클라우드에 기반한 전자캐드 프로그램 쿼드셉트
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클라우드에 기반한 전자캐드 프로그램 쿼드셉트
  • 선연수 기자
  • 승인 2019.05.29 08:50
  • 댓글 0
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회로 부품 라이브러리 편

[테크월드=선연수 기자]

 

 

이번 호에서는 쿼드셉트(Quadcept)의 라이브러리 구조와 관리 환경에 대해 서술하고자 한다. 쿼드셉트와 같은 전자 캐드(ECAD) 프로그램을 통해 회로도 설계와 PCB 아트워크를 하기 위해선, 각 회로 부품에 대한 라이브러리 파일이 필수적이다. 라이브러리 파일은 일반적으로 회로도용 심벌(Symbol)과 아트워크용 풋프린트(Footprint)의 조합으로 생성되며, 정확하고 쉬운 생성 과정과 효율적인 관리가 매우 중요하다. 지금부터 쿼드셉트의 라이브러리 구조와 관리 환경에 대해 알아보자.

 

쿼드셉트의 라이브러리

 

[그림 1] 쿼드셉트의 라이브러리 환경

 

쿼드셉트는 약 25만 개의 라이브러리 파일을 무료로 제공한다. 라이브러리 파일들은 제조사, 부품의 종류, 핀(Pin) 수 총 3가지 기준으로 분류돼, 카테고리 내에서 원하는 라이브러리를 직접 찾거나 키워드 검색을 통해 찾을 수 있다. 로옴(Rohm), 디지키(Digikey), 칩원스톱(Chip1Stop)의 부품 번호(Part number)는 각 라이브러리 파일 내에 존재하며, 실시간으로 연동되는 3사의 홈페이지 내 부품 단종 여부, 실시간 가격, 최소 구매 수량(MOQ) 정보, 데이터 시트(Data sheet) 정보 등을 부품 번호를 통해 확인할 수 있다. 설계 후에는 연동된 부품 번호로 손쉽게 BOM 데이터를 작성할 수 있고, BOM에 작성된 부품을 원-클릭으로 주문할 수 있다.

 

[그림 2] 쿼드셉트의 라이브러리 서버 화면
 

 [그림 2]는 쿼드셉트의 라이브러리 서버 화면으로, 여기서 라이브러리 파일을 회로에 직접 불러 사용할 수 있다. 라이브러리 파일을 선택하면 [그림 2]의 오른쪽 아랫부분과 같은 미리 보기 창에서 회로 심벌과 풋프린트 파일을 확인할 수 있다. 또한, ‘Chip1Stop Part Number’나 ‘Digi-key Part Number’의 ⓘ 모양 아이콘을 누르면 각 서버로 접속돼, 해당 부품의 속성 값을 한 번에 확인할 수 있다. 라이브러리 환경은 로옴, 디지키, 칩원스톱과 연계돼, 원하는 부품이 없더라도 직접 라이브러리를 생성해 해당 부품의 정보를 3사의 서버로부터 불러올 수 있다.

 
다음으로 라이브러리를 구성하는 심벌, 풋프린트, 컴포넌트(Component)의 개별 환경에 대해 설명하고자 한다.

 

컴포넌트

 

[그림 3] 쿼드셉트의 라이브러리 구조 I

 

쿼드셉트의 라이브러리 구조는 [그림 3]처럼 하나의 컴포넌트 단위로 구성된다. 컴포넌트라는 최상위 단위 안에 심벌과 풋프린트가 서로 쌍을 이루는 구조로, 심벌의 핀과 풋프린트의 패드(Pad)가 서로의 핀 번호로 연결된다. 컴포넌트 안에 심벌이나 풋프린트를 여러 개 담을 수도 있다.

 

[그림 4] 쿼드셉트의 라이브러리 구조 II

 

[그림 4]와 같이 하나의 컴포넌트 내에 심벌이 게이트(Gate) 형태로 들어갈 경우, 이는 각각의 게이트로 나눠져 다중 게이트(Multi-Gate, Gate를 여러 개 가지고 있는) 컴포넌트로 구성된다. 이런 구조의 컴포넌트는 100핀 이상의 BGA나 QFP와 같이 핀 수가 많은 부품의 심벌을 생성할 때 주로 사용된다.

 

[그림 5] 쿼드셉트의 라이브러리 구조 III

 

[그림 5]는 하나의 컴포넌트 안에 하나의 심벌 형상을 등록하고, 풋프린트 형상은 여러 개를 등록한 구조다. 이 기능은 주로 동일한 기능을 하나 외형 형상이 여러 버전인 부품일 경우, 같은 형상의 심벌을 하나만 등록한 후 각 외형 형상별로 풋프린트를 등록해 사용하는 방식이다.

예를 들어, 동일한 기능의 IC가 있다고 가정해보자. 이 IC는 홀(Hole)에 리드(Lead)를 꽂아서 사용할 수 있는 PTH Type과 SMT 공정을 거쳐야 하는 SMD Type을 제공하며, 두 IC는 기능과 핀 배열(Pin map)은 같으나 겉으로 보이는 외형 형상이 다르다. 이 경우 하나의 컴포넌트 파일 내 IC의 심벌 형상은 하나만 등록하고, PTH Type의 풋프린트와 SMD Type의 풋프린트 두 개를 등록하면, PCB에 실장하고자 하는 Package Type을 상황에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.

마찬가지로, [그림 5]도 저항이나 캐패시터에 대해 회로도용 심벌 하나를 등록한 후, 부품 사이즈나 실장 유형별 풋프린트를 저장하면, 원하는 형상의 풋프린트를 상황에 맞춰 사용할 수 있다.

 

심벌

 

[그림 6] 심벌의 Draw Tab 메뉴 구성

 

심벌 환경은 쿼드셉트를 처음 접하는 사람들도 쉽게 접근할 수 있도록 매우 직관적으로 구성돼 있다. 심벌 생성에 꼭 필요한 기능들은 모두 Draw Tab에 저장돼, 나열된 기능들로도 심벌 하나를 간단하게 완성할 수 있다(이 Draw Tab의 메뉴 구성은 사용자가 원하는 대로 추가·삭제하거나 위치를 변경할 수 있으며, 이는 풋프린트 환경 역시 동일하다).

 

[그림 7] 심벌의 핀 리스트
 

또한, [그림 7]의 핀 리스트(Pin List) 기능을 활용하면 일일이 핀을 클릭하지 않고도 핀 이름과 핀 번호를 한 번에 수정·관리할 수 있다. 이는 Copy & Paste 기능을 통해, 핀 리스트가 많은 부품의 경우 [Copy All]을 이용해 Micro office-Excel로 데이터를 이동시켜 핀 리스트를 정리하고, [Paste All]을 통해 이를 다시 쿼드셉트로 붙여 넣을 수 있다.

 

풋프린트

 

[그림 8] IPC 규격에 따른 풋프린트 Wizard
 

풋프린트를 손쉽게 만들 수 있는 Wizard 환경도 구축돼 있다. 실제 부품의 리드 폭, 길이, 피치(Pitch, 리드 간 간격) 사이즈 등 형상 정보를 입력하면 IPC에서 제공하는 규격에 따라 풋프린트를 자동으로 생성한다. IPC 규격 외에도 사용자가 원하는 규격으로 제작할 수 있어, 사내 규격에 따라 Wizard 환경에서 풋프린트를 만들 수 있다. 현재 쿼드셉트에선 BGA, CHIP, QFP, SOP 총 4가지 유형의 풋프린트 Wizard에 대해 지원한다.

 

[그림 9] 이형 패드 생성
 

Copper의 형상을 쉽게 다룰 수 있는 것은 쿼드셉트의 장점 중 하나다. Copper의 형상처럼 이형 패드의 형상도, 패드 위에 Copper 형상을 덧대 원하는 모양의 패드 형상을 만들어 손쉽게 작업할 수 있다. 이형 패드를 만들기 위해 원하는 형상의 Copper를 Draw Tab에서 불러 [그림 9]처럼 패드 위에 올린 뒤, Merge 기능으로 두 개체를 하나의 개체로 합칠 수 있다. 이때 개체가 합쳐지더라도 개체의 원점은 기존에 배치된 패드의 원점을 그대로 따른다.

 

글: 캐드닉스 권슬아 과장 sra@cadnix.com
자료제공: 캐드닉스

 


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