안산드레아스

PCB 기술도 진화하면서 아래 사진과 같이 FPCB(Flexible PCB)가 등장하게 되었다. 주로 핸드폰, 노트북 같은 첨단 전자제품에 사용되며 반복적으로 접히고 펴지는 곳에 강한 설계가 되었다. 특히 힌지(Hinge) 부분에 주로 배선이 통과할 때 사용되며, FPCB는 진보된 PCB가 아닐까 생각한다.

OrCAD 17.2가 등장하면서, FPCB에 대한 지원이 강화되었다. 그러나 Cadence 튜터리얼에서 FPCB에 대한 내용은 보기가 힘들었다... 아니면 검색력이 부족한건지 모르겠다.

그래서 저 Arc가 있는 외곽선을 어떻게 만드는지 이것저것 만들어보며 포스팅한다.

먼저 아래와 같은 기본 Main PCB형상을 만들었다. 여기서 오른쪽으로 FPCB를 만들 예정이다. Cadence 데모버전에 보면 아래와 같은 형상을 볼 수 있다. 그래서 저렇게 만들어 보고자 한다. (Mechanical Mode로 보드 형상 만들기이다)

1. 먼저 좌표를 찍어 만드려고 아래와 같이 다각형상 그리기를 선택했고,16.6버전과 다르게 17.2 버전에서는 Outline을 Board Geometry - Design_Outline 으로 만들어야 한다.

(Design_outline을 써야 하는 이유 - 영어영상)

www.youtube.com/watch?v=xApXb3Fld5Y

필자가 그린 보드는 아래와 같이 command Line을 이용해 그렸다. (mm단위) (x : 절대좌표, ix/iy : 상대좌표)

x 0 0 => ix 83 => iy 83 => iy 45 => ix -6 =>iy 35 => ix -71 =>iy -35

=> ix -71 => iy -35 =>ix -6 => iy -45

2. Fine 창에서 Other segs 만 선택하여 외곽선만 선택할 수 있게 만든다.

3. 옵션창에서 Board Geometry Mode를 확인하고, Design_Outline으로 되어있는지 확인한다. (외곽선이므로)

   아래 Segment commands에서 Click했을 때 Add Notch 로 하겠다 하고 설정한다.

   그리고 아래 옵션에 반드시 Add Notch 의 각도를 90도로 설정했는지 확인한다. 

   (선택한 2개의 notch에서 위로 뻗어나갈 각도를 뜻함)

   원하는 만큼 오른쪽으로 쭉 빼준다.

4. 같은 방법으로 위로 Notch를 빼준다.

   이때 꼭지점부터 찍으면 Chamber/Fillet이 적용되므로 내측(1)부터 찍고 바깥쪽(2)을 찍는다. 그리고 위로 올린다.

5. 이제 Finish부분을 같은 방법으로 양쪽으로 늘린다.

   필자의 경우 Grid를 켜고 15칸씩 옮겼다. (클릭하여 commend 창에 ix -15 ix 15 방식으로 쳐도 된다)

6. 이제 코너부분에 Fillet을 줘서 아래 그림과 같이 곡선을 만들 것이다.

   옵션에서 Round 에 체크를 한다. (Fillet적용), 그리고 각도를 입력한다. 필자는 반지름 30의 Arc로 했다.

   ** 반드시 Set trim size by cursor를 해제해야 적용된다.

7. 클릭하여 다음과 같이 만든다.

   내각의 Arc가 15이면, 외각은 30이 되어야 비율이 맞게 된다.

8. 옵션 Arc를 5로 정해서 모서리 부분을 Fillet처리 해 주었다.

   그러면 위 Demo에서 나온 모양의 Outline을 유사하게 완성하게 된다.

완성된 모습.

< FPCB 관련 아래 참고 >

https://ansan-survivor.tistory.com/64

https://ansan-survivor.tistory.com/63

PCB보드를 만들면 자사의 회사 로고를 넣는 것을 많이 볼 수 있다.

아래 그림은 라즈베리파이 사의 보드 로고를 프린팅 한것이다.

보드에 로고를 넣는 방법을 알아 보겠다.

0. 반드시 시작할 때 "Mechanical symbol" 환경으로 시작한다.

1. PCB Editor Mechanical 으로 실행한다. File - import - logo

2.  .bmp 파일의 로고파일만을 불러올 수 있다.

3. 원하는 scale을 설정하고, import를 누른다. , 원하는 위치로 옮긴다.

* 로고를 배치할 때 bmp파일 대비 scale과 좌표를 조절할 수 있다.

배치 후 scale조절과 modify로 변경 가능하다.

(아래 영상 참고)

https://www.youtube.com/watch?v=tyAFDdjrvqQ 

아래영상을 참고하여 만듦

https://www.youtube.com/watch?v=ZylHu_OEP3w

우선 이 기능을 사용하기 위해서는 OrCAD PCB Professional 라이센스가 있어야 한다.

그러나 이중에 Dynamic 이라는 옵션을 사용하기 위해서는 Allegro PCB Designer 이상의 라이센스가 필요하다.

Dynamic옵션은, Teardrop또는 Tapered Trace를 사용한 후, 수정이 필요해 Slide를 통해 Trace의 방향을 바꿨을 때 자동으로 적용시켜주는 옵션인데, 이 옵션이 없으면 수정하고 다시 Teardrop또는 Tapered Trace를 적용시켜주어야 한다.

(옵션 장난질이 H모 자동차 같다......)

이 옵션 차이는 포스팅의 맨 아래쪽에 있다.

1.  Parameter 설정하기

    Route - Teardrop/Tapered Trace - Parameter

    제일 위에 있는 설정은 Teardrop을 활성화 시킬 Pad모양

    기본적으로 아래와 값이 default로 설정되어있다.

    옵션에서는 Teardrop(=fillet)과 Tapered Trace 두개로 나눠져 있다.

두개의 차이점은,

Teardrop은 Trace가 via나 pin에 연결될 때 그 경사각을 완만하게 만들어 주는 것이다.

Tapered Trace옵션은 Trace의 폭이 갑자기 줄어들 때, 그 각을 완만하게 만들어 주는 것이다.

2. teardrop(=fillet) 사용하기

    2-1.  Route - Teardrop/Tapered Trace - Add Teardrop

    FindFilter값 cline으로 설정 (net설정시 design파일 모든 net에 적용됨)

    cline을 Find로 선택했기 때문에, 하나의 Trace를 클릭했을 때, 양쪽 pin과 via에 아래와 같이 Teardrop이 생긴다.

    만약 Find를 Net로 선택하면 Design파일 모든 net에 위와 같은 Teardrop이 다 적용된다.

    2-2. Fillet각 조절하기 (완만하게 Trace와 연결)

     해당값을 바꾸면, 기존 90도의 각보다 더 길어지면서 Pad, Via와 Trace가 더 완만한 경사를 갖게 된다.

3.  Tapered Trace 사용하기

    3-1. 반드시 Tapered traces 체크박스를 활성화 시켜주어야 한다.

    3-2. Cline또는 Net를 선택하고 Trace 두께가 바뀌는 부분에 옵션사용

          (동일한 Net에 Trace가 급격이 변화되는 것을 완만하게 바꿔줌)

    3-3. 경사도 변경 테스트 (더 완만하게)

    3-4. 작은 경사도에 맞게 수정하기

        현재 저 두꺼운 Trace는 1mm 이다.

      이를 부드럽게 수정하기 위해서는 아래 Parameter값을 변경해야 한다.

      떨어지는 경사각을 완만하게 하기 위해서는 Desired angle을 최대한 아래로 낮추고,

       최대한 떨어지는 길이를 멀리 늘려놓아야 완만하게 할 수 있다. 

즉, 각을 완만하게 길게 빼고 싶다면,

Desired angle을 낮추고,

Max offset은 늘리고,

4. Dynamic 옵션사용

    위에서 언급했지만, 이 옵션을 사용하기 위해서는 Allegro PCB Designer 옵션이 필요하다.

Dynamic옵션은, Teardrop또는 Tapered Trace를 사용한 후, 수정이 필요해 Slide를 통해 Trace의 방향을 바꿨을 때 자동으로 적용시켜주는 옵션인데, 이 옵션이 없으면 수정하고 다시 Teardrop또는 Tapered Trace를 적용시켜주어야 한다.

OrCAD PCB Professional에서는 만약 아래와 같이 Routing을 수정하면, Teardrop이 사라진다.

Allegro PCB Designer 옵션에서 Dynamic을 활성화 하고 변경하면, 아래와 같이 어떤 위치로 변경해도 Teardrop이 따라다니게 된다.

<TIP> 만약 길이 상관없이 taper trace를 각도에 맞춰 사용하고 싶다면

         Max offset값을 크게 잡아둔다. 그리고 desired angle만 바꿔주면 된다.

teardrop 이 중요한 이유

1. impedance 감소

2. fabrication 과정에서 drill hole 마진 감소 (아래 영상 뒷부분 참고) 

www.youtube.com/watch?v=EGxKNp2ZQmA

(기능을 적용 한 후 Through Hole의 배선 부분)

< ** 추가 ** >

OrCAD PCB 17.4 최신버전의 hotfix에서는 새로운 Rule이 추가 되었다. (이전 버전 불가)

Teardrop의 Spacing Rule을  Via 또는 Pin Spacing에 맞출지?  Cline Spacing에 맞출지 토글 스위치로 변경할 수 있다.

테스트 Rule.

Shape과 Pin의 간격은 0.5mm

Shape과 Cline의 간격 0.3mm

1. Teardrop의 Spacing을 Pin/Via의 Spacing Rule에 맞출 때

2. Teardrop의 Spacing을 Cline의 Spacing Rule에 맞출 때

Rule을 변경하고 Shape의 "Update to Smooth"를 해주어야 변경이 적용된다.

Mentor Xpedition Layout에서의 Teardrop사용은 아래를 참고.

https://ansan-survivor.tistory.com/1838

아래와 같이 가이드 선이 꼬여있는 경우 부품 위치를 쉽게 바꿀수 있다.

1. 오른쪽 마우스 - placement Edit 으로 모드 변경

2. 부품 선택하면 저렇게 이동할 수 있는 상태가 되는데, Oops를 눌러서 취소한다. 그러면 그 부품만 Highlight가 된다.

3. (부품위에서) 오른쪽마우스 - Swap components , 그리고 바꾸고자 하는 부품 선택

 결과.

반복적으로 수평하게 있는 배선을 한번에 하기.

일일이 하나씩 그리는 것은 힘든 배선이 될것이다.

1. 위에 배선마크 클릭

2. Find 에서 Rat(파랑 가이드라인) 만 선택하도록 필터링

3. 연결하고자 하는 부위 드래그, 오른쪽마우스 클릭 - Finish

 Region Constraint 내에서 Pin과 Pin 사이 간격

Region Constraint 내 Region내 Pattern 두께 (Differential Pair)

아래 youtube를 참고.

https://www.youtube.com/watch?v=Jz5EZjfljK8

만약 변환할 때 아래와 같은 오류가 발생하면 아래 포스팅 참고.

 Reading PADS ASCII file header

 PARSE ERROR: Unrecongnized format in header line of input file

https://ansan-survivor.tistory.com/254

Cadence에서 올린 변환하는 방법에 대한 공식적인 가이드 라인이다. (영문자료)

Cadence 참고 가이드

아래 Youtube 동영상 참고.

(회로도 변환)

Altium -> OrCAD Capture

https://www.youtube.com/watch?v=4UxJcxxfB7k 

(PCB변환)

Altium -> OrCAD PCB Editor

https://www.youtube.com/watch?v=W9_okCz35Fw

아래 자료는 OrCAD에서 만든 Schematic을 알티움으로 import하는 것이다.

https://blog.naver.com/engincubating/221381403360