그레이 쓰나미 안에서 3D PCB CAD 탐색하기

샌디에이고 APEX - 가스램프 거리를 긴 스케이트보드를 타고 달리면서, 나는 정장과 넥타이를 차려입고 있었기에 분명 특이한 광경이었을 것이다. IPC APEX 전시회 바닥에서 막 나온 후, 몇 시간 동안 업계 동료들과 3D PCB CAD의 긍정적인 파도에 대해 논의한 후, 교통 속에서 회전을 그리며 호텔로 돌아가고 있었다.

갑자기, 붐비는 거리 모퉁이에서 두 남자가 나를 보고 웃으며 소리쳤다: "이봐, 넌 스케이트보드를 타기에 너무 나이가 많아!" 두 남자와 신호등에서 기다리고 있던 거리의 전체 군중의 즐거움을 위해, 나는 내 손으로 샤카 사인을 보여주었다. 빠르게, 신호등이 바뀌자 나는 전날 밤 PCB 디자이너 발표에서 들었던 용어를 사용해 그들에게 화답하며 소리쳤다. "회색 쓰나미를 보라고!" 거리에서 더 많은 웃음 소리를 듣고 나는 스케이트를 타고 계속 나아갔다.

회색 쓰나미라는 비유는 곧 전자 산업에서 마지막 파도를 타고 나갈 것으로 예상되는 PCB 디자이너들의 고령화된 인구를 설명하는 데 사용되었다. 그리고 그들은 아마도 그들의 집단적인 PCB 디자인 지식과 경험을 가지고 갈 것이다.

잠깐... 모두 물 밖으로! 뭐라고?!?

다시 말하지만, PCB 산업에서 대부분의 성공 뒤에 있는 사람들—PCB 디자이너들의 베이비 붐 세대—는 마지막 물결에 있습니다. 그들은 은퇴하고 있습니다.

수십 년 동안, PCB 디자이너들은 경험 많은 디자이너의 요구를 충족시키기 위해 계속 발전해야 했던 소프트웨어로 PCB 디자인을 구성해 왔습니다.

이러한 진화는 디자이너의 우회 방법을 통해 이루어졌습니다. 맞춤형 랜드 기하학과 눈물 모양의 패드 라우팅부터 구리 평면의 긍정적인 홍수까지. 차동 쌍의 동적 라우팅부터 중요한 경로의 자동 길이 매칭까지. 수동으로 가져온 DXF 템플릿부터 매우 상세한 기계적 스텝 파일까지. 경험 많은 PCB 디자이너는 소프트웨어가 쉽게 제공할 수 있는 도구로 발전하기 전에 디자인을 완성하는 데 그래픽적으로 필요한 것이 무엇인지 항상 알고 있었습니다.

예를 들어, 천년 세대의 PCB 설계자들 중 일부는 2000년경 "닷컴" 시대가 끝나기 전에 자동 전원 평면 생성의 단 하나의 유형만이 존재했다는 사실을 사소하게 여길 수 있습니다. 당시 설계 도구로 만들 수 있는 것은 내부 음극 평면뿐이었습니다. 그러나 PCB의 외부 층을 채우는 설계 기술이 더 널리 받아들여지면서, 설계자들은 외부 층 랜드 기하학 주변의 평면을 채우기 위해 자신만의 기하학적 트릭을 사용하며 창의적으로 대처했습니다. 자동 외부 층 구리 채우기를 수행할 수 있는 첫 번째 PCB 설계 소프트웨어가 PCB west에서 2000년에 열린 PCB 설계 벤치마크 이벤트에서 업계에 처음으로 공개되기 전까지는 그랬습니다.

이 순간은 경험 많은 PCB 설계자들의 요구에 응답하여 도구에 그들의 설계를 돕는 기능을 추가함으로써 모든 경쟁사들이 따라오도록 한 EDA 회사의 탁월한 예로 남아 있습니다. 그러나 새로운 기능이 도입됨에 따라 외부 층 인쇄, 에칭 및 도금 제약에 대해 설계자들을 교육할 필요가 생겼습니다. 심지어 거의 20년이 지난 오늘날에도, 설계자들은 추가 도금 단계에 더 많은 여유 공간이 필요한 외부 층 채우기에 동일한 여유 규칙과 내부 층 구리 평면(인쇄 및 에칭)을 잘못 사용하고 있습니다.

수십 년에 걸친 PCB 설계 경험이 회색 쓰나미를 따라 사라지면서, 우리는 이미 PCB 제조에서 해양 변화의 징후를 보고 있습니다. 전자 산업은 새로운 전자 엔지니어들로 넘쳐나고 있으며, 이들은 PCB 설계 및 레이아웃의 도전을 받아들이고 있습니다.

전자 공학 전망의 새로운 물결이 형성됨에 따라 산업 관계자들의 해안에서부터 흥분이 일고 있습니다. 하지만 새로운 PCB 설계 “초보자들”이 그들의 첫 파도를 잡기 위해 설계 도구를 저어 나가면서, PCB 제조 산업 부문은 끝없는 여름의 까다로운 설계 실패들—불가능한 PCB 스택업, 끔찍한 인쇄 및 에칭 도전, 다루기 힘든 드릴 종횡비—모두가 어색하거나 누락된 데이터, 설계 사양 및 문서와 결합되어 준비하고 있습니다.

베이비 붐 PCB 설계자 세대의 경험에 의해 주도된 PCB 레이아웃 도구의 큰 개선 덕분에, 우리의 신흥 밀레니얼 PCB 설계자들은 EDA 도구를 사용하는 방법을 무서울 정도로 빠르게 배울 수 있습니다! 하지만 설계를 배운다는 것—즉, 전기 성능 기준을 충족하는 충분한 경험을 얻고 비용 및 제조와 같은 많은 다른 제약 조건을 충족하는 것은—아직 버튼을 누르는 것만으로는 달성되지 않습니다. PCB 설계는 PCB 공정 이해관계자들과의 소통을 통해 그리고 그들의 능력을 이해함으로써 배워야 합니다.

EDA 회사가 "사용의 용이성" 기능이 단독으로 존재할 수 없으며 실질적인 PCB 설계 교육과 결합되어야 한다는 현실을 거부한다면, 그 제품은 새로운 디자이너들이 쉽게 실패할 설계를 만들 수 있게 할 것입니다!

경험 많은 디자이너들이 새로운 전기공학자들을 멘토링할 수 있는 인력이 점점 줄어들면서, 이들 전기공학자들은 PCB 레이아웃 도구에 성공으로 이끌어 줄 것을 기대하고 있습니다. PCB CAD 회사들이 이 사실을 잘 알고 있다는 것은 비밀이 아닙니다. 이 딜레마를 해결하기 위한 지속적인 기업 노력이 있습니다. 올바른 접근 방법은 무엇일까요?

과거의 기초 설계 경험을 포착하라

PCB 설계 교육자와 교육 프로그램은 구성 요소, 도체, 유전체 및 환경의 복잡한 조합이 신호 무결성과 전체 전기 성능에 어떻게 영향을 미치는지에 대해 많은 기초를 다져왔습니다. 진보적인 EDA 회사들은 이러한 기초 개념들을 블로그, 소책자, 세미나 및 설계 엑스포 회의에서 제시됨에 따라 적극적으로 참여하고 지원하며 모든 기초 개념을 포착하여 설계 소프트웨어에서 기본 기능으로 다루는 것이 좋습니다. 이러한 기초 정보를 소프트웨어 도구에서 "기본 설정"으로 단순히 내장하려고 시도하는 것은 새로운 설계자를 실패로 이끌었다는 것이 입증되었습니다. 실제로 새로운 설계자가 기본 설정이 제조 가능하도록 설정되어 있다고 안타깝게 가정한 결과, 제조할 수 없는 데이터가 PCB 공급업체에 나타난 경우가 있었습니다!

설계자를 현재 산업 이해관계자와 연결하기

전자 부품을 포함한 인쇄 회로 기판의 물리학은 수년에 걸쳐 변하지 않았지만, 패키징 밀도와 신호 무결성 매개변수는 극적으로 변했습니다. 매일, 설계자들은 이전보다 더 작은 새로운 구성 요소에 직면하고 있습니다. 일부 새로운 칩 저항기는 2019년에 표시된 페니의 0 안에 들어갈 정도로 작습니다!

하지만 좋은 전기 성능을 위해 새로운 부품이 사용 가능하다고 해서 항상 구매 이해관계자의 가용성에 있어 최선의 선택이 되는 것은 아닙니다. 이는 부품이 조립 이해관계자의 기계 처리에 있어 최선의 선택이라는 의미도 아닙니다. 그 어느 때보다도, PCB 설계자들은 모든 이해관계자의 성공을 위해 설계하기 위해 PCB 산업의 모든 이해관계자들에게 소개되어야 합니다. 고속 엔지니어링, 제작, 조립, 테스트 이해관계자들과의 연결이 EDA 도구 소프트웨어 기능을 통해 이루어지고 있습니다.

이제 특정 재료를 정의하고, 트레이스 임피던스를 계산하며, 제조 패널 및 조립 어레이를 위한 치수 및 허용 오차를 자동 생성하는 통합 소프트웨어를 보게 되었습니다. 하지만 이러한 설계 및 문서화 기능의 새로운 사용자를 그것들이 영향을 미치는 이해관계자들과 연결하지 않으면, EDA 도구 공급업체는 다시 새로운 설계자가 실패하도록 하고 있습니다.

IPC-2615를 사용하여 기하학적 치수 설정 및 허용 오차를 새로운 사용자에게 제공하는 PCB 설계 도구가 어떤 도움이 될까요? 치수 설정 및 허용 오차 수업을 한 번도 듣지 않은 새로운 사용자에게 말입니다. 아이고, 제대로 된 훈련 없이 이 기능을 적용하는 것이 좋은 생각이라고 생각한 새로운 설계자로부터 설계 문서를 받는 제조 이해관계자들을 도와주세요!

동적인 PCB 이해관계자 커뮤니티 구축

그러니 오해하지 맙시다. PCB 산업의 모든 이해관계자를 돕기 위해 추가된 새로운 기능들을 다룰 수 있는 레이아웃 소프트웨어를 보여주는 EDA 도구 웨비나를 보는 것은 정말 멋진 광경입니다. 마찬가지로 캘리포니아의 하프 문 베이 북쪽에 위치한 서핑 장소인 매버릭스에서 경험 많은 서퍼들이 60피트 높이의 거대한 파도를 타는 것을 보는 것도 멋집니다. 현명한 EDA 회사라면 이러한 파도를 타는 것은 경험 많은 전문가들만이 할 수 있다는 것을 인식할 것입니다. 그들은 이전에 그 길을 간 사람들로부터 현명한 조언을 구하고, 일단 파도를 탄 후 위험에서 벗어나기 위해 구조 헬리콥터와 개인 수상 오토바이와 같은 지원 팀을 구성한 사람들입니다. 정상적인 사람이라면 초보자에게 이런 일을 시도하도록 권장하지 않을 것입니다. 특히 혼자서는 더욱이요.

EDA 회사들은 최신 도구 기능의 파도를 지원하기 위해 PCB 이해 관계자 커뮤니티를 구축하는 것이 매우 중요하다는 것을 인식하고 있습니다. 건강한 PCB 디자인 커뮤니티는 그 사용으로 혜택을 받거나 사용자가 실패로 인해 피해를 볼 수 있는 모든 인원의 의견과 리뷰 피드백을 포함해야 합니다. 신호 무결성 성능 엔지니어링, 부품 엔지니어링, 공급업체 관리, 제조 엔지니어링, 테스트 엔지니어링, 심지어 고객까지 모두 함께 모여 공유하고 배워야 합니다. PCB 디자인 자체처럼, 이벤트도 특정 제약 사항을 준수해야 합니다. 그것들은 저렴하고, 흥미롭고, 재미있으며, 참여를 유도해야 합니다. 그것들은 PCB 커뮤니티를 구축하는 데 기여해야 합니다.

회색 쓰나미 이후 PCB 산업에 무엇이 남게 될까요?

PCB 디자인을 배웠거나 여전히 배우고 있는 시대와 관계없이, 이 직업은 항상 큰 이점을 가지고 있습니다. PCB 디자인은 좋아하는 음악을 들으면서 라우팅을 할 때 실제로 디자인 성능을 향상시킬 수 있는 기술 직업 중 하나입니다! PCB 디자이너는 헤드셋에서 올바른 음악이 재생되면 밤새도록 일을 마칠 수 있습니다. 나는 종종 Dick Dale과 Del Tones의 서프 록 음악에 맞춰 라우팅하면서 몇 시간이 흐른 줄도 모르고 지냈습니다. 안타깝게도, 세계는 최근에 "서프 기타의 왕"을 잃었습니다.

하지만 딕이 81세의 나이로 마지막 파도를 탄 이후, 그의 산업인 음악 산업은 그의 작업을 기초부터 기록하고 문서화하는 데 훌륭한 일을 해왔습니다. 수많은 녹음, YouTube 동영상, 심지어 서프록 축제까지 그의 유산이 살아남을 수 있도록 보장합니다. 그리고 무엇보다도, PCB 디자이너들은 그의 클래식한 노래 "Miserlou"를 들으며 수없이 많은 DDRx 디자인 트랙을 몇 시간 동안 라우팅할 수 있습니다.

음악 산업은 미디어에 접근하거나 생생한 이벤트에 참여할 시간이 있는 누구나 악기를 구입하고, 연주하는 법을 배우며, 심지어 연주로 생계를 유지할 수 있도록 가능하게 했습니다. 젊고 나이든 PCB 디자이너들은 우리 산업인 전자, PCB 디자인 산업이—아마도 EDA 도구 공급업체 자체에 의해 이끌리는—미래의 PCB 디자이너들을 위한 유사한 PCB 디자이너 유산을 보존하는 데 좋은 일을 하고 있기를 바랄 뿐입니다. 차세대 PCB 디자이너들은 능력 있는 도구에 대한 접근과 이를 사용하는 방법에 대한 적절한 지시뿐만 아니라, PCB 제조 워크플로우에 관여하는 "모두"를 소개받아 자신들의 건강한 생계에 기여하는 방법을 이해할 필요가 있습니다. 동시에 만족스럽고 효율적인 PCB 이해관계자 커뮤니티에 기여합니다.

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