mW)

이번에 작업할 회로는 Transistor Audio Amplifier 이며 앞의 Design A와 같은 방식으로 진행할 것이다.

Step 1 - Schematic for Design B

(1) 부품 추가

① 회로도 디자인을 확인한다.

② 위 도면에서 사용된 부품정보를 확인하고 그 자료를 수집한다.

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③ 위 도면에 따르면 아래와 같은 부품들 사용되었다.

-2 x 2N3053 NPN 트랜지스터 -1 x 2N2905A PNP 트랜지스터 -2 x 1N4148 다이오드

-2 x 3.3 Ohm 저항(3E3-MRS25-1%) -1 x 22 Ohm 저항(22E-MRS25-1%) -1 x 470 Ohm 저항(470E-MRS25-1%) -1 x 1.5 kOhm 저항(1K5-MRS25-1%) -1 x 5.6 kOhm 저항 (5k6-MRS25-1%) -1 x 47uF/10V 전해 Cap (47uF-10V-EC) -1 x 1000uF/50V 전해Cap (1000uF-10V-EC)

-5 x SOLDEREYE-1MM (Input, Speaker, 9V 공급을 위한 커넥터)

④ File / New [ ]메뉴를 선택하고 상단의 Schematic Design 버튼을 클릭하고 Form

A1[ ] 을 선택한다.

⑤ 캐드스타 화면 왼쪽에 있는 Workspace 상의 Libraries 버튼을 클릭한 후 부품을 찾는다.

[ ]

⑥ 부품을 회로에 배치한다.

(2) Connection 연결

① Add Connection[ ]아이콘을 이용해 각 신호를 연결한다.

② Power & GND 신호는 Item Properties 아이콘을 선택한 후 다이알로그 오른쪽 하단의 Net 버튼을 눌러 Net Route Code를 변경한다.

③ File / Save[ ]를 이용해 디자인파일을 저장한다.

④ File / Print [ ] 메뉴를 선택해 디자인을 인쇄한다.

(3) PCB로의 전환

완성된 회로를 PCB 디자인으로 전환하기 위해

① File / Transfer to PCB 메뉴를 선택하고 PCB technology 는 2 layer 1.6mm.pcb로 설정 하고 OK를 누른다.

만약 회로를 완성하지 않았다면 Example2.scm 연다.

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Step 2 - Design B의 부품 배치

회로도를 PCB 디자인으로 전환한 후 부품을 배치하고 정렬한다. 이때 고정된 위치에 존재하 는 부품들이나 중요한 부품들은 먼저 배치해야 한다.

(1) Board 생성

① Grid와 단위는 25 thou(mil)로 설정하는 것이 좋다.

② Add Shape Default [ ]아이콘을 선택하고 Type은 Board를 선택하고 OK를 누른다.

③ [ ]Rectangle 아이콘을 선택해 Size 2000 x 1500 thou의 보드를 그린다.

만약 보드외각라인을 그리지 못했을 경우 Example2a.pcb을 연다.

(2) 부품 배치

① Actions, / Placement / Arrange Components [ ] 이용해 보드외각으로 부품을 분산시 킨다.

② 다음을 참고하여 VCC9V, INPUT, INPUTGND, SPK와 SPKGND는 수동으로 보드 안에 배치한다.

VCC9V 는 X – 150, Y – 150 에 배치한다.

INPUTGND 는 X – 150, Y – 1050 에 배치한다.

INPUT 은 X – 150, Y – 1350 에 배치한다.

SPK 는 X – 1850, Y – 1350 에 배치한다.

SPKGND 는 X – 1850, Y – 1050 에 배치한다.

③ 만약 필요하다면 회로도와의 Cross-probe 기능을 활용한다.

④ Actions / Placement / Automatic Placement [ ] 을 이용해 나머지 부품을 배치한다.

완성되지 못했다면 Example2b.pcb 파일을 연다.

(3) 자동 Copper를 위한 Template 지정

① 보드외각라인 을 클릭하고 Actions / Duplicate Shape [ ]이용해 Top 면과 bottom에 Template 선을 생성한다. Template에 지정할 Signal Name은 AGND로 설정한다.

Template를 생성하지 않았을 경우 Example2c.pcb 파일을 연다.

② Tools / Embedded Router [ ]로 전환한다.

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Step 3 - Design B의 Routing(배선)

PCB 디자인의 마지막 작업으로 다음과 같은 기능들을 사용하여 완성한다.

Manually route [ ] 와 Item Focus [ ]등을 이용해 중요한 신호선을 배선한다.

Automatically route[ ]와 Net Focus [ ]을 이용해 나머지 모든 신호선의 배선을 완료한다.

① Template 안에 Copper를 자동 생성한다.

② File / Exit Embedded Router [ ]메뉴를 이용해 PCB Design으로 나온다.

만약 배선을 완료하지 않았을 경우 Example2d.pcb 파일을 연다.

배치와 배선이 완료된 디자인 B

Step 4 - Design B의 출력

Design A의 Step 4를 기준으로 거버데이타를 생성한다.

완성된 캐드스타 PCB Design을 CADSTAR 3D로 체크할 수 있다.

캐드스타 3D는 STEPS AP203, AP214, ACIS, STL형식의 formats을 Import/Export할 수 있 으며 PCB 디자인의 3D 상태에서 PCB 디자인의 배치와 검증을 위한 최적의 솔루션을 사용 자에게 제공한다.

보드 외각을 교체하거나 다른 PCB Design 또는 Housings을 import하고 부품 배치 정보가 자연스럽게 Back Annotatㄷ 된다. 이러한 정보들을 모두 통합하여 3D를 만들고 완벽한 collision check 실행하여 몸체간의 충돌여부를 점검할 수 있다.

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캐드스타 3D는 단지 뷰어가 아니며 http://www.cadstarworld.com/products_cadstar3d.asp 상에서 더 많은 정보를 확인할 수 있다.

z Design C (Place & Route Editor)

많은 기능을 필요로 하는 복잡한 디자인을 작업하는 사용자를 위해 P.R.Editor XR2000 을 이 용해 Design C 을 실행하기로 한다.

하나의 환경에서 배치와 배선기능을 수행할 수 있는 P.R.Editor XR에서 제공되는 더 많은 강 력한 기능을 이용해 배선과 배치를 빠르게 수행할 수 있다.

Design A와 Design B의 배선을 위해 Embedded Router에서 실행했던 모든 기능들이 P.R.Editor XR2000에서도 실행할 수 있다.

Step 1 - Schematic for Design C

작업을 빠르게 하기 위해 완성된 회로도 디자인을 제공한다.

① File / Open을 선택해 제공된 Example3.scm 파일을 연다.

② File / Transfer to PCB 메뉴를 선택하고 PCB Technology 영역에서 Eurocard- 160x100.pcb를 선택하고 OK 한다.

만약 이 작업을 실행하지 않았을 경우 Example3a.pcb 파일을 연다.

Step 2 - Design C의 부품 배치 및 Gate Swap

(1) 부품 배치

P.R.Editor XR 2000으로 전환하기 전 Board 안에 부품을 대충 배치한다.

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① 보드 중앙 왼쪽에서부터 U1, U2, U3를 차례로 배치한다. 이때 IC의 1번 Pin이 위쪽으로 오도록 Rotate 아이콘을 이용한다.

SMD 부품은 Board의 Top 면이나 Bottom 면에 배치할 수 있다.

② C1을 선택한다.(선택하는 방법은 다양하다. 단순히 키보드로 C1을 입력하고 엔터를 누르 거나 왼쪽의 Workspace 창의 Current Design 버튼을 눌러 Component의 목록 상에서 선택할 수도 있다.)

③ Move 아이콘을 눌러 C1을 이동한다. 이 때 마우스 오른쪽 버튼을 눌러 나타난 메뉴 목 록에서 Mirror[ ]를 선택한다. 나머지 Capacitor도 Mirror 기능을 이용해 Board의 Bottom 면에 배치한다.

Note : Bottom 면에 배치된 부품은 색상을 통해 쉽게 확인할 수 있다. 만약 이 과정을 완성 하지 못했다면 Example3b.pcb 파일을 연다.

(2) Gate and Pin Swap

U1 과 U2 사이의 Connection 이 서로 꼬여 연결되어 있다.

이것을 해결하기 위해 (부품의 특성이 Gate와 Pin에 연결된 정보를 서로 변경하여 사용해도 된다면)

① Action / Gate and Pin Swap / Automatic Gate and Pin Swap 메뉴를[ ] 선택하고 다이 알로그 상의 Start 버튼을 누른다.

디자인을 저장할 때, 수행된 Gate and Pins swap 정보를 저장하는 *.rin 파일을 자동 생성한 다. 자동 생성된 *.rin 파일을 이용해 변경된 Gate and Pin Swap 정보를 Schematic Design 에 적용할 수 있다.

만약 Gate and Pin swap 을 실행하지 않았다면 Example3c.pcb 파일을 연다.

② Example3.scm 회로도 디자인 파일을 연다.

③ File / Back Annotation [ ] 메뉴를 선택하여 Self Teach 디렉토리에 있는 Example3.rin 파일을 선택하고 OK 한다.

디자인 파일을 저장한 후 반드시 back annotation file(~.rin)은 삭제해야 한다.

(3) P.R.Editor XR로의 전환

① 다시 Example3c.pcb 파일을 Open 한 후 Tools / P.R.Editor XR 메뉴를[ ] 선택한다.

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P.R.Editor로 전환 될 때 RIF Export 옵션 창이 자동으로 나타난다. Write Jumpers from Library 가 선택해제 되었는지 확인한다.

Step 3 - Design C의 배선

(1) Routing Option 설정

P.R.Editor XR로 화면이 전환되었다. 배치나 배선을 수행하기 전 Routing Option을 설정해야 한다. 특히 Routing Option은 배선을 진행하는데 중요한 변수로 작용한다.

① Configure / Routing / Routing Tool (또는 Ctrl+T) 메 뉴를 다음과 같이 설정한다.

Copper 가 자동으로 Pour 되는 것을 원치 않으면 선 택 해제 한다. 배선이 Push 되는 것을 원치 않으면 Push Aside 를 선택 해제 하거나 Push aside 되는 배선의 수를 줄이기 위해서는 Effort 를 줄이면 된다.

(2) Placement Option 설정 및 배치

① P.R. Editor XR은 배선 뿐 아니라 Design Editor 로 되돌아가지 않고서도 부품배치를 변경 할 수 있다.

배치를 시작하기전에 Interactive Move 와 Push Aside 옵션을 Check 하는것이 좋다.

부품 배치 설정을 조정하기 위해 메뉴바에서 Configure -> Interactive Move 의 적당한 조정 이 필요하다.

배치 전 Placement Options 설정도 매우 중요하다.

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② Configure / Placement / Push Aside 메뉴를 선택한 후 오른쪽 그림과 같이 설정한다.

③ Component 부품을 선택하고 Move[ ] 한다. 이 때 다른 부품 가까이로 근접시키면 기존의 부품이 밀리거나 공간이 충분하다면 기존의 부품을 건너 뛰어 배치된다.

또한 Placement / Swap[ ]을 이용해 부품을 보드의 다른 면(Bottom, Top)으로 배치하거 나 Placement / Rotate[ ]을 이용해 부품을 회전 시킨다.

(3) Stub Routing (Powerplane)

지금 작업하고 있는 보드는 2개의 Power Plane으로 설정된 GND와 VCC를 포함하여 4 Layer로 설정된 디자인 이다.

먼저 이러한 Powerplane 신호인 GND와 VCC신호에 대해 Stub routing을 수행한다.

① Whole Net Mode[ ] 아이콘을 선택한다.

② Auto route [ ] 아이콘을 선택한 후 GND 신호를 선택한다. (VCC 신호도 같은 방식으 로 배선)

Note : Function Key F5 와 F6을 사용하면 Layer 를 Top 에서 Bottom 으로 스크롤 할 수 있다.

(4) Footprint

다음은 Footprint 생성한다. Footprint는 SMD 부품에 적용될 수 있는 Route 형태이다.

Footprint는 SMD Pad에서 breakout 형태로 Pattern을 만든다. 이러한 Footprint는 내층으로 빠르게 배선을 진행할 수 있도록 하며 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 한다.

Footprints는 BGAs, QFP, SO-IC Type의 부품에 쉽게 재사용 될 수 있다.

Note : 만약 footprint 툴바가 보이지 않으면 View -> Toolbars -> Footprint를 선택한다.

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① Footprint 생성하기 전에 Configure / Routing / Footprints 메뉴를 선택하여 오른쫃 그림과 같은 변수 로 설정한다.

② Routing / Footprint / Auto [ ] 메뉴를 선택한다. 부 품 U2 주변 전체를 드래그하여 선택하거나 Pad를 여러 개 선택한다.

③ Y-Mirror[ ] 메뉴를 선택하거나 다른 메뉴를 선택하 여(Rotate Footprint와 같은) 생성된 Footprint의 PAD 를 클릭한다.

생성된 Footprint가 선택한 메뉴에 따라 수정되어진다.

④ Routing / Footprint / Save [ ] 메뉴를 선택한 후 Footprint 가 생성된 Pad 주변을 드 래그한 후 파일 이름을 so20-l.fpt로 지정하여 저장한다.

이렇게 저장된 Footprint 정보는 다른 디자인에서 사용할 수 있다.

저장된 Footprint를 사용하기 위해

⑤ U3 부분을 확대한다.

⑥ Routing / Footprint / Create Exit Directions[ ] 메뉴를 선택한다. 부품 U3 주변 전체 를 드래그하여 선택한 후 나타난 목록에서 저장된 so20-l.ftp 파일을 선택한다.

저장된 Footprint를 다른 부품에 적용하였다.

(5) Trunk Routing

① 다음 연습을 위해 Design Editor에서 Example3d.pcb를 열고 Tools -> P.R.Editor XR 을 선택하여 P.R.Editor XR로 이동한다.

P.R.Editor XR은 뛰어난 자동배선 기술을 이용하여 단계별로 설계를 마칠 수 있게 도와줄 것 이다. Trunk Routing은 Data 와 Address Line을 보다 쉽게 작업할 수 있게 도와줄 것이다.

Trunk Routing 이란?

Trunk Routing은 가능한 한 최소의 노력과 직관적인 방법으로 주어진 Signal의 묶음을 한번 에 배선할 수 있는 Trunk object라는 새로운 개념을 도입하였다.

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② Trink 배선이 될 connection의 선택

Bus와 Address Line은 회로도 디자인 (Example3.scm에서 했던)에서 미리 설계되어 PCB 를 거쳐 P.R.Editor XR로 변환될 수 있다. Bus (Trunk)는 Manual Route 를 선택하기 전에 Bus marker 부분을 확대하여 Bus marker를 선택 할 수 있다.

Trunk 배선을 하는 다른 방법은 Manual Route 을 선택하기 전에 Bus marker로 표시되어있는 Pad 들 중에서 하나를 더블 클릭 하면 된다. Note : Mark 된 모든 Pad들이 선택 될 것이다.

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Bus marker가 보이지 않을 경우 Trunk배선을 시 작하려면 Manual Route 을 선택하기 전에 Pad 주위를 드래그하여 Multiple selection을 해도 된 다.

Trunk배선을 하기 전에 Trunk Options을 Check한다.

메뉴바에서 Config -> Routing -> Trunking을 선택한 다.

③ 같은 Layer에서 간단한 Trunk Manual 배선 배선작업을 도와 주기위해 snap axes와 Trunk end routing영역이, Trunk배선을 하는 Pin의 Target 주위 의 화면에 그려진다. 각각의 배선 끝부분에 교차되는 Connection을 최소화 하기 위해, target Pin에 최적의 각도를 보여주는 Twist Arrows가 화면에 보여질 것이 다. 또한 커서의 끝에 다이나믹하게 나타나는 Gather Point도 볼 수 있을 것이다. Gather Point는 나란히 나 타나는 배선의 모두를 하나의 Object로 취급하게 되는 Trunk의 시작을 지정한다.

Trunk 배선을 시작하려면 원하는 지점에 왼쪽마우스

버튼을 클릭하여 Gather Point를 놓으면 된다. 화면에 마우스를 이동하면 Trunk Segment가 커서 위치를 따라 나타난다. 추가되는 trunk Segment를 확인하기위해 왼쪽 마우스 버튼을 사 용한다. 왼쪽 마우스를 클릭한 다음에 다른 방향을 바꿔서 커서를 움직이면 코너를 추가 할 수 있다.

Note : trunk Routing을 하는 동안 여러 가지 형태의 코너를 추가 할 수 있다. 이것은 오른쪽 마우스를 눌러 나타나는 메뉴를 사용하여 바꿀 수 있다.

원하는 Trunk 배선이 추가되면 여러 가지 방법으로 Trunk 배선을 끝낼 수 있다.

마지막으로 추가된 코너 위치에서 Trunk 배선을 끝내는데는 ‘Escape’ Key 나 오른쪽 마우스 를 눌러 나타나는 메뉴 중에서 Cancel 옵션을 사용한다.

Trunk Option 다이알로그에서 ‘Single Click Finish on Snap Line’ 옵션을 선택 하면 snap axis 위에서 한번만 클릭하여 Trunk 배선을 마칠 수도 있다. 메뉴바에서 Config -> Routing -> Trunking을 선택하는 것을 기억한다.

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기존에 추가된 Trunk에서 Trunk 배선을 다시 시작하는 것도 가능하다. 이것은 Manual Route 을 선택한 다음 화면에서 Trunk를 선택 하거나 이미 선택된 Trunk 아이템을 Manual Route 로 선택 하면 쉽게 할 수 있다.

Note : ‘Backspace’ Key 또한 시도해 보자. (바로 이전의 아이템을 제거하기 위해)

Trunk 배선을 하는 동안 Trunk 그룹에서는 각각의 끝부분에서 교차되는 Connection의 수를 최소화 하기 위하여 다이나믹하게 재배열된다. 이것은 각각의 끝부분의 배선을 최적으로 할 수 있게 한다. 이 옵션은 Trunk Options 다이알로그에서 Minimise Crossed Connection 셋팅 을 사용하여 할 수 있다.

④ Trunk 배선 도중 Via 추가하기

Trunk Router를 사용하는 도중 Trunk Via 패턴을 사용하려면 왼쪽 마우스 바튼을 더블클 릭 하거나 오른쪽 마우스 버튼을 눌러 나타나는 메뉴에서 Layer 옵션을 사용하여 다른 Layer를 선택 한다. 또한 Trunk 배선을 하는 도중에 오른쪽 마우스를 눌러 나타나는 메뉴를 사용하여 기 정의된 여러 가지의 Trunk Via pattern style을 변경하거나 ‘Tab’ Key 를 눌러서 기 정의된 Trunk 패턴 안에서 선택할 수 있다.

⑤ Trunk와 Via 패턴의 매뉴얼 재배열

Trunk의 구성을 selection preview를 사용하여 Trunk안의 단일 트랙을 매뉴얼 선택한 다음 매뉴얼로 재배열하는 것이 가능 하다. ‘Shift’ Key 를 누른채로 왼쪽 마우스 버튼을 누른다.

‘Tab’ Key 를 눌러 다른 항목을 선택하는 것도 가능하다. ‘Tab’ Key 를 누를 때마다 다음 항 목이 눌려지며 하일라이트 된다. 이트랙을 trunk 안에서 다른 위치로 개별적으로 드래그할 수 있다.

⑥ 매뉴얼 trunk End Routing

Trunk 끝 부분의 Connection을 인터랙티브 하게 배선하기 위해 매뉴얼과 Active-45 Router를 사용 할 수 있다. 필요하면 배선하 는 도중 계속해서 trunk의 재배열을 할 수 있다.

⑦ 자동 Trunk End Routing

Trunk 배선을 하면서 Trunk End router를 사용하여 Trunk의 끝부분을 자동으로 배선 할 수 있다. Trunk End Routing target 영역 안의 모든 trunk 끝부분의 배선을 시작 한 다. 메뉴바에서 Config -> Routing ->

Trunking 을 선택하고 오른쪽 예와 같이 셋 팅 되었는지 확인한다.

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어떤 경우에는 디자인에 추가된 trunk Object를 분해하여 일반 트랙으로 바꿀 필요가 있다.

예를 들면, Bus의 Segment를 트랙으로 분리하여 다른 영역에 Bus를 배선할 수 있다. 이렇게 하기 위하여 먼저 분해하려는 trunk 아이템을 선택하는 것이 필요하다. 오른쪽 마우스 버튼을 눌러 나타나는 메뉴에서 Decompose 옵션을 선택한다. Trunk가 트랙으로 분해 되어도 이들 항목을 묶어서 Trunk로 되돌리는 것도 가능하다.

Trunk Routing, Manual과 active-45 Router를 사용하여 Connection의 끝부분을 배선하고 Board를 완성한다.

여기까지 완성하지 못했다면 저장하지말고 P.R.Editor XR을 빠져나가서 Design editor로 자 동으로 돌아가면 Example3e.pcb를 열어본다.

(6) Autorouter

① 다음 작업을 진행하기 위해 Design Editor 상에서 Example3f.pcb 파일을 연다. 그런 후 Tools / P.R.Editor XR[ ] 메뉴를 이용해 P.R.Editor XR로 전환한다.

Routing을 하기 전에 Routing Tool Options(CTRL+T)을 설정해야 한다. Routing Tool Option 을 설정하는 것은 Routing이 진행되기 전 중 요한 변수로 작용된다.

② Configure /Routing /Routing Tool 메뉴를 선택해 오른쪽 예와 같이 설정한다.

Note : 에러를 허용하지만 Effort 10 값을 주어 어떤 errors도 남아있지 않을 때 까지 routing을 계속하게 된다.

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③ Routing / Autoroute 메뉴[ ]를 선택한다. Autorouter를 수행하고자 하는 영역을 선 택한다. 예를 들어 Board 전체를 선택하거나 디자인의 일부를 선택한다.

모든 Routing이 완료되면 Router는 자동으로 멈춘다.

(8) Smoothing

보다 최적의 Routing을 만들기 위해 배선을 정리 정돈 할 수 있는 Smoothing 기능을 실행해야 한다.

① Configure / Routing /Routing Tool (Ctrl + T) 메뉴 를 선택한다. 오른쪽 예와 같이 설정한다.

② Routing / Autoroute 메뉴[ ]를 선택한다.

Smoothing을 수행하고자 하는 영역을 선택한다. 이 디자인에서는 Routing이 완료된 부분을 드래그하여 선택한다.

Note : Smoothing 실행 후 Via와 Segments의 수가 감소한 것을 알 수 있다.

만약 앞의 과정들을 완료하지 못했을 경우, 저장하지 말고 P.R.Editor XR을 빠져나가면 자동 으로 Design Editor로 되돌아 간다. 다음 단계를 수행해 보기 위해 Design Editor 상에서 배 선이 완료된 Example3g.pcb 파일을 열어 사용한다.

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(9) Testpoint

배선이 완료된 모든 Node에 Testpoint를 하나씩(또는 가능한 한 많이) 자동으로 생성해 줄 수 있다.

Testpoint를 생성하기 전 Testpoint가 생성 될 변수를 설정하기 위해

① Configure / Routing / Testpoints 메뉴를 선택하여 다음과 같이 설정한다.

(Layers 영역에서 Bottom Elec을 선택 했는지 확인한다.)

② Select / All 메뉴를 선택한다.

화면에 디자인의 모든 내용이 하일라이트 된다.

③ Routing / Testpoint / Allocate 메뉴를 실행한다.

Testpoint 자동으로 생성된다.

④ Utilities / Reports / Testpoints 메뉴를 실행하면 아래와 같은 Report 파일이 생 성된다.

Note : 위 과정을 통해 배선을 완료했다면 File / Exit 메뉴를 선택하여 P.R.Exitor XR를 빠져 나온다.

만약 Testpoint 생성을 완료하지 못했을 경우 Example3h.pcb 파일을 연다.

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Step 4 - Design C의 출력

필요하다면 작업한 디자인 파일의 PCB 제작을 위해 Gerber 파일을 생성한다.

이것으로 회로도와 PCB 디자인에 대한 설계를 마쳤고 P.R.Editor XR2000에 대한 몇 가지 기능을 실행해 보았다.

캐드스타 P.R.Editor XR 의 모델별 기능 비교표를 보려면 아래를 클릭한다.

http://www.cadstarworld.com/products_routing_matrix.asp

z Design D (단면보 드 설계)

Transistor Audio Amp (50 mW)

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Design D 의 정보 – Transistor Audio Amplifier

Design D 는 Design B (little audio amplifier) 와 같은 회로도를 사용한다. 단, 이번경우에는 단 면으로 설계하고, 배선작업을 하면서 Jumper를 어떻게 추가하는지를 보여줄 것이다. jumper는 두 개의 배선을 연결하는 브리지로 사용된다. 여기에서의 Jumper는 non-functional jumper이고 회 로도에서는 나타나지 않는 경우를 다룰 것이다. 이 작업을 하기 위한 몇 가지 팁을 줄 것이며 순 서는 앞 예제와 동일하다.

제 1 단계 – Design D

① Example2.scm을 열고 File -> Transfer to PCB에서 PCB technology로 ‘1 layer 1.6mm.pcb’를 선택하여 회로도를 PCB로 변환 시킨다. 이 default technology file은 기본으 로 제공되는 파일이며, 이 내용을 살펴보면 같은 라이브러리를 사용하더라도 Solder-pads가 더 커지고 배선 굵기도 더 굵어지며 spacing값도 더 크게 지정되어있음을 알 수 있을 것이다.

제 2 단계 – Design D 의 PCB 배치

이제 PCB로 변환된 부품을 배치할 수 있다. 다음에서 PCB 배치를 완성하기위한 몇 가지 중요한 점들을 얘기할 것이다. 만약 이 과정이 필요하지 않으면 제 2 단계 J 과정으로 바로 가도 된다.

단면 Board 설계에서는 Connection이 서로 교차되지 않게 잘 배치하는 것이 가장 중요하다. 그 러므로 이 과정에서 시간이 많이 소요된다. 만약 100 % 배선이 완료되지 않더라도, P.R.Editor에 서 Via를 추가하는 것처럼 Junper를 추가할 수 있기 때문에 걱정하지 않아도 된다.

① Unit 와 Grid를 확인하여 변경한다. (25mil이 적당하다.)

② Shape Default 에서 Board를 선택한다.

③ Board 외형을 그린다. ( 크기는 2000 x 1500 thou) Board 외형이 완성하지 못했다면 Example4a.pcb 를 열어 사용하면 된다.

④ Board 외형 주위에 부품을 분리 배치한다.

⑤ Board 안에 중요한 부품들은 수동으로 배치한다.

VCC9V 는 X – 150, Y – 150에 배치한다.

INPUTGND 는 X – 150, Y – 1050에 배치한다.

INPUT 는 X – 150, Y – 1350에 배치한다.

SPK 는 X – 1850, Y – 1350에 배치한다.

SPKGND 는 X – 1850, Y – 1050에 배치한다.

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⑥ VCC9V, INPUTGND, SPK 그리고 SPKGND를 그 위치에 고정시킨다.

⑦ 필요하면 회로도와 PCB를 동시에 띄워놓고 교차확인 해본다.

⑧ 다른 부품들은 자동 배치 한다. 만약 배치를 완성하지 못했다면 Example4b.pcb를 열어 사용하면 된다.

⑨ 배선작업을 하기전에 Library -> PCB Components -> Jumpers를 확인한다. P.R.Editor 에서 배선작업도중 바로 선택하여 사용할 수 있게 몇 개의 Jumper를 미리 생성해 놓았다.

⑩ Example4b.pcb를 열어 Tools -> Preditor XR 을 선택하여 P.R.Editor XR2000으로 이 동한다.

제 3 단계 – Design D 의 배선

이제 PCB 설계의 마지막 단계이다. 간단하게 다음의 단 계를 따라 하면 PCB 디자인이 예상보다 빨리 완성될 것 이다. P.R.Editor로 변환 할 때 RIF Export Option 창이 자동으로 나타난다. 여기에서 Write Jumpers from Library 가 체크되어 있는지 확인한다.

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① 이제 P.R.Editor XR 환경에 있을 것이다. 배선작업을 시작하기 전에 Routing Tool 옵션을 확인하는 것을 권 장한다. 배선을 하기 전에 Routing Option의 셋팅상태 는 매우 중요하다. 메뉴바에서 Configure -> Routing -

> Routing Tool을 선택한다. (또는 CTRL-T를 사용한 다.) 셋팅상태가 오른쪽 예와 같은지 확인한다. Copper 가 자동으로 Pour 되는 것을 원치 않으면 선택 해제한 다. 또한 배선이 Push되는 것을 원치 않으면 Push Aside를 선택 해제하거나 Push 되는 배선의 수를 줄이 고 싶으면 Effort의 수를 줄인다.

Tip : 사용자 지정이 가능한 Function Key F5나 F6을 사용하여 Top에서 Bottom으로 스크롤하여 Layer를 이 동한다. 메뉴바에서 Layer를 선택하 고 Current Layer를 Bottom Elec 을 선택하고 OK 한다.

Note : 2개의 layer가 추가되었다.

(Top Jumper 와 Bottom Jumper)

② 아래의 예에서 보이는 것처럼 resistor R2 와 capacitor C2 사이의 net를 Solderside에 수동

배선 한다.

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③ 다음 단계에서 아래의 예에서 보이는 것처럼 resistor R2 와 transistor TR1 사이의 net를 Solderside에 수동배선

하면서 jumper를 추가할 것이다. Jumper의 첫번째 Pad를 추

가할 위치까지 배선을 하고 그 자리에서 더블클릭하여 Top Jumper를 선택한다. 그런 다음 Jumper의 두 번째 Pad를 추가할 위치로 커서를 이동한다. P.R.Editor는 화면에 기 정의된 Jumper의 Pitch를 나타내는 가는 선을 표시할 것이다. 다시 더블클릭하면 Jumper가 추가되 면서 배선작업을 계속할 수 있다. 라이브러리에 같은 Pitch로 정의된 Jumper가 하나이상 있 을 경우에만 기 정의된 Jumper의 목록이 나타날 것이다. 이것은 Via를 추가하는 것과 같이 쉽다.

이제 남은 Connection이 없어질 때까지, 필 요하면 Jumper를 추가하여 solder side의 모 든 connection을 배선한다.

④ 설계를 마쳤으면 메뉴바에서 File -> Exit를 선택한다.

⑤ 모든 배선과 Jumper가 PCB 디자인에 정확하게 나타난다. 일반적으로 Jumper는 ECO Update시에 없어지지 않으며 Parts List와 Placement Data에는 나타난다.

⑥ 디자인을 완성하지 못했다면 Example4d.pcb를 열어서 사용하면 된다.

배치와 배선이 완료된 디자인 D

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제 4 단계 – Design D 의 생산에 필요한 Data

이 단계에서는 디자인 A에서 했던 것처럼 PCB 제조에 필요한 Gerber, N.C.Drill, Parts List, Placement Data등을 생성 할 수 있다. 메뉴바에서 File -> Manufacturing Export -> Batch Process 를 선택하거나 Batch Process 아이콘 을 클릭한다. Batch Process 창 안에서 Open -> Manufacturing Outout 2 Layer.ppf (selftch 폴더 안에서 찾을 수 있다.)를 선택하고 START 한다.

출력하지 않을 열은 간단히 해제할 수 있 다.

이 디자인은 단면 PCB 이므로 Bottom Elec, Top Solder Mask, Bottom Solder Mask, Top Silkscreen을 생성하면 된다.

(모두 확장된 Gerber 형태인 RS274-X

format을 이용한다.) 이외에 Parts List, Placement Data, Drill Data (Excellon 형태로 Plated 와 Non-Plated 별도로) 등의 추가적인 Data 가 제조에 필요하다. 생성된 모든 Data 는 Output 폴더 에 저장된다.

혹시 ODB++ 형태의 출력 파일이 필요할 수도 있다. ODB++ 은 오늘날 가장 많이 사용되는 CAD / CAM data exchange 형식 중의 하나이다. 이 옵션에 의해 생성된 출력물은 별도의 프로그 램을 이용하여 그림으로 보는 것이 가능하다.

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z 결론

이 과정을 마친 후 어느 정도의 PCB Design의 기초를 터득했다. 향후에 더 복잡한 PCB Design을 캐드스타를 사용해 설계하고 있을 것이다.

CADSTAR Express는 부품50개 Pad수 최대 300 Pin 까지 설계가 가능하다.

CADSTAR Express 설치하기 위해 설치 실행 파일을 더블 클릭한 후 지시에 따라 설치할 수 있다.

가격이나 기타 기능 및 자세한 Demo를 원한다면 가까운 딜러에 문의를 하십시오.

캐드스타에는 회로와 PCB Design을 설계하는데 도움을 줄 수 있는 추가적인 Tools 들이 다 음과 같이 있다.

P.R.Editor XR2000/5000S or HS - High-Speed Circuit Design Routing (bus, stub, memory, track length, delay, differential pair, impedance controlled routing) & 배치

Rules by Area – 고밀도 Design 위한 applications EMC Adviser - EMC rule check on PCB layouts

Signal Integrity Verify - Post Simulation for reflection and cross-talk Variant Manager - One PCB – many different requirements

Design Viewer – 캐드스타 디자인 파일을 확인하는 프로그램 (무료로 다운로드 받을 수 있다.) CDSTAR 3D - Electro-Mechanical Checker

IDF Advanced 3D - MCAD와 PCB Design과의 인터페이스 Panelizing and CAM checks - before submitting to manufacturing Interface to Thermal Analysis software

Migration - from OrCAD schematics, PCB design & library to CADSTAR GENCAD Output

Gerber to CADSTAR Conversion

Docsymbol Generator (Import BMP, GIF, JPG, PNG) Schematic Symbol Rename

Signal Reference Annotation Drill Symbol Creation

CADSTAR Schematics to PSpice Interface Microstrip Routing Option for CADSTAR MRP Interface for CADSTAR

참조

관련 문서