더 효율적인 워크플로를 위해 간섭 검사를 ECAD로 이전하세요

전자 제품 개발에는 제한된 물리적 공간 내에서 공존해야 하는 기구 조립체와 전기 조립체가 포함됩니다. 이 적합성을 정확히 확보하는 것은 선택 사항이 아닙니다. 예를 들어, 커넥터가 인클로저 벽 밖으로 돌출되거나, 키가 큰 커패시터가 섀시에 닿거나, 장착 홀이 트레이스 위에 위치하는 경우 모두 제조를 가로막는 문제가 됩니다. 이러한 문제를 해결하는 전통적인 방식은 간섭 검증을 PCB 레이아웃이 이미 완료된 이후, 기구 설계자의 영역인 후속 단계로 넘기는 것입니다. 바로 이 인계 과정에서 일정 리스크가 누적됩니다.

ECAD 툴이 인클로저 형상이나 정확한 3D 부품 바디를 가져올 수 없다면, 전기 설계자는 클리어런스를 검증할 실질적인 방법이 없습니다. 그러면 이 검증 책임은 전적으로 기구 팀으로 넘어가고, 기구 팀은 완성된 조립체를 받아 위반 사항을 찾아낸 뒤 수정 요구사항을 전기 설계자에게 다시 전달하게 됩니다. MCAD 기능이 부족한 ECAD 소프트웨어에서 선택할 수 있는 또 다른 방법은 ECAD 환경에서 기계 파일을 내보낸 후, 이를 MCAD로 다시 가져와 MCAD 소프트웨어에서 PCB 조립체 모델을 재구성하는 것입니다.

이 루프를 한 번 돌 때마다 시간이 소요됩니다. 일정이 촉박하거나 동시 엔지니어링 의존성이 있는 프로그램에서는 이런 반복적인 왕복 수정이 테이프아웃과 프로토타입 제작 일정을 몇 주씩 지연시킬 수 있습니다.

그렇다면 이 일정을 어떻게 단축할 수 있을까요? 설계를 기구 설계자에게 넘기기 전에 전기 설계자가 간섭을 검증할 수 있는 방법론이 필요합니다. 이 방법론을 사용하면 반복 횟수를 줄이고, 시간을 절약하며, 전체 일정의 정확성도 높일 수 있습니다. 이제 이 방법론이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

늦은 간섭 검사로 일정을 늘리지 마십시오

간섭 위반이 있는 상태로 ECAD에서 MCAD로 한 번 인계하는 것은 관리 가능한 수준일 수 있습니다. 문제는 위반 사항으로 인해 부품 위치를 다시 조정해야 하고, 그 결과 라우팅이 무효화되며, 다시 신호 무결성 제약을 검토해야 하고, 경우에 따라 또 다른 스택업 또는 풋프린트 변경까지 필요해질 때 복합적으로 커진다는 점입니다. 예를 들어, 보스 구조를 피하기 위해 커넥터를 2mm 이동해야 하는 경우, 차동 페어 재라우팅, 길이 매칭 수정, 제조 노트 업데이트로까지 연쇄적으로 이어질 수 있습니다. 이러한 작업은 설계 가치를 더하지 않습니다. 첫 번째 인계 이전부터 존재했지만 레이아웃을 수행한 엔지니어에게는 보이지 않았던 문제를 뒤늦게 바로잡는 것에 불과합니다.

일정에 미치는 영향은 항상 만회하기 어렵고, 누구도 당연히 보였어야 할 기구 변경을 수용하기 위해 PCB 레이아웃을 다시 작업하는 일을 좋아하지 않습니다. 인클로저 금형 설계나 구조 해석을 병행하는 기구 설계자 역시 안정적인 보드 외곽선과 부품 높이 프로파일을 기다리는 동안 자신의 작업을 확정할 수 없습니다. 해결되지 않은 간섭 위반이 남아 있는 상태로 반복이 이어질 때마다 전체 기구 개발 일정이 묶이게 됩니다.

STEP 통합으로 검증을 앞당기기

이러한 반복의 대부분을 없애는 방법론은 단순합니다. 설계가 전기 팀을 떠나기 전에 3D 형상을 ECAD 환경으로 가져오는 것입니다. 이를 위해서는 두 가지 입력이 필요합니다. 첫 번째는 각 부품에 대한 정확한 3D 바디로, 일반적으로 부품 제조업체가 제공한 STEP 파일이거나 공개된 기구 외형 치수에 맞춰 모델링한 파일입니다. 이러한 모델을 라이브러리 항목의 부품 속성으로 포함하면 설계 전반에 걸쳐 3D 표현이 풋프린트와 함께 이동하도록 보장할 수 있습니다. 두 번째 입력은 기구 팀이 제공하는 기계 인클로저의 STEP 내보내기 파일이며, 이를 PCB 편집기에서 보드 수준 3D 바디로 가져옵니다.

두 입력이 모두 준비되면, 전기 설계자는 정의된 규칙에 따라 ECAD 툴 내에서 클리어런스 검사를 수행할 수 있습니다. 클리어런스 범위를 위반하거나 인클로저 형상과 물리적으로 교차하는 부품은 3D 보기에서 표시됩니다. 설계자는 정식 인계가 이루어지기 전에 부품 재배치, 보드 외곽선 조정 또는 기구 팀과의 형상 변경 협의를 통해 이러한 위반을 해결합니다. 설계가 기구 팀에 전달될 시점에는 실제 인클로저 형상을 기준으로 한 간섭 검사가 이미 완료되어 있으므로, 이후 검토는 문제 발견보다는 적합성 확인에 집중하게 됩니다.

그림 1 - 기구 검증을 위한 파일 내보내기 워크플로와 ECAD 내 통합 3D 간섭 검사 비교

Altium Designer의 3D 클리어런스 규칙과 온라인 검사

ECAD 내부에서 간섭 검사를 수행하려면 툴이 단순한 2D 코트야드 범위가 아니라 3D 바디 형상을 클리어런스 제약과 비교 평가할 수 있어야 합니다. 코트야드 기반 검사는 보드 표면에서의 풋프린트 겹침은 잡아낼 수 있지만, 부품 높이, 각도가 있는 커넥터 하우징, 또는 뚜껑에서 안쪽으로 돌출되는 인클로저 구조까지는 반영하지 못합니다. 실제 간섭은 3차원 문제입니다.

Altium Designer는 STEP 모델 및 파일의 가져오기와 내보내기를 모두 지원하므로, 전기 설계 내에서 전기적 간섭 검사를 수행할 수 있습니다. 부품 클리어런스 규칙은 설계 내의 모든 3D 바디와 모델이 사용자가 정의한 제약 조건을 준수하는지 검증합니다.

Altium Designer의 온라인 설계 규칙 검사 기능은 충돌 발생 시 이를 알려주고, 위반한 프리미티브를 식별하면서 충돌 위치를 녹색으로 강조 표시합니다. 또한 특정 STEP 모델 또는 3D 바디가 지정된 클리어런스를 위반할 경우 이를 나타내는 식별자도 제공됩니다. 여기서 평가 대상 프리미티브는 부품의 STEP 파일과 기구 하우징의 STEP 파일입니다. 아래 이미지는 커넥터가 인클로저 안에 올바르게 맞지 않기 때문에 강조 표시되는 예를 보여줍니다.

그림 2 - 녹색으로 강조 표시된 충돌 및 클리어런스 위반

이 기능의 실질적인 요구 사항은 다음과 같습니다.

• 개별 부품에 대한 STEP 가져오기 기능, 라이브러리 내 부품 속성으로 포함
• 보드 수준에서 인클로저 및 기구 요소에 대한 STEP 가져오기
• 구성 가능한 최소 클리어런스 값이 포함된 규칙 기반 3D 클리어런스 검사
• 대화형 배치 중 위반 상태를 갱신하는 온라인 DRC

ECAD 툴이 이 네 가지를 모두 충족하지 못한다면, 간섭 검사는 계속 MCAD에 의존할 수밖에 없고 반복 문제도 지속됩니다. 최악의 경우는 프로토타입 단계에서 검증하는 것으로, 이는 항상 보드 재제작, 인클로저 재설계 및 재제작, 또는 그 둘 모두의 위험을 초래합니다.

다음 그림은 전기 조립체가 하우징 내부에 안정적으로 들어맞도록 커넥터 위치를 변경한 결과를 보여줍니다.

그림 3 - 아무 강조 표시가 없다는 것은 이제 조립체가 인클로저 내부에 맞는다는 의미입니다

ECAD 내에서 간섭을 해결한다고 해서 MCAD 검토가 완전히 없어지는 것은 아닙니다. 기구 설계자는 여전히 구조 해석을 수행하고, 인클로저 조립 공차 스택업을 확인하며, 체결부 맞물림 길이를 검증하고, 열 경로를 검토해야 합니다. 차이점은 첫 번째 인계 시점부터 간섭 상태가 이미 양호하다는 점입니다. 기구 팀은 더 이상 클리어런스 위반에 대한 첫 번째 방어선이 아니라, 자신들의 형상을 기준으로 이미 검증된 설계를 검토하게 됩니다.

즉, 수정 목록을 만들어내는 위반 식별 작업 대신 MCAD는 문제없이 통과 여부를 확인하거나, 공차 해석이나 조립 순서처럼 실제로 기구 영역에 해당하는 문제만 드러내는 확인 검토를 제공할 수 있습니다. 이는 기구 팀의 시간을 훨씬 더 효율적으로 사용하는 방식이며, 양 팀 모두에게 더 안정적인 인계 상태를 만들어 줍니다.

MCAD CoDesigner: ECAD와의 완전한 기구 통합

Altium의 MCAD 공동 설계는 ECAD(전기)와 MCAD(기구) 설계 영역 사이의 간극을 메우도록 설계되었으며, PCB 조립체를 기구 엔지니어에게 “담 너머로 던지듯” 넘기던 시대를 끝내기 위한 것입니다. 이 기능은 Altium 프로젝트를 널리 사용되는 3D MCAD 애플리케이션과 연결하여, 엔클로저 설계, 제약 조건 정의, 간섭 재검증에 일반적으로 필요한 수작업 파일 교환 과정을 크게 줄이면서 다분야 팀이 협업 엔지니어링에 참여할 수 있도록 합니다.

ECAD-MCAD 협업은 전기 및 기구 설계 데이터를 동기화하는 과정입니다. 기구 엔지니어에게 이는 예기치 못한 문제와 재작업이 줄어든다는 의미입니다. 내보낸 STEP, IDF, IDX, DXF 파일이나 수동 업데이트에 의존하는 대신, 기계 CAD 소프트웨어 내에서 네이티브 형상을 사용해 직접 협업할 수 있게 해줍니다. 전기 엔지니어는 선호하는 MCAD 소프트웨어로 설계 변경 사항을 푸시할 수 있으므로, 기구 엔지니어는 정확한 보드 외곽선, 부품 배치, 구리 형상을 확인할 수 있습니다. 이를 통해 양쪽 팀은 지연이나 오해 없이 최신 변경 사항을 기반으로 작업할 수 있습니다.

• 양방향 동기화: 엔지니어는 Altium Designer와 널리 사용되는 MCAD 소프트웨어 간에 PCB 설계를 동기화할 수 있으므로, 두 팀이 항상 동일한 버전의 설계를 기준으로 작업할 수 있고 오류와 재작업의 위험을 줄일 수 있습니다.
• 고급 구리 형상 지원: 기구 엔지니어는 상세한 기구 검토나 FEA 수행에 필요한 명확한 전기 엔지니어링 데이터를 받을 수 있으며, 돌출 구리 및 비아 전달을 포함한 구리 형상과 3D 마스크 레이어 지원도 제공됩니다.
• 효율적인 CAD 파일 공유: 설계자는 자신이 선호하는 툴을 사용하고, Altium 워크스페이스 통합이 데이터와 설계 전송을 자동으로 관리하므로 개발 시간을 단축하고, 재스핀을 최소화하며, 시장 출시 시간을 앞당길 수 있습니다.

Push-Pull 프로세스 작동 방식

MCAD CoDesigner는 간단한 Push-Pull 프로세스를 구현합니다. 한쪽에서의 업데이트는 몇 초 안에 동료에게 전달될 수 있으며, 협업자의 공동 설계 패널에 알림이 표시됩니다. 또한 각 측은 각 Push 작업에 댓글을 추가해 변경 사항을 추적할 수 있습니다. 이러한 핵심 데이터의 즉각적인 교환은 수동 IDF/IDX/STEP/DXF 파일 가져오기 및 내보내기 없이 이루어집니다.

Push-Pull 기능을 통해 기구 엔지니어는 Altium Designer 내부에서 Altium 프로젝트에 접근할 수 있습니다. 설계가 MCAD 애플리케이션으로 가져와진 후에는 MCAD 툴에서 이루어진 모든 변경 사항이 ECAD 측으로 다시 동기화됩니다. 그리고 이를 Altium Designer로 다시 가져오면 PCB 레이아웃 데이터가 즉시 업데이트되어 보드 외곽선과 구리 변경 사항이 반영됩니다.

지원되는 MCAD 애플리케이션

PCB 설계는 SolidWorks, Autodesk Inventor, Fusion 360, 또는 PTC Creo로 가져올 수 있어, 간소화된 워크플로에서 제품 개발에 필요한 모든 것을 제공합니다.

자세한 내용은 다음을 참조하십시오:

• 제품 설계를 위한 ECAD MCAD 통합
• MCAD Co-Design을 통한 ECAD-MCAD 설계 협업

MCAD CoDesigner 기능 개요는 아래 비디오를 참조하십시오.

결론

전자 설계에서의 간섭 검사는 설계 프로세스에서 필수적이고 매우 중요한 부분입니다. 아주 단순하게 말해, 전자 조립체가 인클로저에 들어맞지 않으면 제품은 제작될 수 없습니다. 설계를 전기 설계자와 기구 설계자 사이에서 여러 번 주고받는 것은 시간과 비용을 초래합니다. 전기 설계 툴 내에서 클리어런스를 검사하는 것이 훨씬 더 우수하고 효율적인 선택입니다.

설계 흐름의 더 이른 단계에서 전기적 간섭 검사를 수행하려면, 부품 및 인클로저 STEP 파일을 가져오고 3D 규칙 검사를 수행할 수 있는 ECAD 도구가 필요합니다. Altium Designer의 통합 3D 간섭 검사와 기구 엔지니어와의 협업을 위한 MCAD CoDesigner 도구를 활용하면, Altium Designer 안에서 어떤 워크플로우도 구현할 수 있습니다. Altium Designer의 통합 환경은 설계 프로세스를 더 효율적으로 완료할 수 있는 방법을 제공합니다. 그 결과 설계 시간이 단축되어 제품을 일정에 맞춰 출시할 수 있습니다.

신뢰할 수 있는 전력 전자 장치든 고급 디지털 시스템이든 설계해야 한다면, Altium의 완전한 PCB 설계 기능 세트와 세계적 수준의 CAD 도구를 활용하십시오. Altium은 업계 최고의 PCB 설계 도구와 고급 설계 팀을 위한 학제 간 협업 기능을 모두 갖춘, 세계 최고 수준의 전자 제품 개발 플랫폼을 제공합니다. 지금 Altium의 전문가에게 문의하세요!