전자 CAD/CAM/CAE 솔루션 전문 / PollEx, Quadcept 공식 공급 업체

언론보도자료

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Artwork(PCB 설계)의 효율적 디자인 리뷰를 위한

전자캐드 전용 뷰어의 활용



 전기 · 전자 기기를 제조하는 기업의 연구소에서는 하드웨어 엔지니어가 설계한 회로도에 따라 Artwork(아트웍)이라고 부르는 PCB 설계 작업을 진행하는 데 있어, 특히 중소기업의 경우는 사내의 Artwork 전문가들이 설계하거나, 외부의 Artwork 서비스 업체에 의뢰해서 진행하는 방식이 상당히 많은데, 비용이 적지 않은 PCB 설계 소프트웨어의 라이선스가 제한적이기 때문에 그 Artwork 데이터를 확인할 필요가 있는 유관 부서 담당자들은 PCB 설계 소프트웨어에서 출력된 제조데이터 – Gerber(거버) 데이터를 통해 확인하거나 변환된 PDF 데이터를 통해서 확인하는 경우가 대부분 이었다. 하지만, Gerber(거버) 데이터나 PDF 데이터는 이미지 형식으로 출력된 데이터들이기 때문에 주로 육안으로 확인하는 작업으로 제한된다.


 요즘과 같이 제조기업의 스마트팩토리와 빅데이터 활용 등의 이슈가 많은 시기에 CAD, CAE, CAM 등의 데이터를 활용하는 부분도 좀 더 효율적인 접근이 R&D부터 제조 생산에 이르기까지 전반적으로 필요하다고 할 수 있는데, 이에 설계 단계에서부터 전자캐드 데이터의 효율적인 활용에 대해 알아본다.




설계, 제조 프로세스에서의 CAD, CAM, CAE 데이터 활용


 개발 부서의 H/W 팀에서 회로도 설계가 완성되면 PCB 샘플 제작을 위한 부품의 수급과 BOM(부품목록)을 준비하며, Artwork 담당(PCB 설계자)에게 승인 등록된 회로도와 제품 외관 디자인 규격에 맞는 2D 데이터로 작성된 기구 도면(보통의 경우 .dxf 파일 등)을 전달하여 PCB 외곽 크기를 결정하도록 하고 Artwork 작업을 진행한다.


 한편, H/W 팀에서 선행 과제들의 경우 설계 단계에서의 시뮬레이션 SW들을 활용하여 분석하고 검증하는 과정들을 거치는데, 설계 데이터들 및 시뮬레이션을 위한 부품 모델 정보, PCB 적층 구조, 재질 정보, Data Sheet 등 다양한 데이터들이 요구된다.


 제품을 생산하기 이전에 생산성 검토 작업들을 수행하는 생산기술, 제조기술, 품질기술 등의 부서들에서도 생산을 위한 부품 규격에 관련된 표준안, 생산 및 공정 규격에 관련된 표준안 등의 자료들과 설계 데이터들을 R&D 부서와 공유하게 되는데, 이런 규격들을 포함하고 있는 장표나 문서를 보통 체크시트로 작성하고 관리하며, 설계데이터가 체크시트의 규격에 부합되는지 여부를 검사한다.


 양산 제품을 개발하는 최근의 대기업 및 중견기업들은 PCB 품질 향상을 위해 설계 단계에서부터 PCB 설계 검증 자동화 시스템, 즉 DFM(Design For Manufacturability) 시스템을 운영하고 있는데, PCB 체크시트 항목들 중에서 설계 규격에 관련된 부분을 파일로 저장하여 개발 모델 별로 관리, 적용함으로써 자동으로 체크된 결과물을 출력하여 디자인 리뷰에 활용하고 있다.


 Artwork 담당자는 PCB 설계 과정을 마치면 PCB 제작 및 SMT 수행을 위해 거버데이터, BOM, 좌표데이터, 메탈마스크 등의 자료를 업체에 전달하고, 생산 및 제조기술 등의 부서와 H/W 팀 등에서는 SMT 과정 이후 초기 샘플 확인 및 부품 실장 확인 작업을 거친다.


 이후 개발부서의 H/W, S/W, 기구설계, Artwork 등의 각 팀 담당자들이 조립 공정 및 OS porting 등에 관련된 작업 수행 후 각종 테스트를 진행하고, 생산관련 부서의 생산 검토 작업등을 거쳐 최종 승인을 받은 후에 비로소 양산 체제에 들어가게 된다.


 제품의 Time-to-Market 실현을 위해 이러한 개발에서 양산까지의 일련의 과정들은 회사 내 여러 부서들의 긴밀한 협업과 효율적으로 잘 갖추어진 프로세스 관리 시스템에 의해서 크게 영향을 받는 경우가 많으며, 스마트하고 고도화 된 회로 개발 환경을 구축하기 위해서는 설계 단계에서부터 표준화된 부품 라이브러리 관리 및 설계 산출물들의 데이터베이스가 유기적으로 연계되어 유관 부서들에서 효율적으로 활용될 수 있도록 전자캐드 데이터의 디자인 리뷰용 전문 뷰어도 점점 중요한 역할을 차지하고 있다.



 1. 전자캐드 데이터 리뷰용 전문 뷰어인 PollEx의 설계 단계에서의 활용 범위.png

▲ 전자캐드 데이터 리뷰용 전문 뷰어인 PollEx의 설계 단계에서의 활용 범위


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▲ 전자캐드 전문 뷰어인 PollEx의 제조 공정에서의 활용은
Real 3D 부품라이브러리 DB 구축과 함께 적용 범위가 크게 확장된다.



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▲ 회로 개발 프로세스 관리시스템(UDE)에서의 PollEx 뷰어 활용 범위는
직관적인 데이터 확인 및 이력 관리를 위해 중요하다.




각종 전자캐드의 호환성(Interface)과 PollEx

 Polliwog(폴리오그) 사에서 개발된 ‘PollEx(폴렉스)’ SW는 각종 전자캐드 SW에서 출력한 ASCII 데이터를 정확히 읽어들여 구현함으로써 설계 원본데이터의 모든 정보를 담아 사용자가 쉽고 편리하게 데이터를 검색하고, 분석할 수 있도록 지원하는 전자캐드 데이터 디자인 리뷰용 전문 뷰어다.

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▲ PollEx 툴에서 읽을 수 있는 각종 전자캐드 PCB 데이터 포맷 확장자


 ‘PollEx(폴렉스)’는 엔지니어들 간에 캐드(CAD) 종류가 다르면 설계 데이터를 공유하기 어려웠던 점에 착안해 개발됐다. 한 마디로 서로 다른 소프트웨어 툴로 만들어진 PCB 설계 데이터를 모든 엔지니어들이 읽을 수 있도록 변환해주는 통합 뷰어 툴이다. 뷰어가 가져야 할 기본 요건인 정확성, 직관성, 쉬운 사용법, 범용성, 합리적 가격 등 다섯 가지 장점을 모두 갖추고 있어 하드웨어 엔지니어부터 제조 및 생산 관리자까지 설계 데이터를 쉽고 빠르게 공유하고 협업할 수 있다.

 전자제품을 개발하는 기업들에서 사용되는 각종 전자캐드 데이터를 정확히 읽어들이므로 설계 툴의 라이선스가 제한적이라 하더라도 기존의 Gerber(거버) 데이터나 PDF 데이터 처럼 그림 속성의 데이터로 육안 검사하던 수준을 벗어나 설계의 모든 속성들을 찾고, 확인하고, 필요한 데이터를 출력하면서 보다 빠르고 정확한 디자인 리뷰를 가능하게 해준다.

 뿐만 아니라, 그 변환된 PollEx 데이터를 통해 다음과 같은 작업들이 가능하도록 옵션 소프트웨어들 및 써드파티 시뮬레이션 툴 들과의 인터페이스, 제조 장비 포맷 변환, 관리시스템 등과 연계 활용된다.

PCB 설계의 생산성 규격 자동 검증 시스템 DFM(Design For Manufacturing)
PCB 설계의 전기적 특성(신호/전원/EMI/ESD) 규격 자동 검증 시스템 DFE
        (Design For Electrical Engineering)
Real 3D PCB 설계의 조립성 자동 검증 시스템 DFA(Design For Assembly)
PCB 설계의 신호무결성 시뮬레이션 SI(Signal Integrity)
PCB 설계의 전원안정성 시뮬레이션 PI(Power Integrity)
PCB 설계의 온도 분석 시뮬레이션 Thermal Analysis
회로도-PCB-BOM 데이터들의 Revision 비교 및 3점 정합 비교
Gerber(거버) 데이터를 PCB 설계 정보로 변환하는 Gerber to PCB
ERP/PLM 연계 회로 개발 관리 프로세스인 UDE 시스템 내 회로/PCB 데이터



전자CAD 데이터 전문 뷰어 PollEx PCB의 주요 기능

PCB 설계 데이터의 공유 시 보안성 고려
Restricted PDBB

 기술 교류 및 업무상 설계데이터를 주고 받는 경우 보안상의 문제를 PDBB 데이터(PollEx PCB 출력데이터)를 활용하여 해결할 수 있다.

 데이터의 특정 영역을 지정하여 저장하는 경우 PCB 외형 정보를 제거하고 저장할 수 있으며, 특정 대상만 지정해서 저장하는 경우 대상 외 정보를 제거하거나 부품/Net 조합, Net/부품 조합을 구성해서 보낼 수 있다.

 부품 업체와 연계하는 경우는 해당 부품과 연결된 해당 Net만 선택하여 출력하거나 특정 영역에 해당하는 Net와 부품만 선택하여 출력이 가능하다. 또한, 협력 업체와 관련해서 데이터를 공유 시 부품 속성을 제거하거나 회로 내 부품 정보만 출력할 수 있다.


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▲ PollEx PCB 툴 기능 중 데이터 보안을 위한 Restricted PDBB



작업지도서 및 Data 출력
Component Arrangement / PCB Data Extractor

 PollEx PCB의 Component Arrangement 기능을 통해 제조기술 부서 등에서 요청하는 시 생산 작업지도서 출력이 가능한데, PCB 데이터에 부품명 표기, 1’st Pin 표기, 속성, 색상등 사용자 설정과 PDF 데이터로의 출력도 가능하다.

 PCB Data Extractor 기능으로는 사용자 설정에 따라 PCB 데이터 상의 부품 리스트 및 Net Data 출력 등이 가능하며, 엑셀 레포트 형식으로 저장되므로 문서화 도구로 활용할 수 있는데 예를 들어 자삽데이터 출력을 위해 부품명, 위치, 각도, 배치층 등등의 출력이 가능하다.


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▲ PollEx PCB 툴에서 데이터 출력 및 작업지도서 출력 기능



데이터 공유 및 Communication에 활용
RedMark

 PCB 설계 외주 업체 및 협력 업체와의 의사소통에 활용되는 RedMark 기능은 Artwork 데이터에 이야기 하고자 하는 환경과 대상을 표현하고, 전달하고자 하는 내용을 기술하여 정확하게 의사를 표현할 수 있다. 

 설계 변경 요청 시 변경 내용을 기록한 후 데이터를 보내면 수신자는 그 변경된 내용을 설계데이터와 함께 확인할 수 있으며, 설계데이터 외 참고 자료를 함께 첨부하여 상대방에게 보낼 수 있다.


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▲ PollEx PCB 툴에서 커뮤니케이션을 위한 RedMark 기능



PCB 설계데이터의 Net 분석 기능
Net 3D Viewing / Net Topology / Net Analyzer

 H/W 개발자가 PCB 설계 상의 배선 분석에 활용할 수 있는 유용한 기능들로 Net 구성에대해 3D 상태로 확인할 수 있으므로 Net의 3차원적인 추적이 가능한 기능이다.

 Net 구성을 도식화하여 표현하여 Net Topology를 한눈에 파악할 수 있으며, PollEx SI (Signal Integrity)와 연동되므로 설계 변경 없이 배선 구성의 수정 및 해석이 가능하다.

 Net 구성을 도표화 하여 수치상으로 표현해주며, Net 분석 시 Layer/Width 별로 구분 및 Pin/Branch 별로 구분되어 표현되는데 데이터는 엑셀 형식으로 출력된다.


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▲ PollEx PCB 툴에서 Net 분석을 위한 기능들



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