역설계 디지털트윈 솔루션 및 서비스

역설계 디지털트윈 프로세스 : PCB

COTS 상용부품은 시장에서 자유롭게 구매할 수 있기 때문에 디지털트윈 모델을 활용한 전자제품 역설계과정에서 PCB 회로를 복구하는 것이 핵심입니다. 만일, 기계 및 구조적 부품, 그리고 기구물까지를 역설계 하려면 3D 인쇄기법을 활용하여 수행할 수 있습니다. PCB회로를 복구하려면 FFF(Form, Fit, Function의 약자로 모양, 상호정합, 기능)이 모두 충족되어야 합니다. 만일, 회로의 연결상태만을 복구한다면 현장 반송품의 고장여부는 검사할 수 있지만, 전원 및 신호 정합성, EMI/EMC 등의 경우처럼 회로의 상세구조를 알아야만 할 경우에는 대처할 수 없어, 완전한 역설계라고 할 수 없습니다. 만일, 역설계가 FFF 수준까지 이른 다면 역설계 결과는 재승인이나 재시험이 없이도 원 설계제품과 동일하게 동일한 목적으로 현장에서 사용할 수 있습니다. 

 

다음은 전자제품 디지털트윈을 이용한 PCB 역설계 프로세스와 관련된 업무 분야를 보여줍니다.

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전자제품 PCB 역설계는 사용하는 역설계 솔루션과 장비에 따라 다르고, 소요 비용 역시 완성도 및 용도에 따라 큰 차이가 있습니다. PCB 역설계를 원 설계 제품과 동일하게 하려면 다음 표에서 보여주듯이 역설계 솔루션의 선택 뿐 아니라 가용한 실물의 수와 사용할 장비의 구성에도 주의를 기울여야 합니다. 

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디지털트윈 PCB 역설계 도구  ScanCAD

 

디지털트윈 PCB 역설계 도구 ScanCAD 에 대한 영상으로 하드웨어, 소프트웨어, 연동장비 및 작업 워크플로우에 대하여 소개합니다.

디지털트윈 PCB 역설계 도구 ScanCAD 를 구성하는 것은, 데스크시스템과 평판형 광학스캐너와 같은 하드웨어 그리고, ScanFAB ND 와 부속 소프트웨어 모듈입니다. 그리고 FPT / X-Ray CT / 전자 현미경 등 연동용 장비가 추가적으로 활용될 수 있습니다. 

ScanCAD 장비.png

다양한 산업군 활용

  • PCB 설계, 조립, 어셈블리 & 테스트

  • 하이브리드 마이크로 회로

  • 반도체 패키징

  • 광화학적 머시닝

  • 광전지의 조립

  • 의료, 항공 우주, 자동차 등
     

효과 대비 낮은 가격과 손쉬운 사용 방법

  • 골든 보드 와 CAD 프로그래밍

  • 탁월한 가격 대비 성능비  
     

전 세계 수많은 국가에서 설치 이용

  • 50+국가 3,000여 개 고객사

디지털트윈 PCB 역설계 도구 ScanCAD RE 스위트는 파괴, 비파괴 프로세스를 모두 지원합니다. 전자제품 보드 실물로부터 역설계를 시작할 수도 있고, 설계 내용을 담고 있는 각종 입력물로부터 광학적인 방법으로 회로 설계도를 복구합니다. 파괴 또는 비파괴 방식의 역설계중 어느 것을 선택하는가에 따라 보조적으로 사용할 수 있는 장비와 도구가 달라지며 FPT, X-Ray CT, 정밀재료제거기 등이 보조적인 도구로 사용됩니다.

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디지털트윈 3D 인쇄 도구 Zmorph

디지털트윈 3D 인쇄 도구인 Zmorph 는 개인용 및 교육용의 다기능 3D 프린터(3D 프린터, CNC 밀링, Lazser 절단이 한 장비에서 가능)와 산업용의 3D 프린터가 포함됩니다. 전자제품에는 전기전자적인 기능을 수행하는 것 이외에도 커넥터와 같이 구성품간 연결, 브라켓과 같은 구조물, 정교한 내부 회로와 부품을 보호하기 위한 기구물들이 필요합니다. 이러한 것들은 사용중에 전부 또는 일부가 손상되거나 파괴될 수 있기에, 실물을 3D 스캔한 이후 원제품과 유사한 복제품을 만들어 사용할 필요가 있습니다.

Zmorph 다기능 3D 프린터

Zmorph 산업용 3D 프린터

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재설계 디지털트윈 활용 분야

전자제품 역설계가 가장 활발하게 이용되는 분야는 국방 분야입니다. 그림에서 보듯이 다양한 전자장치들이 무기, 장비, 설비등에 사용되고 있으며, 무엇보다도 중요한 것은 수십년간에 이르는 긴 운영기간입니다. 이 기간 중에 공급업체가 사업을 중단하거나, 제품이 단종되거나, 새로운 고기능 무기로 대체하거나, 생산지가 외국으로 이전될 경우등 어떤 경우에도 사용자는 해당 기기와 장비를 중단없이 운용해야 하는 책임을 가지고 있습니다. 물론, 생산업체로부터 적극적인 유지보수를 받는다면 큰 문제가 없겠지만 이런 경우는 매우 드물고 높은 수리 비용을 지불하지 않고는 지속적인 운영이 어려운 경우가 많습니다. 따라서, 전자제품 역설계는 이런 어려운 상황에서도 생존성을 높이고, 역설계를 통한 생산 또는 재설계를 통한 개선을 할 수 있게 해야 합니다. 이런 역설계를 통해 국방 분야  운영비용을 크게 낮추는 데 기여할 수 있으며 각종 산업용 설비 및 장비에도 적용할 수 있습니다.   

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미 국방장비, 운용환경, 핵심역량 (출처 : CALCE)

전자제품 역설계가 FFF 수준으로 달성될 수 있다면 제품 운영비나 수리비용을 크게 낮추는 데 기여할 수 있습니다. 복구된 CAD 디자인을 FPT에 입력한다면 현장에서 회수되는 보드를 빠르게 검사할 수 있고, X-Ray CT 장비와 연동된다면 회수된 전자구성품의 내부와 비교해 봄으로써, 고장진단을 하거나 고장원인을 분석하는 일에 사용할 수 있습니다. 그리고 복구된 설계도를 수정하여 새로운 기능을 추가한 부품을 만들 수 있습니다. 설계도가 복구된다면, 이를 근거로 해당 제품에 대한 디지털트윈 모델을 만들어 목표 신뢰성 충족 여부, 고장 예측에 기반한 고장 수리 정책에도 활용할 수 있습니다.

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역설계 FPT 2.png

​ICT 픽스터 대비 FPT 검사 장점

  • 신뢰성이 있으며 정확

  • 운영이 쉬움  

  • 장시간 사람이 없이도 운영가능  

  • 많은 패드 PCB 신속시험

  • 많은 수의 작은 패드나 피치 PCB 시험

  • 서브스트레이트 종류, 모양, 크기면에서 유연

  • PCB 의 윗면과 아랫면을 동시에 시험 가능  

예)  FPT에 역설계된 CAD 데이터를 입력하여 반환장비에 대한 검사

플라잉 프로브 테스터는 픽스처없이 탐침(Probe)을 사용하여 실장된 또는 미실장된 PCB의 윗면과 아랫면에서 전기적인 시험을 수행하여 합선, 단절, 그리고 기타 전기적시험을 하도록 설계된 장비입니다. 

예)  FPT에 역설계된 CAD 데이터를 입력하여 반송된 고장품에 대한 검사

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예)  디지털트윈 PCB 역설계 결과를 활용한 위조품 및 위조부품 탐지

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예)  디지털트윈 PCB 역설계와 RPA 프로세스 연동 

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