3D PCB 디자인: 왜 필요한가 그리고 어떻게 도움이 될까요

얼마 전 저는 젊은 아버지가 어깨에 앉힌 1살배기 아들을 즐겁게 해주는 모습을 지켜봤습니다. 아버지에게 안전하게 붙잡힌 아이는 아버지의 다른 모습을 보기 위해 계속해서 옆으로 움직였습니다. 귀여움의 과부하 속에서, 그는 먼저 아버지의 얼굴 왼쪽을 보고, 머리카락을 만지고, 오른쪽으로 이동한 다음, 시작한 곳으로 돌아갔습니다.

이 귀중한 순간을 지켜보는 것을 매우 즐겼지만, 중요한 점도 생각나게 했습니다. 아이는 가능한 많은 다른 시각에서 아버지를 보고 싶어 했고, 그래서 계속해서 관점을 바꿨습니다. PCB 디자이너로서 우리도 우리의 디자인을 가능한 모든 관점에서 보고 싶어 합니다. 과거에는 2D CAD 환경에서 작업하는 것에 제한되었지만, 이제 3D 디자인 환경이 더 접근하기 쉬워지고 있으므로, 이러한 도구를 사용하여 우리의 디자인을 발전시켜야 합니다.

PCB 디자인의 3D 뷰는 여러 가지 이점이 있습니다.

2D에서의 구식 디자인과 3D의 이점

제가 PCB로 처음 시작했을 때, 디스플레이 장치를 만드는 회사에서 일했습니다. 그 당시에는 아직 UNIX 기반 CAD 시스템을 사용하고 있었는데, 이는 오직 2D 작업 환경만을 제공했습니다. 제 첫 디자인 중 하나가 기계 CAD 그룹으로 전달되어 3D로 렌더링되었습니다. 비록 원시적인 블록 형태로만 표현되었지만, 제 디자인이 3D로 보이는 것에 대해 여전히 놀라움을 금치 못했습니다. 제 디자인이 이렇게 보이는 것을 처음 본 순간이었고, 그 기억은 저와 함께 남아있습니다. 3D 환경에서 작업하는 것은 PCB에게 많은 이점을 제공할 수 있습니다. 여기 몇 가지가 있습니다.

3D 컴포넌트 풋프린트: 3D로 디자인을 살펴보면서 처음 눈에 띈 것 중 하나는 큰 전해 콘덴서가 장치 케이스를 뚫고 올라와 있었다는 것입니다. 이것은 제 DRC에서 잡혀야 했지만, 어떤 이유에서인지 그렇지 않았습니다. 그래서 장치 뒤쪽에서 마치 개의 꼬리처럼 흔들리는 것을 보고 정말 놀랐습니다. 오늘날의 CAD 시스템에서는 이러한 유형의 오류를 잡기 위해 DRC를 설정하는 것이 표준 기능입니다. 이제 3D로 작업할 수 있게 되면서, 컴포넌트의 높이가 실제로 어떻게 보일지에 대한 실시간 피드백을 받을 수 있습니다.

레이어 구조 시각화: PCB 디자이너는 보드 레이어 구조가 3D로 정확히 어떻게 보이는지 볼 수 있는 이점을 얻을 수 있습니다. 이미지를 기울이고, 회전시키고, 팬하고, 확대하여 비아 스택이 어떻게 보이는지와 주변 객체들과 정확히 어떻게 상호작용하는지 볼 수 있습니다.

전체 3D 편집 기능: 우리의 디자인을 3D로 보는 것은 시작에 불과하며, 레이아웃도 3D 모드에서 편집할 수 있습니다. PCB는 보드 스택업을 통해 상호 작용적으로 상승하거나 하강하여 이동하고, 트레이스를 밀거나 다른 레이어로 라우팅할 수 있습니다.

MCAD/ECAD 협업: 3D CAD 시스템을 사용하면 기기 케이스와 같은 기계적 객체를 디자인에 추가할 수 있습니다. 이 기능을 통해 케이스나 다른 기계적 객체와 관련하여 3D 구성 요소를 볼 수 있으며, 이러한 요소에 대한 3D 클리어런스 검사를 실행할 수 있습니다.

플렉스 회로: 3D로 작업하는 또 다른 이점은 플렉스 회로를 설계하는 것입니다. 완전한 3D 환경에서는 조립될 때와 같이 접힌 상태의 완성된 플렉스 회로를 볼 수 있게 됩니다. 상상해 보세요; 플렉스 디자인이 사용 중일 때 어떻게 보일지 더 이상 추측할 필요가 없습니다. 3D CAD 시스템을 사용하여 정확한 표현을 볼 수 있기 때문입니다. 이를 통해 제조업체에 가기 전에 최종 접힌 구성에서 디자인과 관련하여 발생할 수 있는 조립 및 클리어런스 문제를 확인할 수 있습니다. 3D CAD 시스템에서 먼저 문제를 찾음으로써 기계적 문제를 해결하기 위한 추가 보드 스핀의 필요성을 줄이고 궁극적으로 돈을 절약할 수 있습니다.

3D 환경에서 작업하면 PCB 디자이너가 디자인 도구의 전체 잠재력을 활용할 수 있습니다.

3D 디자인: 오늘날의 디자인 요구 사항에 대한 새로운 표준

전통적으로, PCB 디자이너들은 2D 환경 내에서 작업하는 데 제한되어 왔습니다. 이 표준은 많은 년 동안 잘 작동했지만, 오늘날 PCB 디자인은 빠르게 발전하고 있습니다. 웨어러블 디바이스와 IoT와 같은 신흥 기술들이 디자인 산업을 3D 내에서 작업할 필요성으로 이끌고 있습니다. 시장에 먼저 디자인을 출시할 경쟁적 필요성으로 인해, PCB 디자인은 더 이상 제조 문제를 해결하기 위한 여러 번의 보드 스핀을 감당할 수 없게 되었습니다. 기계적 여유 공간, 플렉스 조립 세부 사항, 그리고 구성 요소 간격 문제들은 모두 제조로 가기 전에 3D 환경 내에서 보드를 디자인함으로써 선제적으로 해결될 수 있습니다.

그 작은 소년이 아버지를 더 잘 보기 위해 가능한 모든 관점을 탐색했듯이, 우리도 3D를 사용하여 우리 디자인의 모든 관점을 탐색할 수 있는 능력이 있습니다. 보드를 디자인하는 완전히 새로운 방법의 잠재력이 바로 우리 앞에 있습니다. 우리는 그저 뛰어들기만 하면 됩니다. 3D PCB 디자인 소프트웨어를 사용하는 것은 시작하기에 훌륭한 방법입니다. 예를 들어, Altium Designer^®와 같은 소프트웨어가 있습니다.

3D가 여러분의 디자인에 어떻게 도움이 될 수 있는지 전체 그림을 원하십니까? 그렇다면 Altium의 3D 디자인 환경 전문가와 상담하세요..