6월 27일
지난번 그렸던 pcb 회로도는 두 가지가 있었다. 수동으로 그린 뒤 DRC로 15개의 에러가 잡히는 것과 route automatic 기능을 사용해본 것.
그에 대한 피드백이다.
-자동배선 기능은 사용하지 말 것.
배선은 될 지언정 작동하지 않는 경우가 있다고 한다.
-rats net이 가로로 향할 때는 top으로 배선하고, 세로로 향할 때는 bottom으로 배선하자.
꼭 따라야할 것은 아니지만 이렇게 구분하면 배선이 덜 꼬이고 상황에 따라 via를 줄일 수 있다.
-ground의 경우 보여지는 rats net을 따르지 않고 근처의 다른 ground를 통해 우회해도 문제가 되지 않는다.
-양면 pcb의 경우 shape > rectangular를 통해 추가적으로 동판Copper area을 두는데 이 동판을 통해 ground를 연결해 접지가 가능하므로 배선을 따로 하지 않아도 된다.
ground를 배선한 뒤 이에 관한 부분을 설명해주셨으므로 ground 배선을 지워야 했는데, Delete > options > clines, vias 체크 > find로 넘어감 > find by name > net을 고르고 more에서 gnd 선택 > 마우스 클릭하면 배선이 사라짐
-위와 같은 이유로 다층 pcb의 경우에는 ground 뿐만 아니라 Vcc도 배선하지 않아도 된다.
-부품 배치가 다 끝나고 배선만 할 경우, color192 > layers > package geometry에서 place_bound_bottom, place_bound_top은 꺼도 된다. 보기 편하다.
-배선을 하다 보니 뒤늦게 회로도 작성이 잘못됐음을 알았으면 OrCAD에서 회로도를 수정하고 net list를 작성해야 하는데 이때 input board file 항목에 최종적으로 저장한 brd file이 오게 하고, output board file도 같은 이름으로 설정하면 된다.
-pin 사이로 배선이 지나갈 때에는 constraints 설정을 생각해서 선이 하나만 지나가도록 해야 DRC에서 에러가 뜨지 않는다.
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배선이 끝나고 올바르게 배선이 됐는지 확인을 했다. check > design status
unrouted nets와 unrouted connections의 차이점은 nets는 연결 안 된 꼭짓점의 이름을 말하고 connections는 연결 안 된 모서리의 개수를 말한다. 예를 들어 nets는 GND라는 동일한 이름으로 여러 개가 존재한다. 여러 개의 ground가 배선이 안 된 상태여도 unrouted nets에서는 1개로 취급한다. 다만 unrouted connections에서는 연결 안 된 ground를 전부 셈한다.
위에서 잠깐 말했듯 동판 배치를 통해 ground를 연결한다. Shape > Global Dynamic Parameter > Shape fill에서 설정값을 건드리지는 않았는데 Dynamic fill이 smooth인 것만 짚고 가셨다.
Shape > Global Dynamic Parameter > void controls에서는 Artwork format을 봤는데 Gerber RS274X가 거버데이터의 포맷인 것만 짚고 가셨다. 나머지는 보기만 하고 넘어갔다.
그래서 동판을 추가하는 방법으로, Shape > Rectangular > Options;
Shape Fill에서 type을 Dynamic copper로 바꿈
Assign net name에서 dummy net이 아닌 Gnd로 바꿈
설정이 끝났으면 드래그하지 말고 클릭으로 직사각형을 만들면 된다.
pcb에 도포된 녹색 영역은 납땜이 잘 되지 않는다. 따라서 pin에 해당하는 부분은 도포되지 않아야 하는 이러한 영역을 구분짓는 걸 solder mask라고 한다. solder mask는 또한 thermal relief를 가지고 있다. 납땜이 잘되도록 설정하는 부분인데 설정에 따라 두 갈래에서 네 갈래까지 나온다. thermal relief trace가 얇으면 높은 온도가 오래 지속될 수 있고, 두껍다면 금방 열이 plane으로 방출되어 녹는점을 오래 유지할 수 없다. 따라서 납땜이 잘 되기 위해서는 적절한 두께를 지녀야 한다.
그라운드 동판은 노이즈 제거에 영향을 주므로 많을 수록 좋다. 이번 실습에선 4층짜리 다층 pcb였으므로 Top과 Bottom에도 동판을 추가해 총 3개의 ground 동판을 만들었다.
여기까지 진행됐으면 영역이 나뉘면서 고립된 영역island가 생긴다. 이는 Shape > Delete unconnected copper > Options에서 top bottom에서 각각 제거하면 된다. 아래는 그 결과다.
Check > Design Status 메뉴를 통해 에러를 확인할 수 있다. Out of date shapes에 빨간 불이 들어와있을 수 있으나 Update to Smooth를 진행하면 해결된다.
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오른쪽에서 Visibility를 선택해 Etch를 전부 끄면 동판과 관련된 항목이 사라지면서 outline과 reference가 잘 보인다. rotate와 move를 부품 근처로 적절히 이동시키면 된다.(move 상태에서 우클릭하면 rotate 가능, 처음 우클릭에서 spin을 통해서도 가능)
reference 위치와 각도를 조정했으면 check > elements를 통해 각 text가 어느 블록에 속해있는지를 본다.
Set up > Design Parameters > Text에서 블록에 맞게 Photo Width를 변경하면 글자가 굵어지며 가시성이 높아진다.
Add > Text > Options > Board Geometry > Silkscreen_Top으로 설정하고 커서를 pcb에 둬 글자를 새길 수 있다.
이때, 기본 설정인 etch로 진행하면 글자와 배선의 쇼트를 방지하기 위해 배선이 전부 흐트러질 수 있으니 주의해야 한다.
Bottom에 새길 때는 mirror를 체크하면 된다.
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마지막으로 PCB 발주 의뢰를 위해 Gerber data와 Drill dataㄹ르 생성할 필요가 있다. gerber data는 각 층과 대입되는 film data를 만드는 것과 같다.
모든 층에 동판Etch, pin, via만 나오는 필름은 자동으로 만들어진다. Top, Bottom의 silk만 나오는 film은 추가해줘야 한다.
Export > Gerber > General Paramters
Gerber RS274X, millimeter를 선택하고 Format은 Integer places 3, Decimal places 5로 하면 된다.
Export > Gerber > Film Control
Undefined lline width는 0.2로 하고 폴더를 우클릭해 add한다. etch는 층별로 자동으로 만들어져 있으니 추가해야 될 건 silk Top&Bottom, Soldermask Top&Bottom, Metalmask Top&Bottom이다. 그러나 metalmask는 pcb를 제작하기 위한 것이 아니고 pcb 조립을 위한 데이터라고 하여 실습에선 추가하지 않는다고 한다.
폴더를 추가했으면 속성에 맞게 color192에서 visiblility를 변경해야 한다.
geometry > board geometry의 outline은 공통으로 각 속성에 따라 아래 설정을 체크한다.
-Topsilk
geometry > board geometry > Silkscreen_top
geometry > package geometry > Silkscreen_Top
Components > Ref dos > Silkscreen_top
-Botsilk
geometry > board geometry > Silkscreen_Bottom
geometry > package geometry > Silkscreen_Bottom
-SoldermaskTop
geometry > board geometry > Soldermask_top
geometry > package geometry > Soldermask_Top
stack-up > Non-conductor > Pin > Soldermask_Top
-SoldermaskBottom
geometry > board geometry > Soldermask_bottom
geometry > package geometry > Soldermask_bottom
stack-up > Non-conductor > Pin > Soldermask_bottom
체크가 끝났으면 폴더를 우클릭해 Match display를 하면 된다.
이후 모든 폴더를 선택해 Create Artwork를 진행하면 된다.
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Drill data의 경우는 Manufacture > Customize Drill Table > Auto generable symbols, Manufacture > Create Drill Table > OK를 누르면 아마 회로도 근처에 표가 나타날 것이다.
Export > NC Paramters > Format 3과 5를 각각 쓰고 Output units를 Metric으로 선택한다. Export NC Drll > Drill하면 설정한 경로의 Drill data가 생성됨을 알 수 있다.
