Altium Designer에서 회로도를 통해 PCB 레이아웃을 생성하는 방법

여러분은 PCB 회로도를 만드는 일상적인 작업을 훌륭히 수행했습니다. 회로가 정의되었으니 이제 PCB 레이아웃을 생성해야 합니다. 하지만 이번에는 무언가가 조금 다릅니다. 일반적인 레이아웃 리소스를 사용하지 못하는 상황일 수도 있고, 여러분이 첫 번째 레이아웃을 직접 만들고자 하는 상황일 수도 있습니다. 이유가 무엇이든 간에 여러분은 PCB 설계의 기판 측에서 작업할 준비가 되었지만 Altium Designer에서 PCB 회로도를 통해 이를 생성하는 방법을 잘 모릅니다.

다행히도 Altium Designer에서의 다음 단계는 매우 간단합니다. 우리는 여기에서 매우 간단한 PCB 회로도와 이를 새 PCB 설계와 동기화하기 위해 수행해야 하는 작업을 살펴보겠습니다. 이 간단한 설계는 아마 여러분이 작업 중인 회로도와 다르겠지만, 회로도에서 회로 기판으로 데이터를 전송하는 기본 단계는 동일합니다. PCB 회로도를 통해 PCB 레이아웃을 생성하는 것은 어려울 필요가 없습니다. Altium Designer는 PCB 컨버터에 대해 올인원 회로도 역할을 할 수 있습니다.

Altium Designer에서 회로도를 PCB 레이아웃으로 변환하는 방법

Altium Designer에서 회로도를 PCB 레이아웃으로 변환하려면 다음과 같이 간단한 세 가지 단계를 따라야 합니다.

• 1단계: 설계 동기화 준비하기

• 2단계: 회로도 편집기를 사용하여 설계 데이터를 PCB로 가져오기

• 3단계: 레이어 스택 정의하기

1단계에서는 회로도가 PCB 레이아웃과 동기화되지 않도록 하는 설계 규칙 위반 요소가 회로도에 있는지 확인합니다. PCB 레이아웃을 생성한 후 이 첫 번째 동기화 단계를 수행하면 나중에 회로도에 대한 변경 사항을 PCB 레이아웃으로 즉시 가져올 수 있습니다. 2단계에서는 회로도 편집기를 사용하여 기판을 빈 PCB 레이아웃으로 가져옵니다. 현재 프로젝트에서 새 PCB 파일을 생성한 후, 회로도 편집기를 사용하여 컴포넌트의 풋프린트를 새 PCB로 가져와야 합니다. 3단계에서는 새 PCB에 대한 레이어 스택을 정의합니다. 이 세 가지 단계를 완료하고 나면 이제 컴포넌트를 배열하고 그 사이의 트레이스를 라우팅할 수 있습니다.

Altium Designer에서 기존 회로도 파일을 새 PCB로 가져올 수 있나요?

물론입니다! 다른 프로젝트의 기존 회로도 파일이 있는 경우 회로도를 새 PCB로 가져오려면 기존 회로도 파일을 새 프로젝트에 추가하고 위의 세 단계를 따르기만 하면 됩니다. 회로도를 다시 생성할 필요는 없습니다. Altium Designer에서 기존 회로도를 새 레이아웃으로 가져오려면 설계 재사용을 대한 몇 가지 모범 사례를 따라야 합니다. 이 문서에서 설계 재사용에 대해 자세히 알아보세요.

설계 재사용 경로를 통해 회로도를 새 PCB로 가져오기로 한 경우 컴포넌트의 풋프린트 및 PCB 회로도 기호에 대한 라이브러리를 생성했는지 확인해야 합니다. 이는 Altium Designer의 기본 컴포넌트 라이브러리 세트에서 찾을 수 없는 특수 컴포넌트를 사용하는 경우에 특히 중요하며, 다른 PCB 설계자가 만든 PCB 회로도를 재사용하려는 경우에도 중요합니다.

PCB 레이아웃 편집기에서는 무엇을 기대할 수 있나요?

수많은 기판 및 회로와 관련된 작업을 수행할 수 있습니다. 트레이스는 곳곳에 있으며, 그 사이에는 원숭이가 날아다니기도 합니다. 설마 믿는 건 아니시죠? 실제로 원숭이는 없습니다.

실제로 회로도를 PCB 레이아웃으로 변환하기 위해 알아야 할 가장 중요한 사항은 여러분이 컴포넌트 및 컴포넌트 배치 기능뿐만 아니라 구리 배치를 위한 트레이스 및 트레이스 라우팅에도 액세스할 수 있다는 점입니다. 이러한 초기 요구 사항이 충족된 후에는 PCB 풋프린트, Gerber 파일 및 3D 모델링과 같은 인쇄 회로 뷰 및 파일 출력에 액세스하고 싶을 것입니다.

이상적인 설정에서는 회로도 편집기를 사용하여 회로도를 PCB로 변환하고 이를 완성된 레이아웃으로 쉽게 변환할 수 있습니다. 그 후에는 컴포넌트, 구리 설정, ECAD/MCAD 설계 팀 개입 및 구매 요구 사항을 검토하여 제조를 위한 PCB 설계 파일을 최적화할 수 있습니다.

이 프로세스의 일환으로, Altium Designer에는 회로도를 통해 오류 없는 PCB 설계를 생성하는 데 도움이 되는 몇 가지 중요한 설계가 포함되어 있습니다. 여러분은 Altium Designer 레이아웃을 설계 규칙 및 제약 조건에 대해 빠르게 확인하고, 레이어 스택을 쉽게 정의하고, 설계 시뮬레이션을 실행하는 등 다양한 작업을 수행할 수 있습니다. Altium Designer의 통합 설계 도구는 회로도 캡처를 위한 외부 프로그램을 사용하지 않고 PCB 회로도 및 레이아웃의 동기화를 유지하도록 설계되어 PCB 회로도-회로 기판 프로세스를 효율적으로 간소화합니다.

아래 동영상에서 Altium Designer에서 회로도를 통해 PCB를 생성하는 방법을 배울 수 있도록 기초부터 알려 주는 간단한 데모를 시청할 수 있습니다. 

이제 Altium Designer에서 회로도를 PCB로 가져오는 방법을 살펴보겠습니다.

1단계: 설계 동기화 준비하기

가장 먼저 해야 할 일은 레이아웃을 시작할 준비가 되었는지 확인하기 위해 PCB 회로도를 마지막으로 한번 검토하는 것입니다. 그렇다고 해서 프런트 엔드 설계 및 회로도 캡처가 끝난 것은 아닙니다. 제조로 넘어가기 전에 여러 사항이 변경될 가능성이 크기 때문입니다. 하지만 레이아웃에서 예상치 못한 문제가 생기지 않도록 해야 하니 사본을 만들고 잊어버려서 중복된 회로가 있지는 않은지, 삭제했어야 하는 부품은 없는지 등을 확인하세요.

이제 Altium Designer의 PCB 회로도 편집기에서 검사 프로세스를 사용하여 회로도가 정상인지 확인하겠습니다. 그러려면 컴포넌트와 네트 간의 연결 매핑과 같은 설계의 모든 내부 세부 정보를 생성할 회로도를 컴파일해야 합니다. 설계가 컴파일되는 동안에는 PCB 회로도가 설계 규칙을 따르는지 확인하기 위해 여러 검사가 실행됩니다. 그러니 컴파일하기 전에 풀다운 메뉴 명령인 'Project(프로젝트) > Project Options(프로젝트 옵션)'를 통해 이러한 규칙을 설정하는 방법을 살펴보겠습니다.

Altium Designer의 Project Options(프로젝트 옵션) 설정

위 그림에는 옵션 대화 상자의 처음 네 개 탭이 나와 있습니다. 첫 번째 탭에서는 확인할 오류 및 오류가 보고되는 방식을 제어할 수 있습니다. 두 번째 탭에서는 서로 연결 가능하도록 할 핀 유형을 제어할 수 있고, 세 번째 탭에서는 컴포넌트 및 네트의 클래스를 구성할 수 있으며, 마지막 탭에서는 콤퍼레이터에 대한 설정을 확인할 수 있습니다.

이는 회로 기판 회로도와 레이아웃 간의 차이점이 보고되는 방식을 제어하며, PCB에 추가 설계 규칙을 추가할 때 중요해집니다. 대부분의 경우에는 여기에서 많은 사항을 변경하지 않지만, 이를 구성하는 방법을 자세히 알아보려면 Altium Designer의 문서를 확인하세요.

이제 PCB 문서 회로도를 컴파일할 준비가 되었습니다. 'Project(프로젝트) > Compile PCB Project…(PCB 프로젝트 컴파일)' 풀다운 메뉴로 이동하여 컴파일러를 사용하세요. 설계에 오류가 없는 경우에는 PCB 회로도 설계 세션이 어떠한 메시지도 표시되지 않습니다.

오류가 어떻게 표시되는지 보여 드리기 위해 아래 그림에서는 R1을 Q1에 연결하는 네트 부분을 제거하고 컴파일러를 실행해 보았습니다. 보시다시피 Altium Designer는 네트 'NetC1_1'에 핀이 하나밖에 없다고 보고했죠. 해당 네트를 다시 연결한 후에는 보고되는 오류 없이 컴파일러가 실행되었습니다.

설계 오류에 대한 컴파일러 보고서

2단계: 회로도 편집기를 사용하여 설계 데이터를 PCB로 가져오기

이제 회로도를 PCB 레이아웃으로 변환할 준비가 되었습니다. 하지만 우선 전송할 PCB도 필요합니다. 프로젝트를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 아래 그림과 같이 'Add New to Project(프로젝트에 새 항목 추가) > PCB'를 선택하세요. 그러면 프로젝트 트리에 PCB 개체가 생성됩니다. 생성된 후에는 해당 개체를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 새 이름으로 저장하세요. 저는 회로도 개체와 동일한 이름으로 저장했습니다.

Altium Designer에서 프로젝트에 새 PCB 개체 추가하기

PCB 개체가 생성되었으니 이제 시간을 들여 레이아웃 작업을 시작하는 데 필요한 방식으로 이 PCB 개체를 구성해야 합니다. 먼저 필요한 그리드를 설정하고 인쇄 회로 기판 레이아웃의 원점을 설정해야 합니다. 이를 위한 메뉴 명령은 'View(뷰) > Grids(그리드)' 풀다운 메뉴와 'Edit(편집) > Origin(원점)' 풀다운 메뉴에서 찾을 수 있습니다. 또한 필요한 크기와 모양이 되도록 기판 윤곽선을 편집하거나 다시 만들어야 합니다. 이렇게 하려면 먼저 'View(뷰)' 풀다운 메뉴에서 기판 뷰를 2D에서 기판 계획 모드로 변경한 후 'Design(설계)' 풀다운 메뉴에서 적절한 편집 명령을 사용하세요.

이제 설계 데이터를 회로도에서 PCB 설계로 전송할 준비가 되었습니다. Altium은 동일한 프로그램에 회로도 편집기와 PCB 편집기를 포함하고 있으며, 기본 메뉴에 'schematic to PCB converter(회로도-PCB 컨버터)' 명령을 갖추고 있습니다. PCB 편집기의 상단 메뉴에서 'Design(설계) > Import Changes From…(변경 사항을 가져올 위치)' 풀다운 메뉴 명령을 선택하세요. 그러면 아래와 같이 'Engineering Change Order(엔지니어링 변경 공지)' 대화 상자 팝업이 나타납니다.

Altium Designer의 Engineering Change Order(엔지니어링 변경 공지) 대화 상자

먼저 대화 상자의 왼쪽 하단에 있는 'Validate Changes(변경 사항 검증)' 버튼을 클릭하세요. Altium Designer가 회로도 데이터를 PCB와 동기화하여 변경 사항의 검증을 완료하면 대화 상자 오른쪽의 'Check(확인)' 열이 해당 항목 및 회로도 기호가 성공적으로 검증되었음을 나타내는 녹색 체크 표시로 채워집니다. 완전히 동기화된 설계를 얻으려면 검증되지 않은 모든 항목을 조사하고 수정해야 합니다.

그런 다음에는 'Execute Changes(변경 사항 적용)' 버튼을 클릭하세요. Altium Designer가 이러한 변경 사항을 적용하는 데는 시간이 조금 걸립니다. 변경 진행 상황은 Engineering Change Order(엔지니어링 변경 공지) 대화 상자에서 확인할 수 있습니다. 완료되면 아래 그림처럼 모든 개별 항목의 'Done(완료)' 열이 녹색 체크 표시로 채워집니다.

변경 사항을 검증하고 적용한 후의 Engineering Change Order(엔지니어링 변경 공지) 대화 상자

축하합니다! 설계 데이터를 회로도에서 회로 기판으로 성공적으로 전송했습니다. 이제 Engineering Change Order(엔지니어링 변경 공지) 대화 상자를 닫으면 아래 그림처럼 기판 윤곽선 옆에 컴포넌트가 배치된 것을 확인할 수 있습니다.

회로도 데이터가 레이아웃으로 성공적으로 전송되어 배치될 준비가 된 모습

위 이미지를 보면 컴포넌트가 PCB 편집기 창의 오른쪽 하단 모서리에 있음을 알 수 있습니다. Altium Designer에서 회로도를 PCB로 가져오면 컴포넌트가 PCB 편집기 창에 임의로 배치된 것처럼 나타납니다. 인쇄 회로 기판 주위에 컴포넌트를 배열하기 전에 기판에 대한 레이어 스택을 생성하고 기판 크기를 조정하는 것이 가장 좋습니다. 이 작업은 지금 수행해야 합니다. 라우팅 전략에 비아 사용이 포함될 수 있으며 전원 및 접지를 위해 평면 레이어를 사용할 가능성이 크기 때문입니다. 다음 단계로 이동하여 레이어 스택을 생성하세요.

3단계: 레이어 스택 정의하기

레이아웃을 진행하기 전에 수행해야 할 작업으로는 여전히 몇 가지가 더 있습니다. 컴포넌트 및 기준 지정 문자에 대해 생각하고, 컴포넌트에 대한 필수 정보를 수집하고, 공급업체와 확인을 진행해야 합니다. 또한 기판 레이어의 물리적 스택업, 해당 레이어의 표시 및 설계 규칙에 대해 PCB를 구성해야 합니다.

Altium Designer의 레이어 스택 관리자

위 그림에는 Altium Designer의 레이어 스택 관리자가 나와 있습니다. 이 명령은 'Design(설계)' 풀다운 메뉴에서 찾을 수 있습니다. 이를 사용하면 PCB 스택업에서 물리적 레이어를 추가, 복사, 삭제 및 이동할 수 있습니다. 기판의 유전체 레이어, 전원면 및 신호 라우팅을 위한 레이어도 추가할 수 있습니다. 레이어 스택 관리자는 임피던스 계산기도 제공합니다.

설계 규칙을 설정하려면 'Design(설계)' 풀다운 메뉴에 있는 'PCB Rules and Constraints Editor(PCB 규칙 및 제약 조건 편집기)'를 사용하세요. 마지막으로 'View Configuration(뷰 구성)' 패널을 사용하여 PCB 레이어 및 개체의 표시를 구성해야 합니다. 아래에는 View Configuration(뷰 구성) 패널의 'Layers & Colors(레이어 및 색상)' 탭 예시가 나와 있습니다.

Altium Designer의 View Configuration(뷰 구성) 패널

PCB 회로도 데이터가 레이아웃으로 전송되었으므로 PCB에서 컴포넌트를 배열할 준비가 되었습니다. 이제 새 PCB 주위로 컴포넌트를 끌어오고 PCB 레이아웃을 생성할 수 있습니다. 컴포넌트를 배열하고 나면 Altium Designer의 라우팅 기능을 사용하여 컴포넌트 간에 트레이스 라우팅을 시작할 수 있습니다.

위에 나와 있는 View Configuration(뷰 구성) 패널은 컴포넌트를 라우팅하고 배열하는 동안 특정 레이어를 켤 수 있게 해 주므로 레이아웃 프로세스를 빠르게 처리하는 데 매우 유용합니다. 컴포넌트를 배치할 때는 기준으로 사용할 접지면 레이어, 실크 스크린 레이어, 기계식 레이어, 표면 레이어를 켜는 것이 가장 좋습니다. 이렇게 하면 PCB에서 신호 무결성 및 접지 문제를 일으킬 수 있는 레이아웃 실수를 방지하는 데 도움이 됩니다. 컴포넌트를 배열하고 라우팅하는 방법을 명확하게 확인할 수 있도록 여러 레이어를 켜고 끌 수 있으므로 View Configuration(뷰 구성) 패널은 매우 유용합니다.

Altium Designer는 통합 설계 환경에 구축된 유일한 PCB 설계 소프트웨어 패키지로, 이를 사용하면 여기서 확인한 대로 회로도를 통해 PCB를 쉽게 생성할 수 있습니다. PCB와 회로도 간에 설계 데이터를 자유롭게 전송할 수 있으므로 많은 설계 작업을 더 간단하고 생산적으로 수행할 수 있죠. 설계 데이터를 회로도에서 회로 기판으로 쉽게 전송하는 기능은 Altium Designer가 제공하는 여러 이점 중 하나일 뿐입니다.

아직 Altium Designer를 PCB 회로도 및 레이아웃 소프트웨어로 사용하고 있지 않다면 Altium Designer의 전문가와 상담하여 PCB 프로젝트를 한 단계 업그레이드해 보세요.