3D-MID 설계

당사의 3D-MID tool은 Altium Designer에 처음으로 진정한 3D 회로 설계를 도입하여, 전기적 기능과 기계적 기능을 하나의 부품으로 결합할 수 있게 해줍니다.

3D-MID 문서는 표준 PCB와 동일한 방식으로 Altium Designer 프로젝트에 통합됩니다. 구성요소와 연결성은 회로도 설계에 의해 구동되며, 일반적으로 사용하던 컴포넌트 라이브러리의 표준 SMT 풋프린트를 포함합니다.

3D-MID 문서 생성

표준 PCB 문서(PcbDoc)와 마찬가지로 3D-MID 문서(PcbDoc3D)는 프로젝트 내에서 생성하거나 독립 문서로 생성할 수 있습니다. 

• 프로젝트 내에서 새 3D-MID 문서를 만들려면 Projects 패널에서 프로젝트 이름을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 다음 Add New to Project » PCB3D을(를) 선택하십시오.

  

• 독립 문서로 3D-MID 문서를 만들려면 메뉴에서 File » New » PCB3D을(를) 선택하십시오.

  

• 생성 과정의 일부로, 3D-MID 문서의 기판(substrate)을 구성할 파일을 선택하라는 대화상자가 표시됩니다. 선택하는 파일은 STEP 또는 IGES 형식이어야 합니다. IGES 형식의 장점은 include embedded sketches가 가능하다는 점입니다.

  참고: 단일 파트(어셈블리 아님) STEP 또는 IGES 파일만 완전히 지원됩니다. 어셈블리 파일을 선택하면 해당 어셈블리의 첫 번째 파트만 가져옵니다.

선택이 완료되면 기판 파일이 3D-MID 편집 창에 표시됩니다. 기판 선택 창을 취소하면 아래와 같이 기본 기판이 표시됩니다.

사용자 기판을 열지 않으면 기본 3D 기판이 생성됩니다.

기판 변경

필요한 경우, 메인 메뉴에서 File » Change Substrate 명령을 선택하여 3D 기판을 변경할 수 있습니다.

기판 설계가 변경되었다면 업데이트할 수 있습니다.

기판 변경 시 기존 객체 처리 방식

❯ ❮ Javascript ID: H

새 기판을 선택하면 소프트웨어는 새 기판을 기존 기판과 비교합니다.  이는 각 기존 표면의 위치를 새 기판에서 해당 표면의 위치와 비교하는 방식으로 수행됩니다. 임계값(threshold)을 사용하여, 새 표면이 기존 표면으로부터 지정된 거리 이내에 있으면 새 위치의 동일한 표면으로 간주하고 기존 레이아웃 객체를 그 표면으로 이동합니다. 이 거리보다 크면 새 표면은 다른 표면으로 간주되며 레이아웃 객체는 삭제됩니다. 임계값은 Advanced Option 3DLayout.ChangingSubstrate.MaxDistance으로 정의되며, 해상도는 0.001 mil이고 기본값은 2000(2 mil)입니다.

3D-MID 문서 편집기에서 작업하기

카메라 컨트롤은 다음과 같습니다:

• 이동(pan): 마우스 오른쪽 버튼으로 드래그
• 확대/축소(zoom): 스크롤 휠 사용
• 회전(rotate): Shift를 누른 채 마우스 오른쪽 버튼으로 드래그. 회전 중심은 명령을 시작할 때 마우스 포인터 위치로 정의됩니다.

기판 보기 변경

설계 공간의 왼쪽 하단에는 빨강/초록/파랑 축 마커가 있으며, 이를 뷰 방향 Gizmo라고 합니다.

Gizmo에서 색상 평면 또는 축을 클릭하면 해당 평면/축을 기준으로 기판을 바라보도록 뷰가 재정렬됩니다.

Gizmo

Gizmo는 기판을 보는 뷰의 방향을 변경하는 데 사용됩니다. 각 작업공간 축과 해당 평면에는 색상이 할당됩니다. 마우스를 색상 Gizmo 요소 위에 올리면 해당 요소가 커지며 활성 상태임을 나타냅니다. 그 색상 요소를 클릭하면 뷰가 재정렬되어, 해당 축을 따라 down 기판 안쪽을 바라보게 됩니다. 두 번째로 클릭하면 같은 축을 따라 반대 방향에서 바라보도록 뷰가 뒤집힙니다.

• Blue - Z축: X-Y 평면을 향해 보기. 
• Red - X축: Y-Z 평면을 향해 보기. 
• Green - Y축: X-Z 평면을 향해 보기. 

3D 뷰 컨트롤

기판 뷰는 3D View Control 하위 메뉴를 통해서도 제어할 수 있습니다.

• 상단 명령 세트를 사용하면 지정된 축을 따라 기판을 볼 수 있습니다.  
• 하단 명령 세트를 사용하면 선택한 방향으로 기판을 Rotate 또는 Roll할 수 있습니다. 각 명령은 아래 이미지에 자세히 표시된 단축키로도 접근할 수 있습니다. Rotate 또는 Roll 명령을 선택하면 기판이 화면 중앙에 오도록 확대/축소(zoom)도 함께 수행됩니다.

뷰 유형 변경

View » Switch Perspective/Orthographic view 명령을 토글하여 뷰를 변경할 수 있습니다. Perspective 뷰는 3D-MID의 보다 현실적인 3D 뷰를 보여줍니다.  Orthographic 뷰는 원근에 의한 왜곡 효과를 제거하고, 평행한 형상이 평행하게 표시되도록 보장합니다. 

색상 구성

기판 표면 색상과 외곽선 색상, 현재 선택된 객체의 색상 및 구리(copper) 색상은 아래와 같이 View Configuration 패널에서 구성할 수 있습니다. 소프트웨어 오른쪽 하단의 Panels 버튼을 통해 패널을 활성화하십시오.

❯ ❮ Javascript ID: G

기판 표면 색상, 외곽선 색상, 그리고 현재 선택된 객체의 색상은 패널의 System Colors 섹션에서 설정할 수 있습니다. 구리의 색상은 패널의 Layers 섹션에서 설정할 수 있습니다. 그래픽 창에서는 2 및 3 단축키를 사용해 컴포넌트 가시성을 토글하기 전까지 새 구리 색상이 표시되지 않습니다.

정렬 도구

기판 표면에서 엔티티의 위치를 잡는 데 도움이 되는 두 가지 도구가 제공됩니다. MCAD에서 스케치를 가져오거나 3D-MID 편집기의 정렬 그리드 생성 기능을 사용할 수 있습니다. 표시되면 스케치 엔티티를 활용해 컴포넌트, 구리 트레이스 및 영역 배치를 보조할 수 있습니다.

• 컴포넌트를 드래그할 때 마우스 포인터는 풋프린트의 중심에 스냅됩니다. 그 다음 마우스 포인터(따라서 컴포넌트 중심)도 스케치 요소에 스냅됩니다. 
• 컴포넌트를 선택하면 회전 핸들도 표시됩니다. 핸들을 클릭한 채 드래그하여 컴포넌트를 회전시키세요. 핸들은 스케치 요소에 스냅됩니다. 대화형 컴포넌트 회전에 대해 더 알아보세요.
• 라우팅 시 구리 트레이스의 시작점과 끝점은 스케치 요소가 형성하는 모든 교차점에 스냅됩니다. 마우스 포인터가 어떤 교차점 근처에도 없으면 스케치 선에 스냅됩니다. 라우팅 중 마우스 포인터를 스케치 선(곡선 포함)을 따라 이동하면 트레이스가 해당 선을 따라갑니다.
• 영역의 꼭짓점과 에지도 그리드 또는 가져온 스케치에 정렬할 수 있습니다.
• 아래에 설명된 두 도구는 동일한 기판에서 동시에, 서로 독립적으로 사용할 수 있습니다.

스케치 가져오기

• MCAD에서 기판을 설계할 때 부품 표면에 3D 곡선을 배치하고, 내보낸 IGES 파일에 포함할 수 있습니다. 
• 예를 들어 Solidworks에서는 Project Curve 명령을 사용해 3D 표면에 2D 스케치를 배치할 수 있습니다.

• 이러한 “곡선”은 Export 3D Curve features 옵션을 사용해 IGES 내보내기에 포함할 수 있습니다.

• IGES 파일을 Altium Designer 로 가져와 3D-MID의 기판을 형성하면, View » Show Sketches 명령을 선택하여 이러한 요소를 표시할 수 있습니다.

MCAD에서 정의된 스케치는 빨간색으로 표시됩니다.

• 스케치 피처는 컴포넌트와 영역 배치의 가이드로 사용할 수 있으며, 라우팅 중에도 사용할 수 있습니다.

정렬 그리드

• 3D-MID 문서 내에서, 3D 설계 공간에서 어떤 객체도 선택되지 않은 상태라면 Properties 패널의 Alignment Grid 섹션을 사용해 세 개의 기준면(datum plane) 중 하나에 그리드를 생성할 수 있습니다. 이 그리드는 지정된 평면에서 부품 표면으로 투영됩니다. 이 그리드는 기판의 일부로 가져온 스케치와는 독립적이라는 점에 유의하세요. 

• 그리드의 속성은 사용자가 제어할 수 있습니다. 기판 원점은 가져온 STEP/IGES 모델에서 상속된다는 점에 유의하세요. 
  • Enable Grid - 그리드 스냅은 그리드가 보일 때만 발생합니다.
  • Plane Kind - 정렬 그리드가 투영되는 XY, XZ, YZ 평면. 기판을 형성하기 위해 가져온 STEP/IGES 모델에서 상속됩니다.
    또는 기판 표면을 기반으로 그리드를 생성하는 UV 평면 종류를 선택할 수 있으며, 기판의 곡선을 따라가는 더 자연스러운 그리드라인을 제공합니다(show image). UV 평면 종류는 3D 기판 표면에서 더 ‘자연스러운’ 선을 따라 라우팅할 수 있게 해줍니다.
  • Horizontal/Vertical Size - 그리드 피치.
  • Horizontal/Vertical Offset - 기판 원점 기준의 그리드 오프셋.
  • Rotation - 해당 평면과 평행한 그리드 회전 각도(XY, XZ, YZ 평면 종류에만 적용).

커서 스냅

3D-MID 문서 편집기에서는 스냅 우선순위를 재정의할 수 있습니다. 스냅 우선순위 제어는 Active Bar의 Objects for snapping 버튼()을 통해 접근합니다.

커서 스냅은 두 가지 수준(그리드, 객체)을 제공합니다. 활성화되면 객체 스냅이 그리드 스냅을 우선합니다. 예를 들어, 기존 트레이스에 라우팅하여 연결/분기할 때 트레이스 중심선이 아니라 그리드에 스냅되도록 하려면 Grids에 대한 스냅은 활성화하고 Track Lines 에 대한 스냅은 비활성화하면 됩니다(단, 그리드 자체는 Properties 패널에서 활성화되어 있어야 함). 아래 비디오에 그 예가 나와 있습니다.

컴포넌트 작업

• 3D-MID 문서가 프로젝트의 일부인 경우, 표준 명령을 사용해 회로도 시트에서 컴포넌트를 동기화할 수 있습니다. 즉, 회로도 편집기에서 작업 중이라면 Design » Update PCB, 3D-MID 문서 편집기에서 작업 중이라면 Design » Import Changes from xxx.PrjPcb을 사용합니다. 이 경우 회로도의 핀 넷 할당도 3D-MID 컴포넌트 패드로 전송됩니다. 또한 이 과정의 일부로 기본 설계 규칙이 생성된다는 점에 유의하세요. 자세한 내용은 이 페이지의 기본 프로젝트 옵션 및 설계 규칙 섹션을 참조하세요.
• 3D-MID 문서로 동기화되면 컴포넌트는 처음에 기판 바디 옆 3D 공간에 떠 있는 상태로 나타나며, 하나씩 기판 표면으로 드래그해 올릴 수 있습니다. 기본 동작은 컴포넌트를 기판으로 드래그할 때, 기판 표면에서의 초기 방향이 드래그 중 마우스가 이동한 경로에 따라 달라진다는 것입니다.

❯ ❮ Javascript ID: A

회로도에서 컴포넌트와 넷을 동기화한 후, 컴포넌트는 기판 옆의 X-Y 평면에 떠 있는 상태로 나타납니다. 패드 1은 모서리가 둥글다는 점에 유의하세요. 정면에서 기판에 접근한 뒤 이동된 컴포넌트의 방향. 측면에서 기판에 접근한 뒤 이동된 컴포넌트의 방향.

• 또는 Components 패널에서 컴포넌트를 기판으로 바로 드래그할 수도 있습니다. Components 패널에서 컴포넌트를 배치하면 기본 설계자가 지정되며, 모든 컴포넌트 패드는 No Net로 지정됩니다.
• 컴포넌트를 드래그하는 동안 마우스 커서(녹색 십자 표시)는 풋프린트의 중심점에 스냅됩니다. 그 다음 커서(및 연결된 풋프린트 중심점)는 표시된 정렬 그리드에 스냅됩니다. 정렬 그리드 및 정렬 도구에 대해 더 알아보세요.
• 컴포넌트는 3D 바디를 숨긴 상태에서도 드래그할 수 있습니다. 컴포넌트를 선택하려면 컴포넌트의 패드 중 하나를 클릭한 채로 유지하세요. 마우스를 움직이는 즉시 컴포넌트 중심점이 커서에 스냅됩니다.

• 3D-MID 문서에서 컴포넌트를 드래그할 때 컴포넌트 바디가 숨겨져 있으면(View » Component Bodies » Hide; 단축키: 2), 핀 수가 3DLayout.ComponentDrag.DrawShapesPinsLimit 고급 설정(기본값 15)에서 정의된 한도를 초과하는 경우 드래프트 그래픽(녹색 피라미드)이 표시됩니다. 이 동작은 성능을 개선하기 위해 구현되었습니다. 설정 값은 PC 사양에 맞게 조정할 수 있습니다.

  

• 컴포넌트를 드래그하는 동안 Spacebar는 Preferences 대화상자의 PCB Editor - General 페이지에 정의된 Rotation Step 각도에 따라 일정한 증분으로 회전시킵니다(show image). 기본 회전 단계는 90도입니다.
• 기판의 서로 다른 표면 위로 드래그할 때 컴포넌트 방향이 어떻게 동작하는지는 3DLayout.ComponentDrag.KeepOrientation 고급 설정으로 제어됩니다.

❯ ❮ Javascript ID: B

값이 True(기본값)인 경우, 알고리즘은 각 표면 경계를 지날 때 동일한 컴포넌트 방향을 유지하려고 시도합니다. 그 결과, 어떤 표면에서의 컴포넌트 방향은 그 표면에 도달하기까지 거친 경로에 따라 달라집니다. 3DLayout.ComponentDrag.KeepOrientation 고급 설정 값이 False인 경우, 알고리즘은 해당 표면에 도달한 경로와 무관하게 같은 표면 위의 모든 컴포넌트가 동일한 방향을 갖도록 보장합니다. 즉, 표면 경계를 가로질러 드래그할 때 컴포넌트 방향이 갑자기 바뀌는 것을 사용자가 보게 될 수 있습니다.

• 회전 핸들을 사용해 컴포넌트 방향을 정의할 수 있습니다. 방법은 다음과 같습니다.

❯ ❮ Javascript ID: C

컴포넌트를 한 번 클릭하여 선택합니다. 컴포넌트 주위에 박스가 나타나고 핸들이 표시됩니다. 이 핸들을 사용해 컴포넌트 방향을 대화형으로 설정할 수 있습니다. 이 핸들을 클릭한 채로 유지한 다음 원하는 위치로 드래그합니다. 핸들은 정렬 그리드에 스냅됩니다.

• 여러 컴포넌트를 함께 드래그할 수도 있습니다. (Shift+Click 단축키 또는 다른 선택 방법을 사용해) 여러 컴포넌트를 선택한 다음, 선택 항목에서 Click, Hold&Drag을 사용해 선택된 모든 컴포넌트를 한 번에 이동합니다. 단일 컴포넌트를 드래그할 때와 마찬가지로, 이동은 현재 스냅 옵션에 의해 제한됩니다.
• 컴포넌트 풋프린트 내의 패드, 필 및 솔리드 영역은 3D-MID 문서에서 배치가 지원되는 구리 객체입니다. 이를 통해 RF 형상(예: 안테나)을 포함해 복잡한 형상의 풋프린트를 가진 컴포넌트를 기판에 배치할 수 있습니다.
• 컴포넌트를 기판(substrate) 표면 위로 드래그하면, 2D 풋프린트 평면에 있는 패드 형상을 기판 표면으로 “감싸서(wrapping)” 패드 형상이 생성됩니다. 이 표면이 평면이 아니라면 결과 패드 형상이 왜곡됩니다. 허용 가능한 왜곡 수준에는 한계가 있으며, 이 한계에 도달하면 패드는 생성되지 않습니다.
• 컴포넌트의 속성에 접근하려면 컴포넌트 바디를 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭합니다. 컴포넌트 주위에 와이어프레임 박스가 나타납니다. 그런 다음 Properties 패널을 통해 속성에 접근할 수 있습니다.
• 컴포넌트를 선택한 후, 패드 위를 직접 한 번 더 왼쪽 클릭하면 패드를 선택할 수 있습니다. 그런 다음 Properties 패널에서 패드 속성을 편집할 수 있습니다.
• 패드 속성을 편집할 수 없다면, Preferences 대화상자의 PCB Editor - General 페이지에서 전역 Protect Locked Primitives in Component 옵션이 활성화되어 있다는 의미입니다(show image). 이를 로컬로 무시하고 이 컴포넌트의 패드를 편집하려면, 패드가 아니라 컴포넌트를 선택합니다(와이어프레임 박스가 나타남). 그런 다음 Primitives 잠금 버튼(show image)을 클릭하여 해당 컴포넌트의 프리미티브를 잠금 해제합니다. 패드 속성 편집을 마친 후에는 컴포넌트 프리미티브를 다시 잠그는 것을 잊지 마십시오.

라우팅

라우팅은 연결된 컴포넌트 핀 사이의 구리 경로를 정의하는 과정입니다. 각 넷 연결선을 구리 레이어의 트랙 객체로 대체하여 설계를 라우팅합니다.

연결선 표시

라우팅을 돕기 위해 넷 연결선(View » Connections » Show All)을 표시할 수 있습니다. 연결선은 동일한 넷에 속하지만 아직 연결되지 않은 트랙/패드 사이에 표시되며, 프로젝트 회로도 문서에서 정의된 연결성을 반영합니다. 각 넷에 대해 기본적으로 알고리즘이 전체 길이가 최소가 되도록 선 구성(configuration)을 계산합니다.

연결선 색상 지정

• 각 넷을 구성하는 연결선 세트는 아래와 같이 색상으로 구분할 수 있습니다:

❯ ❮ Javascript ID: D

특정 넷에 색상을 적용하려면 먼저... 해당 넷에 속한 패드를 선택합니다 (한 번 클릭해 컴포넌트를 선택하고 잠시 멈춘 뒤, 두 번째 클릭으로 패드를 선택), 그런 다음 Properties 패널에서 Net 하이퍼링크를 클릭합니다. 색상 아이콘을 클릭하고, 나타나는 팔레트에서 해당 넷의 연결선에 사용할 새 색상을 선택합니다. 또는 PCB 패널을 Nets 모드로 설정한 뒤 목록에서 넷을 찾아 이름을 오른쪽 클릭하여 컨텍스트 메뉴를 표시합니다. Change Net Color 명령을 선택해 Choose Color 대화상자를 열고 새 색상을 선택합니다.

넷 색상 오버라이드 – 라우팅된 넷에 넷 색상 표시

Net Override Color 기능을 활성화하면 라우팅된 넷에도 넷 색상을 사용할 수 있습니다. 이 기능을 사용하면 3D-MID 문서에서 라우팅된 넷의 하이라이팅을 사용자가 지정한 오버라이드 색상 체계로 제어할 수 있습니다. 레이어 색상으로만 넷 객체가 칠해지는 대신, 특정 대체 색상을 사용하도록 지정할 수 있습니다.

Net Override Color 기능을 사용하려면:

1. Apply the required color to the net(s) – 위의 Color-Coding the Connection Lines 섹션에 설명된 기법을 사용합니다.
2. Enable Color Override for the net(s) – PCB 패널(Nets 모드)에서 각 넷 이름 옆의 체크박스를 사용해 넷별로 색상 오버라이드를 활성화합니다. 아래 이미지의 넷 NetR2_1 예시처럼 표시됩니다. 체크박스는 Right-click » Display Override » Selected On/Off 명령을 통해 여러 개의 선택된 넷에 대해 토글할 수 있습니다.

라우팅 준비

• 같은 넷의 두 패드 사이 연결이 라우팅되면, 해당 연결선은 사라집니다. 이를 통해 연결선을 시각적 점검 용도로 사용하여 모든 넷이 완전히 라우팅되었는지 확인할 수 있습니다. 완전히 라우팅된 설계에서는 연결선이 남지 않습니다 (비아 패드 한 쌍 사이를 제외하고). 필요하다면 View » Connections » Hide All 명령으로 연결선을 숨길 수 있습니다.
• 수동 인터랙티브 라우팅만 지원됩니다(자동 라우팅은 현재 지원되지 않음).
• 사용 가능한 인터랙티브 라우팅 모드는 두 가지입니다:
  • Ignore Obstacles - 다른 넷의 구리(copper)와의 접촉을 사용자가 수동으로 피해야 합니다. 단락(short circuit)이 발생할 수 있습니다. 이 모드에서는 소프트웨어가 빠르고 반응성이 좋습니다.

  • Walkaround Obstacles - 라우팅 알고리즘이 다른 넷의 구리 객체와 라우트 사이에 클리어런스를 유지하여 단락을 방지합니다. 이는 계산량이 많은 과정이므로, 소프트웨어가 충돌을 감지하고 장애물을 피해 라우트를 감싸기(wrap)까지 지연이 발생할 수 있습니다. 알고리즘은 커서가 다른 넷에 속한 객체의 바깥에 있어야 합니다.

    Tools » Preferences 명령을 선택해 Preferences 대화상자를 연 다음, 대화상자의 PCB Editor - Interactive Routing 페이지를 열어 라우팅 모드를 선택합니다. 다른 라우팅 모드를 선택할 수도 있지만, 이는 2D PCB 설계를 위한 것입니다. 그 중 하나가 선택되면 소프트웨어는 기본적으로 Walkaround 모드로 동작합니다.

객체 클리어런스 및 라우팅 폭 설정

3D-MID 편집기는 Design Rules를 사용하여 라우팅 폭과 서로 다른 넷에 속한 객체 간 허용되는 최소 클리어런스를 정의합니다.

• 클리어런스와 라우팅 폭 요구사항을 설정하려면 PCB Rules and Constraints Editor (Design » Rules)을 여십시오.

클리어런스 제약 구성

• 디자인 룰 대화상자 왼쪽의 트리에서 트리를 확장한 뒤 기본 Clearance 룰을 선택합니다.
• 아래 이미지에서 강조 표시된 세 값만 알고리즘에 영향을 줍니다:

• TH(thruhole) 패드는 3D-MID 문서에서 TH 패드로 인식되지만, 홀 자체는 포함되지 않습니다.

라우팅 폭 구성

• 새로 배치되는 트랙의 폭은 적용 가능한 라우팅 Width 디자인 룰에 의해 정의됩니다. 3D 라우터는 Top Layer에 대한 Preferred Width 값만 지원합니다. 이는 전체 Preferred Width 필드(아래 이미지에서 강조 표시) 또는 레이어별 폭 필드에서 구성할 수 있습니다.

라우팅 중에 넷(또는 넷 클래스)에 자동으로 다른 클리어런스 요구사항이나 라우팅 폭을 적용하려면, 해당 넷(또는 넷 클래스)을 대상으로 하는 더 높은 우선순위의 룰을 생성하십시오.

► applying a rule to specific objects

에 대해 더 알아보기 ► configuring the rule priorities

에 대해 더 알아보기 기본 프로젝트 옵션 및 디자인 룰

새 프로젝트에는 기본 룰 생성 설정이 있으며, 새 PcbDoc3D 문서에는 기본 룰이 있습니다. 예를 들어 기본 프로젝트 설정은 회로도 편집기에서 PCB3D 편집기로 설계를 동기화할 때 하나 이상의 Placement 디자인 룰이 생성되도록 합니다. 이 기본 Placement 룰의 결과로 온라인 DRC는 컴포넌트가 룸(room) 안에 포함되어 있지 않음을 감지하여, 위반 상태로(초록색으로) 하이라이트합니다. 

• 기본 Placement 디자인 룰은 삭제할 수 있습니다. PCB Rules and Constraints Editor에서 해당 룰을 오른쪽 클릭하여 컨텍스트 메뉴를 표시한 뒤, 아래와 같이 삭제하십시오. Design Rules에 대해 더 알아보십시오.

• 회로도와 3DPCB 편집기 간 설계를 동기화할 때 프로젝트의 각 회로도 시트마다 Placement 룰이 생성되는 것을 방지하려면, Options for PCB Project 대화상자(Project » Project Options)를 열고 Class Generation 탭으로 전환한 다음, 아래와 같이 Generate Rooms 옵션을 비활성화하십시오. Project Options에 대해 더 알아보십시오.

정렬 그리드와 스케치를 사용한 라우팅

3D 객체의 불규칙한 표면을 가로질러 연결을 라우팅하므로, PCB 설계에서 사용하는 전통적인 XY 평면 그리드는 의미가 없습니다. 대신 3D-MID 편집기는 두 가지 유형의 스케치 기능을 지원합니다: Alignment Grid 및 imported Sketches. 

• 디자인 공간에서 어떤 객체도 선택되지 않았을 때 3D-MID 편집기 Alignment Grid는 Properties 패널에서 활성화 및 구성됩니다. 필요한 라우팅 피치에 맞게 Alignment Grid 속성을 다음 항목을 포함하여 구성하십시오:
  • Plane Kind (Alignment grid가 투영되는 기준 평면);
  • Size (그리드 피치) 및
  • Rotation (해당 평면과 평행한 회전 각도). 라우팅 중 마우스 포인터가 정렬 그리드에 가까워지면 가장 가까운 그리드 라인에 스냅됩니다.
• substrate is imported from an IGES file인 경우, 해당 IGES 파일에 포함된 스케치 요소(선과 호)도 라우트 배치 가이드로 사용할 수 있습니다. 라우팅 중 마우스 포인터를 스케치 선 교차점 쪽으로 이동하면 그 교차점에 스냅됩니다. 그렇지 않으면 근처의 스케치 선에 스냅됩니다. 스케치는 보이는 경우에만 배치에 사용할 수 있다는 점에 유의하십시오. 가시성을 토글하려면 View » Show Sketches 를 선택하십시오(이 명령은 Alignment Grid 표시에는 적용되지 않으며, 이는 Properties 패널에서 구성됩니다).

정렬 그리드를 활성화하여 라우트를 그리드에 스냅시키십시오.

연결 라우팅

라우팅을 시작하려면 Route » Interactive Routing 메뉴 명령을 선택하고, 아래에 표시된 것처럼 Active Bar의 바로가기 버튼을 클릭하거나, Ctrl+W 바로가기 키 조합을 누르십시오.

라우팅은 연결된 컴포넌트 핀 사이에 구리(동) 경로를 정의하는 과정입니다. 

라우팅 팁

• Interactive Routing 명령을 실행합니다. 커서가 녹색 십자 모양으로 바뀌며 대화형(Interactive) 라우팅 명령이 활성화되었음을 나타냅니다. 편집 세션에서 이 명령을 처음 실행할 때는, 명령을 선택한 시점과 실제로 라우팅을 시작할 수 있는 시점 사이에 잠시 지연이 있을 수 있습니다.

• 관심 있는 패드(또는 기존 라우트) 위의 아무 곳이나 클릭하여 라우팅을 시작합니다. 트랙 세그먼트가 나타나며, 고정된 끝은 자동으로 패드 중심(또는 기존 트랙 끝)에 부착되고, 다른 끝은 움직이는 커서에 부착됩니다. 마우스를 클릭할 때마다 배치되는 트랙 세그먼트는 해당 패드 또는 기존 라우트의 Net이 자동으로 할당됩니다.

• 라우트의 이동 끝에는 녹색 대화형 연결선이 붙습니다. 소프트웨어는 그 연결선의 다른 끝을 동일한 net의 가장 가까운 객체에 자동으로 연결합니다. 연결선의 패턴을 그대로 따라갈 필요는 없으며, 해당 net의 어떤 객체로든 자유롭게 라우팅할 수 있습니다. 대화형 라우팅 모드를 종료하면 소프트웨어가 즉시 연결선을 자동으로 업데이트합니다. 아래 이미지는 라우트가 대상 패드에 접근할 때 연한 색의 원래 연결선과 녹색 대화형 연결선을 보여줍니다. 이미지를 가리키면 완료된 연결이 표시됩니다.

  

• 왼쪽 클릭으로 트랙 세그먼트를 배치하고 라우팅의 고정점을 정의합니다. 그런 다음 커서를 계속 이동하고 클릭하여 다음 트랙 세그먼트를 배치합니다.

• 대상 객체에 가까워지면, 커서가 그 가장자리 안으로 들어오는 순간 패드 중심 또는 기존 트랙 세그먼트의 중심선(또는 더 가까우면 트랙 끝점)에 스냅됩니다.

• 연결을 라우팅하는 동안 Properties 패널에 접근하여 그리드를 활성화/비활성화하고, 필요 시 설정을 조정할 수 있습니다. 이는 이 섹션 시작 부분의 비디오에서 시연됩니다.

• 해당 연결의 라우팅이 완료되면 right-click (또는 키보드에서 Esc를 누름)하여 대화형 라우팅 모드를 종료합니다. 이는 대화형 라우팅 모드에서 빠져나오게 하므로, 라우팅을 계속하려면 명령을 다시 실행해야 합니다.

• 라우트를 미완성 상태로 남겨두었다가 나중에 다시 돌아와도 됩니다. Right-click 마우스를 사용하여 라우팅을 중지합니다.

• 기판 표면의 어느 위치에서든 라우팅을 시작할 수도 있습니다. 이 경우 라우팅에는 Net의 No Net 할당이 적용되므로, 이후 net이 할당된 패드로 라우팅하면 클리어런스 위반이 발생합니다. 따라서 기존 net 객체에서 라우팅을 시작하는 것을 권장합니다.

• 필요한 경우 Properties 패널을 사용하여 이미 배치된 트랙 세그먼트에 할당된 net을 변경할 수 있습니다.

• Walkaround Obstacle 모드에서 라우팅하는 경우, 다른 net에 속한 기존 객체에 접근할 때 트랙 세그먼트가 나타나기까지 지연이 있을 수 있습니다. Walkaround 알고리즘은 라우트 경로를 계산하기 위해 커서가 다른 net 객체의 바깥에 있어야 합니다. 클릭 이벤트와 트랙이 나타나는 시점 사이에도 지연이 있을 수 있습니다.

• 대화형 라우터가 멈춘 것처럼 보이면 마우스 이동을 멈추고, 소프트웨어가 필요한 객체 위치 계산을 마칠 때까지 기다리십시오. 이는 특히 한 기판 표면에서 다른 표면으로 이동할 때 중요합니다.

• 트랙은 클릭 후 드래그하여 편집할 수 있습니다.
  • 트랙을 클릭하고 드래그하여 새 버텍스(vertex)를 추가합니다.
  • 버텍스를 클릭하고 드래그하여 이동합니다.

• 이미 배치된 트랙 세그먼트의 폭을 변경하려면, 해당 세그먼트를 선택한 다음 Properties 패널에서 Width 설정을 편집합니다.

• 여러 세그먼트의 폭을 변경하려면 Shift 키를 누른 채로 각 세그먼트를 클릭하여 선택합니다. 그런 다음 Properties 패널에서 선택된 모든 세그먼트의 폭을 편집할 수 있습니다.

• net 내의 모든 트랙 세그먼트, 영역(region), 패드를 선택하려면 객체 하나를 선택한 다음 Tab 키를 누르십시오. 

• 트랙 세그먼트를 선택하고 키보드에서 Delete 키를 눌러 이미 배치된 라우트를 제거합니다. 

• 전체 net의 라우팅을 제거하려면 PCB 패널을 열고 Nets 모드로 설정한 다음 Select 체크박스를 활성화하고, 패널의 Nets 섹션에서 필요한 net(들)을 선택합니다. 패널이 소프트웨어에서 활성 요소일 때, 그래픽 편집 디자인 공간 상단의 PcbDoc3D 문서 탭을 한 번 클릭하여 이를 소프트웨어의 활성 요소로 만든 다음 Delete 키를 누르십시오. 선택된 패드는 상위 컴포넌트의 하위 객체이므로 삭제되지 않으며, 해당 컴포넌트와 함께만 삭제할 수 있습니다.

솔리드 영역(Solid Region) 배치

솔리드 영역 배치를 지원합니다. 영역 객체는 필요 시 구조의 에지 위를 가로지르면서 어떤 구리 형상도 만들 수 있습니다. 비디오는 3D 구조 위에 솔리드 영역을 배치하는 과정을 시연합니다.

솔리드 영역 배치 관련 참고 사항:

• 2(컴포넌트 숨기기) 및 3(컴포넌트 표시) 바로가기를 사용하여 컴포넌트 가시성을 전환합니다.
• 커서는 정렬 그리드와 기판과 함께 가져온 스케치 모두에 스냅됩니다. Alignment Grid (Properties 패널) 및/또는 Sketches(View » Show Sketches)를 활성화하고 구성하십시오.
• Active Bar 에서 Place Solid Region 버튼을 클릭하여 솔리드 영역 배치를 시작합니다.
• 소프트웨어는 마우스 클릭으로 정의되는 버텍스들로 둘러싸인 더 작은 면적을 솔리드 형상으로 인식합니다. 정의 중인 면적이 3D 기판의 여러 표면을 가로지르면, 소프트웨어가 영역의 내부/외부를 올바르게 추론하지 못할 수 있습니다. 필요한 경우 배치 중 Spacebar를 눌러 영역을 inside 와 outside 및 사용자가 정의한 면적 사이에서 전환할 수 있습니다.
• 준비가 되면 오른쪽 클릭하여 영역 배치를 종료합니다. 소프트웨어는 마지막 클릭 위치와 첫 클릭 위치 사이의 마지막 에지를 자동으로 정의합니다. 
• 배치된 후에는 영역의 형상을 대화형으로 편집할 수 없습니다.
• 배치된 영역을 한 번 클릭하여 선택합니다. 선택되면:
  • 영역을 net에 연결해야 하는 경우 Properties 패널에서 net 이름을 정의할 수 있습니다.
  • Delete 키를 눌러 선택된 영역을 제거합니다. 
• 아래 비디오에 표시된 것처럼, 가져온 곡선 스케치를 따라 트레이싱하여 곡선 영역을 만들 수 있습니다. 스케치 가져오기에 대해 자세히 알아보십시오.
• 내보내기 과정에서 동일한 net에 속한 여러 겹치는 영역은 하나의 영역으로 병합됩니다. 이로 인해 아래 비디오에 표시된 것처럼 컷아웃을 포함하는 영역이 생성됩니다.

3D-MID 설계의 비아

비아는 제약 조건에 따라 3D-MID 제조 공정 중에 생성될 수 있습니다.  이 영역의 제조 가능 범위를 확립하기 위해 제조업체와 직접 협의할 것을 권장합니다. 3D-MID 도구에는 아직 비아에 대한 완전한 지원이 구현되어 있지 않지만, 다음 워크플로를 사용하면 설계에 비아를 포함할 수 있습니다.

• 표준 PCB와 달리, 각 비아 패드는 컴포넌트로 취급해야 합니다. 심볼에 단일 핀을 포함하고 풋프린트에 이에 대응하는 단일 패드를 포함하는 비아 패드 컴포넌트를 생성해야 합니다.
• 비아를 포함하는 과정은 수동으로 배치하고, 넷 이름을 할당한 다음, 라우팅하는 절차입니다. 다음 슬라이드쇼는 그 과정을 보여줍니다. 

❯ ❮ Javascript ID: E

이 예에서는 노란색 연결선으로 표시된 것처럼 두 컴포넌트 패드를 연결하되, 파란색으로 표시된 것처럼 3개의 트레이스와 2개의 비아를 사용한다고 가정합니다. 표준 PCB와 달리, 각 비아 패드는 컴포넌트로 취급해야 합니다. 심볼에 단일 핀을 포함하고 풋프린트에 이에 대응하는 단일 패드를 포함하는 비아 패드 컴포넌트를 만들어야 합니다. Components 패널에서 비아 패드 컴포넌트 2개를 드래그하여 기판의 한쪽 표면에 놓습니다. 그리드를 사용해 처음 두 개와 정렬되도록, 기판의 반대쪽에 비아 패드 컴포넌트 2개를 더 드래그합니다. 관련 넷 이름을 확인하기 위해 컴포넌트 패드 중 하나를 선택합니다; 이 예에서는 NetLED2_2입니다. PCB 패널에서 Components 모드를 사용하여, 더블 클릭로 편집한 뒤 각 비아에 고유한 Designator를 할당합니다,  3dVia1 - 3dVia4이 예에서는 입니다. 이 3dVia 패드들의 Net 속성을 한 번의 편집으로 모두 설정하려면, 먼저 PCB 패널의 Components 섹션에서 해당 항목들을 선택합니다(Select 체크박스가 활성화되어 있는지 확인). 그런 다음 패널의 Component Primitives 섹션에서 4개의 패드를 선택합니다.   이제 Properties 패널로 전환하여, 선택된 4개 패드에 넷 이름을 할당할 수 있습니다 (패널 하단에 편집 대상으로 선택된 객체 수가 표시되는 것을 확인).  연결선이 업데이트되어, 비아 패드가 이제 컴포넌트 패드와 동일한 넷을 갖는다는 것을 나타냅니다. 기판의 보이는 표면에서 연결을 라우팅합니다. 기판을 뒤집은 다음, 기판의 다른 표면에서 연결을 라우팅합니다. 이제 남아 있는 연결선은 비아 자체를 나타내는 것뿐입니다. 이 연결은 설계 도구에서 완료할 수 없습니다. 설계자는 어떤 패드가 비아를 형성하기 위해 관통 드릴링 및 도금되어야 하는지 제조업체에 알려야 합니다. 3D-MID 문서의 연결성이 회로도 문서에 의해 구동되는 경우, 두 문서 간 일관성을 유지하기 위해 비아 패드 컴포넌트도 회로도에 추가하고 레이아웃과 동일한 넷에 연결해야 합니다. 패널에서 컴포넌트를 드래그하는 대신, 우클릭하여 컨텍스트 메뉴에서 Place를 선택하되, 아직 아무것도 배치하지는 마십시오. 컴포넌트가 커서에 떠 있는 상태에서, 키보드의 Tab 키를 눌러 Designator before 배치를 편집합니다. 이렇게 하면 나머지 3개의 컴포넌트를 계속 클릭하여 배치할 때, Designator가 자동으로 증가합니다.  필요에 따라 비아 컴포넌트를 와이어링합니다. 회로도와 레이아웃을 동기화하려면, 회로도 편집기 메뉴에서 Design » Update PCB 3D Document를 선택합니다. 그러면 Component Links 대화상자가 나타나며, 버튼을 사용해 각 신규 회로도 컴포넌트를 해당 3D-MID 컴포넌트에 자동으로 링크합니다.   OK를 클릭하여 링크 업데이트를 수락하면, ECO 대화상자가 나타나며, 회로도와 레이아웃 문서를 동기화하기 위해 수행해야 하는 모든 변경 사항이 상세히 표시됩니다. Execute를 클릭하여 이러한 변경을 적용합니다. 동기화가 성공했는지 확인하려면, 3D-MID 편집기 메뉴에서 Design » Import Changes를 선택합니다.

3D-MID 설계의 설계 규칙 검사(DRC)

이 기능은 Open Beta 상태이며, 3DLayout.DRC 옵션이 Advanced Settings dialog에서 활성화되어 있을 때 사용할 수 있습니다.

3D-MID Document 편집기는 3D 기판에 라우팅된 트랙에 대해 다음 규칙의 위반 사항을 일괄로 설계 규칙 검사(DRC)할 수 있는 기능을 제공합니다:

• 폭(Width)

• 간격(Clearance)

• 길이(Length)

• 매칭 길이(Matched Lengths)

설계 규칙 검사 구성은 메인 메뉴의 Tools » Design Rule Check 명령을 통해 접근하는 Design Rule Checker 대화상자에서 수행합니다.

DRC 설정 및 실행에 대한 자세한 내용은 Setting Up & Running a DRC 페이지를 참조하십시오.

생성된 DRC 보고서는 이러한 모든 검사에 대한 정보를 제공하지만, 설계 공간에서 하이라이트 표시되는 것은 간격(Clearance) 위반만입니다. 설계 공간에서 기존 위반 마커를 제거하려면, 메인 메뉴에서 Tools » Reset Error Markers 명령을 선택하십시오.

Design Rule Checker 대화상자(Tools » Design Rule Check)에서 DRC 설정을 구성합니다. 대화상자의 Rules To Check 설정을 사용하여 검사할 규칙 유형을 선택합니다.  

간격(Clearance) 규칙 위반이 감지되면 설계 공간에서 하이라이트 표시됩니다.

감지된 모든 위반 사항은 생성된 보고서 문서에 나열됩니다. 

 

3D PCB 내보내기

설계가 완료되면 File » Export » 3D-MID 명령을 사용하여 3D-MID 설계를 내보낼 수 있습니다. 내보낸 데이터는 로컬 프로젝트 폴더에 저장됩니다.

❯ ❮ Javascript ID: F

Altium 3D-MID 편집기에서 완료된 설계; MCAD에서 열린 내보낸 데이터; 그리고 MCAD에서 렌더링된 제품. Export » 3D-MID 명령에는 컴포넌트가 포함되지 않는다는 점에 유의하십시오.

기본 내보내기 설정(아래 나열됨)은 일반적으로 Laser Direct Structuring 공정에 적합하지만, 필요하다면 관련 Advanced Settings를 사용하여 다른 옵션을 구성할 수 있습니다.  

옵션	기본 출력	Advanced Settings 옵션
형식(Formats)	STEP IGES Parasolid	Export File 대화상자에서 필요한 형식을 선택
내용(Contents)	기판 및 도전 패턴 3DLayout.Export.WithSubstrate = True	도전 패턴만 3DLayout.Export.WithSubstrate = False
구조(Structure)	단일 어셈블리에서 기판과 도전 패턴을 별도 파트로 3DLayout.Export.AsSinglePart = False	단일 파트에서 기판과 도전 패턴을 별도 피처/바디로 3DLayout.Export.AsSinglePart = True
도전 패턴 두께(Conductive Pattern Thickness)	0 3DLayout.Export.Extrude = 0 3DLayout.Export.ExtrudeIntoSubstrate = 0	기판 안쪽 및/또는 바깥쪽으로 임의 값만큼 돌출(Extrude) 3DLayout.Export.Extrude = value (microns) 이 값만큼 바깥쪽으로 돌출 3DLayout.Export.ExtrudeIntoSubstrate = value (microns) 이 값만큼 안쪽으로 돌출

Advanced Settings는 Preferences 대화상자를 통해 접근하는 Advanced Settings 대화상자에서 구성합니다.  를 클릭하여 Preferences 대화상자를 연 다음, 대화상자의 System - General 페이지에서 Advanced 버튼을 클릭하여 Advanced Settings 대화상자를 엽니다.

또한 두 가지 Advanced Settings 옵션의 값을 변경하여, 내보낸 파일에서 도전 표면 간 전이(병합)가 처리되는 방식을 제어할 수 있습니다. 아래 이미지에 표시된 것처럼 Advanced Settings 대화상자에서 merge를 검색하면 설정을 빠르게 찾을 수 있습니다.

이 설정들이 내보내기 데이터에 미치는 영향은 다음 표에 나와 있습니다:

	TrackToTrackMergeMode=0	TrackToTrackMergeMode=1	TrackToTrackMergeMode=2
PadToTrackMergeMode=0
PadToTrackMergeMode=1
PadToTrackMergeMode=2

Note - Laser Direct Structuring 공정은 일반적으로 TrackToTrackMergeMode = 0 및 TrackToPadMergeMode = 0에 해당하는 내보내기 데이터 형식을 필요로 합니다.

기타 프로젝트 출력 데이터

• 예를 들어 BOM(Bill Of Materials)처럼 회로도 문서에서 데이터를 가져오는 프로젝트 출력은 기존과 동일하게 사용할 수 있습니다.

• 예를 들어 Draftsman 조립 도면처럼 PCB 문서에 의존하는 프로젝트 출력은 현재 3D-MID 문서에서는 사용할 수 없습니다.

• 3D-MID 설계를 내보낼 때(File » Export » 3D-MID), 내보낸 3D-MID 파일(STEP, IGES 또는 Parasolid)과 동일한 폴더에 txt 픽 앤 플레이스(pick and place) 파일이 생성됩니다. 이 파일에는 설계 내 각 컴포넌트의 위치 정보(컴포넌트 중심의 X, Y 및 Z 좌표와 컴포넌트의 회전 벡터)가 포함됩니다. 회전 벡터는 컴포넌트의 회전 핸들(컴포넌트를 선택했을 때 표시됨)에 따라 달라집니다:

  • 회전 벡터 1은 회전 핸들의 반대 방향을 가리키는 벡터입니다.
  • 회전 벡터 2는 컴포넌트의 위치 포인트에서 표면에 대한 법선 벡터입니다.
  • 회전 벡터 3은 위에서(회전 벡터 2의 반대 방향에서) 바라볼 때 회전 벡터 1을 기준으로 오른쪽 방향을 가리킵니다.

  
  3D PCB에 대해 생성된 Pick and Place 파일 예

  
  Pick and Place 파일에 사용되는 회전 벡터의 배치