매뉴팩쳐링에서의 DFM의 필요성과 DRC와의 차이점

-캐드닉스가 폴렉스로 DFN관련해서 많이 알려져 있다. 이번 준비하는 DFM 세미나는 어떤 내용으로 진행되는가?

지난번 세미나는 풀어헤치는 세미나였다, 이번에는 DFN에 집중해서 더욱 깊이있는 내용을 나누고자 한다. 특히 DFN에 대해서 설명시 강조하고자 하는것은 “표준화의 힘”이다. 표준화를 설명하면, 결과적으로 PCB설계, 회로설계, PCB생산, 제조과정 등에서 나올수 있는 표준스펙의 정리라 할수 있다.

-기존에는 표준화된 스펙이 없는가?

그렇지 않다. 우리가 생각하고 있는 것은, 최근 트렌드로, 주파수가 높아지고, 패키징 기술이 발달해서 핀피치가 줄어들고 부품사이즈가 소형화되는 하이퀄리티의 기술들을 계속 연구하고 개발해야 하지만, 그 이면에 깔려있는 기본적인 기초지식이라고 하는 것들을 한번 더 강조를 하고자 하는 것이다. 그런 기초지식이라는 것은, 결국 작업자들이 가지고 있는 어떤 설계 노하우 이런 것들로 표현할 수 있는데 그 노하우들을 조금 밖으로 끄집어 내 보는 것이 어떻겠느냐 라는 취지를 얘기해야 할 것 같고, 그 과정에서 말씀드릴 DFM이라는 행위나 폴렉스라는 검증 전문 프로그램을 도입함으로 인해서 얻어지는 효과들 까지 순차적으로 말씀을 드려보고 한 부분이라도 얻을수 있기를 바라는 마음입니다.

-DFM이 무엇인가?

DFM은 넓은 의미에서 얘기하면, 캐드를 이용해 설계한 내용에 다음과 같은 질문을 던지는것이다. “과연 우리 설계가 생산을 하기 위해서 적합한것인가?”  PCB쪽 관점으로 볼 때, 예를 들어서 부품간의 이격 거리 같은 부분들의 기준은 제조적인 측면도 고려 해야 하지만, 더 낳아가서는 리페어에 대한 부분도 고려를 해주는 것을 말한다.

-리페어라면 수정 등을 말하는가?

그렇다. 어떤칩의 경우 칩 높이가 높은 경우는 일반 칩의 간격보다는 좀 더 러프하게 간격을 두어야 수정이 용이하다. 그리고 내가 설계하는 보드가 양산에서 웨이브 솔러링을 할것인가? 리플로 솔더링을 할것인가? 이런 것에 따라 바탕면에 배치되는 부품의 간격들이 조금씩 달라져야 한다. 그런 고려가 없을시 쓸데없는 공간을 버린다던가 또는 제조자체가 불가능하게 되기도 한다.

가끔 보면 SMT들어갈 때 실제 양산을 넣었는데 너무 자리가 맞지 않아 오류 나고 결국에는 수납으로 넘어가는 경우를 많이 보았다.

그렇다 그렇게 되니까, 쓸데없는 비용이 들고, 어떤 또 다른  공정을 거침으로 제조 비용이 계속 상승하게 되는 것이다. 그리고 비용만큼 더 중요한 것이 시간인데 시간적인 측면을 줄일 수 있는 것, 이것이 DFM이라는 행위이다.  그 과정을 캐드닉스는 시스템에서 프로그램적으로 DFM을 표준화된 내용을 바탕으로 하게끔 하였다. 결과적으로는 우리가 기존에 모르던 새로운것들을 창출해 내는 것은 아니고 알고 있는 사항인데, 우리 엔지니어에게 주어진 시간이나 비용이 충분하지 않아서 실수를 하게 되는 부분들을 시스템을 통해 더욱 빠르게 하도록 하고자 하는 것이다.

-과거 같으면 PCB를 가지고 아트웍을 뜨고, 상사한테 컨펌을 받고 그렇던 것을 시스템에서 실증한다는것인가?

그렇다. 앞에서 말한것처럼 노하우들이 결국은 신입사원이나 경력이 짧은 사람들이 가지고 있는것이 아니다. 노하우라는것은 이미 우리의 선배들이 가지고 있는 기술들이기 때문에 그런것들을 시스템에 녹여 넣게 되면 선배들이 가지고 있는 기본으로 그 퀄리티에 대한 부분을 보증을 할수 있게 되는 것이다. 또한 이를 통해 PCB의 품질이 일정하게 유지될 수 있는 근거가 되는 것이 이러한 DFM을 하자고 하는 이유이다. 기존에 디자인 리뷰라고 해서 육안으로 검사하고 여러 사람이 투입이 되서 디자인을 몇시간씩 열심히 봐왔던 것을 이제는 시스템에 맞길 것은 시스템에 맡기고 사람이 할 수 있는 것은 사람에게 맡기는 것이 DFM의 도입방법이라고 할 수 있다.

-DFM에 대해서 간격부분에 대해 말했는데.. 이게 EMI등에도 이런 솔루션화된 예가 있는가?

EMI와 매뉴팩쳐링은 구분 할 필요가 있다.  이번에 다루고자 하는 것 매뉴팩쳐링이다. 이것은 생산을 잘 할수 있는 환경을 만들었느냐에 관한 DFM입니다. 예를들어 부품간의 이격 거리 그리고   실크와 관련된 이슈들이 상당히 발생하는데 대부분 별로 중요하게 생각하지 않으시는 것 같다. 실크가 패드와 겹쳐버리면 누군가는 수정을 해줘야 한다. 수정이 되지 않으면 제조진행이 안되기 떄문에 누군가가 해야 하는데 그것을 누가 하는냐 또 다른 어떤 인력이랑 시간이 투여되느냐 라는 것도 포함이 될 것 같습니다.
그리고 각종 캐드툴들에는 DRC라는 DFM과 비슷한 디자인 룰체커라게 있는데, DFM은 이 DRC를 좀더 전문화 하고, 확장 시킨 측면이 있다.  캐드에서 제공하는 것은 클리어런스적인 측면만 제공을 하고 있다. 하지만 우리가 제조과정에서 고려해야 할 사항들은 이외에도  많이 있다는것이다.

-DFM 국내 사용현황는 어떤간가요?

DFM이라는 것이, 지금은 표준화라는 이슈가 선행되면서 도입이 되는 시기이다. 현재로는 삼성이나 엘지 현대차와 관련된 협력업체들, 자동차 전장 제품을 개발하는 업체에서 많이 사용 되고 있다. 또한 올해 작년말부터 해서는 중견기업들도 이런 표준화에 대한 인식이 높아지면서 적극 검토를 하고 있다.

-좀 쉽게 설명을 요약을 한다면?

다시 말하자면, DRC와 DFM의 차이점을 언급하고 싶다. DRC는 캐드상에서 캐드 툴들이 제공해 주는 설계의 어떤 룰을 검사하는 것인데 그것들은 클리어런스적인 측면이 대두 되는것이다. 그런데 클리어런스만 되었다고 해서 PCB가 잘 만들어지느냐 그것은 아니다. 그래서 제조관점에서 볼때, 많이 봐야 하는 것이 부품 배치와 관련된 것이다. 이격거리들은 다양한 조합을 만들수 있다. 그렇지만 캐드에서는 불가능하다. 그리고 각종 제조와 관련된 표준 스펙과 같은 마크와 같은 이슈들.. 즉 마크라고 하면 캐드상의 원점을 말하는 것이 아니라 PCB를 만드는 제조장비들이 각 인식할수 있는 마크가 있다. 이런 것들이 장비와 준비 되어서 가장 잘 맞게 끔 구성이 되었느냐. 또는 비아가 가지고 있는 드릴홀들이 사이즈를 작게 함으로서 얻어지는 캐드상에서 공간활용의 효과, 즉 작개하면 작게할수록 공간이 늘어나는 부분 그러나 좋기는 한데 문제는 작게 할수록 신뢰성이 떨어지고 어느 일정 경계점을 넘어가면 제조공법 자체가 바꿔야 하는 그로인한 기하급수적으로 올라가는 단가가 발생된다. 그래서 가장 안정적으로 생산할 수 있는 비아홀의 사이즈가 얼마냐라는 스펙을 찾아, 보드에 적용 한다면 좀더 안정적으로 만들수 있지 않을까 싶습니다. 그런 측면을 보는거라 DRC와의 차이점은 충분히 인지 할수 있으리라 본다. 그 외 우리가 가지고 있는 400여가지의 아이템들이 사무실에 않아 “이런 불량이 발생할거야” 라는 고민을 통해 만든 아이템은 단 한 개도 없고 실제 프로그램을 사용하고 있는 유저가 “이런 불량이 발생했으니 이런 불량이 검출되지 않도록 해달라는 요구”를 통해서 적용되고 검증함으로 만들어진 것이다.