KR102010542B1 - Apparatus for prediction electrostatic discharge damage of smart junction box - Google Patents

Apparatus for prediction electrostatic discharge damage of smart junction box Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치에 관한 것으로, ESD(Electro Static Discharge) 데미지를 시험할 종류의 스마트 정션 박스에 대응하는 회로 정보를 입력받는 데이터 입력부; 상기 회로 정보를 바탕으로 3차원 PCB 형상을 생성하는 3D 모델링부; 상기 3차원 PCB 형상의 지정된 위치에 지정된 레벨의 ESD를 인가하는 ESD 인가부; 상기 3차원 PCB 형상에서 상기 ESD가 인가된 지점으로부터 접지에 이르는 모든 ESD 전달경로에 대한 전자장을 해석하는 전자장 및 전달경로 해석부; 및 상기 ESD 전달경로에 대한 전자장 해석이 완료된 시뮬레이션 결과를 지정된 형식으로 출력하는 시뮬레이션 결과 출력부;를 포함한다.The present invention relates to an electrostatic discharge damage prediction simulation apparatus of a smart junction box, comprising: a data input unit for receiving circuit information corresponding to a type of smart junction box to be tested for electrostatic discharge (ESD) damage; A 3D modeling unit generating a 3D PCB shape based on the circuit information; An ESD applying unit for applying an ESD of a specified level to a designated position of the 3D PCB shape; An electromagnetic field and a transmission path analyzer for analyzing the electromagnetic fields of all ESD transmission paths from the point where the ESD is applied to the ground in the 3D PCB shape; And a simulation result output unit configured to output a simulation result of completing the electromagnetic analysis of the ESD transmission path in a specified format.

Figure R1020190081636
Figure R1020190081636

Description

스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치{APPARATUS FOR PREDICTION ELECTROSTATIC DISCHARGE DAMAGE OF SMART JUNCTION BOX}Electrostatic discharge damage prediction simulation device of smart junction box {APPARATUS FOR PREDICTION ELECTROSTATIC DISCHARGE DAMAGE OF SMART JUNCTION BOX}

본 발명은 스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실제 스마트 정션 박스 제품에 정전기를 인가하지 않고 대신에 스마트 정션 박스의 데이터를 이용한 3차원 모델링을 통해 소프트웨어적으로 정전기를 인가하는 시뮬레이션을 실시하여 데미지(또는 손상)를 예측할 수 있도록 하는 스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic discharge damage prediction simulation apparatus of a smart junction box, and more particularly, does not apply static electricity to a real smart junction box product, but instead is statically generated by software through three-dimensional modeling using the data of the smart junction box. The present invention relates to an electrostatic discharge damage prediction simulation apparatus of a smart junction box, which can perform damage simulation (or damage) by applying a simulation.

통상적으로 자동차의 전기장치는 신경계통에 비유할 수 있으며, 전기장치가 정상적으로 작동하여야만 비로소 자동차는 그 성능을 제대로 발휘할 수 있게 된다.In general, the electric device of the vehicle can be compared to the nervous system, and the electric vehicle can only properly exhibit its performance until the electric device is normally operated.

이와 같은 자동차의 전기장치는 기관측 전기장치와 차체측 전기장치로 나눌 수 있는데, 기관측 전기장치는 점화코일, 배전기 고압 케이블, 점화 플러그 등으로 이루어지는 점화장치 및 발전기, 조정기로 이루어지는 충전장치로 되어 있고, 차체측 전기장치는 축전지를 비롯하여 조명용, 표지용, 신호용으로 이루어지는 등화장치, 인스트루먼트 패널에 설치되는 계기류 경고 표시장치 및 냉/난방장치 등이 있다.The electric device of such a vehicle can be divided into an engine-side device and a vehicle-side device. The engine-side device includes an ignition device consisting of an ignition coil, a distributor high voltage cable, a spark plug, and a charging device including a generator and a regulator. In addition, the vehicle-side electric device includes a battery, a lighting device for lighting, a sign, a signal, an instrument warning display device and an air conditioner / heating device installed in an instrument panel, and the like.

이러한 자동차의 전기장치들은 모두 와이어로 자동차의 엔진룸 내부에서 전자제어장치용 컴퓨터(Electronic Control Unit: ECU)와 연결되어 있는데, 이때 이들 와이어와 ECU를 서로 연결하는 중간 매개체로써 스마트 정션 박스(SJB : Smart Junction Box, 또는 스마트 정션 블록)가 사용된다.The electric devices of the vehicle are all wired and connected to an electronic control unit (ECU) in the engine room of the vehicle. In this case, a smart junction box (SJB) is an intermediate medium connecting the wires and the ECU to each other. Smart Junction Box, or Smart Junction Block) is used.

따라서 상기 스마트 정션 박스는 차량의 안전에 직결되는 매우 중요한 장치이므로, 차량에 실장하기 전에 반드시 안전검사를 통해 성능을 검증함으로써 안전성을 확보해야 한다.Therefore, since the smart junction box is a very important device directly connected to the safety of the vehicle, the safety must be secured by verifying the performance through safety inspection before mounting on the vehicle.

상기 스마트 정션 박스(SJB)의 안전검사로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 정전기 인가 장치(예 : ESD GUN : Electro Static Discharge GUN)을 이용하여 스마트 정션 박스(SJB)에 직접적으로 정전기를 인가하여, 상기 정전기에 의한 스마트 정션 박스(SJB : Smart Junction Box, 또는 스마트 정션 블록)의 부품 파손 및 오동작 여부를 확인하는 시험(안전검사)을 실시한다.As the safety inspection of the smart junction box (SJB), as shown in Figure 1, by applying static electricity directly to the smart junction box (SJB) using an electrostatic application device (eg ESD GUN: Electro Static Discharge GUN) In addition, a test (safety inspection) is performed to determine whether a component breakage or malfunction of the smart junction box (SJB: Smart Junction Box, or smart junction block) is caused by static electricity.

그런데 상기와 같이 정전기를 제품(예 : SJB)에 직접 인가하여 부품 파손 및 오동작 여부를 확인하는 시험(안전검사)은 정상(비정상) 판정은 가능하지만, 정전기에 의해 문제가 발생한 부분에 대한 정확한 데미지 전압의 확인이 어렵고, 정전기 개선 대책(예 : 부품의 용량 변경이나, 정전기 흡수를 위한 부품 추가 등)을 제안하는데 어려움이 있었다.As described above, the test (safety inspection) that checks whether parts are damaged or malfunctions by directly applying static electricity to a product (for example, SJB) can be judged as normal (abnormal), but it is accurate to damage the part caused by static electricity. It was difficult to identify the voltage and had difficulty in suggesting countermeasures for improving static electricity (eg, changing the capacity of parts or adding parts to absorb static electricity).

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0811090호(2008.02.29.등록, 고장 진단 기능을 갖춘 스마트 정션박스)에 개시되어 있다.Background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Registration No. 10-0811090 (2008.02.29. Registration, smart junction box with a failure diagnosis function).

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 실제 스마트 정션 박스 제품에 정전기를 인가하지 않고 대신에 스마트 정션 박스의 데이터를 이용한 3차원 모델링을 통해 소프트웨어적으로 정전기를 인가하는 시뮬레이션을 실시하여 데미지(또는 손상)를 예측할 수 있도록 하는 스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. According to an aspect of the present invention, the present invention was created to solve the above problems, and does not apply static electricity to the actual smart junction box products, instead of software through the three-dimensional modeling using the data of the smart junction box instead It is an object of the present invention to provide an electrostatic discharge damage prediction simulation apparatus of a smart junction box that can predict damage (or damage) by performing simulation to apply static electricity.

본 발명의 일 측면에 따른 스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치는, ESD(Electro Static Discharge) 데미지를 시험할 종류의 스마트 정션 박스에 대응하는 회로 정보를 입력받는 데이터 입력부; 상기 회로 정보를 바탕으로 3차원 PCB 형상을 생성하는 3D 모델링부; 상기 3차원 PCB 형상의 지정된 위치에 지정된 레벨의 ESD를 인가하는 ESD 인가부; 상기 3차원 PCB 형상에서 상기 ESD가 인가된 지점으로부터 접지에 이르는 모든 ESD 전달경로에 대한 전자장을 해석하는 전자장 및 전달경로 해석부; 및 상기 ESD 전달경로에 대한 전자장 해석이 완료된 시뮬레이션 결과를 지정된 형식으로 출력하는 시뮬레이션 결과 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An electrostatic discharge damage prediction simulation apparatus of a smart junction box according to an aspect of the present invention includes a data input unit configured to receive circuit information corresponding to a type of smart junction box to be tested for electrostatic discharge (ESD) damage; A 3D modeling unit generating a 3D PCB shape based on the circuit information; An ESD applying unit for applying an ESD of a specified level to a designated position of the 3D PCB shape; An electromagnetic field and a transmission path analyzer for analyzing the electromagnetic fields of all ESD transmission paths from the point where the ESD is applied to the ground in the 3D PCB shape; And a simulation result output unit configured to output a simulation result in which the electromagnetic field analysis of the ESD transmission path is completed in a specified format.

본 발명에 있어서, 상기 회로 정보는, 스마트 정션 박스의 회로도, PCB 아스키 파일, 스택업(Stack_up) 데이터, 및 소자 데이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the circuit information includes a circuit diagram of a smart junction box, a PCB ASCII file, stack_up data, and device data.

본 발명에 있어서, 상기 PCB(Printed Circuit Board) 데이터는, PCB 설계 데이터로서 아스키 파일 데이터이고, 상기 스택업(Stack up) 데이터는, PCB 적층구조 데이터로서 패턴의 동박 및 에폭시 두께 데이터를 포함한 것이며, 상기 소자 데이터는 퓨즈, 케이블, 및 수동 소자 정보 중 적어도 하나 이상이 포함된 데이터인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the PCB (Printed Circuit Board) data is ASCII file data as PCB design data, the stack up data includes copper foil and epoxy thickness data of the pattern as PCB laminate structure data, The device data may be data including at least one of a fuse, a cable, and passive device information.

본 발명에 있어서, 상기 3차원 PCB 형상은, PCB, 패턴, 퓨즈, 수동 소자, 케이블, 및 점프선 중 적어도 하나 이상이 실장된 3차원 형상인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the three-dimensional PCB shape is characterized in that the three-dimensional shape on which at least one or more of a PCB, a pattern, a fuse, a passive element, a cable, and a jump line are mounted.

본 발명에 있어서, 상기 ESD 인가부는, 실제 정전기 인가 장치에서 인가되는 ESD 파형과 동일한 형태의 ESD 파형을 인가할 수 있으며, 상기 ESD 파형의 생성을 위한 저항과 커패시터의 용량 조건을 변경하여 다른 형태의 ESD 파형을 생성할 수 있도록 구현된 것을 특징으로 한다.In the present invention, the ESD applying unit may apply an ESD waveform of the same type as the ESD waveform that is actually applied in the electrostatic applying device, and by changing the capacitance conditions of the resistor and capacitor for generating the ESD waveform of another form It is characterized in that it is implemented to generate an ESD waveform.

본 발명에 있어서, 상기 전자장 및 전달경로 해석부는, ESD 전달경로에 대한 데미지 정도를 3차원 PCB 형상에 색상으로 표시하며, ESD 데미지 정도가 작을수록 지정된 제1 색상으로 더 진하게 표시하고, ESD 데미지 정도가 클수록 지정된 제2 색상으로 더 진하게 표시하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the electromagnetic field and the transmission path analysis unit, the degree of damage to the ESD transmission path is displayed in color on the three-dimensional PCB shape, the smaller the ESD damage degree is darker in the designated first color, the ESD damage degree The larger the value is, the darker the color of the designated second color.

본 발명에 있어서, 상기 전자장 및 전달경로 해석부는, ESD 데미지 정도가 지점에 대한 ESD 개선대책이 적용될 경우, 이를 시뮬레이션을 통해 다시 해석하여 적합이나 부적합을 판단하고, 상기 ESD 개선대책은, 새로운 소자를 삽입하거나, 기존에 삽입된 소자의 용량을 증감하거나, 기존에 삽입된 소자의 종류를 변경하거나, PCB 패턴의 동박 두께나 넓이를 조정하는 것 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the electromagnetic field and the transmission path analysis unit, if the ESD damage measure is applied to the ESD improvement measures for the point, by analyzing it again through the simulation to determine whether or not, and the ESD improvement measures, It is characterized in that it comprises at least one of inserting, increasing or decreasing the capacity of the existing inserted device, changing the type of the existing inserted device, or adjusting the thickness or width of the copper foil of the PCB pattern.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 실제 스마트 정션 박스 제품에 정전기를 인가하지 않고 대신에 스마트 정션 박스의 데이터를 이용한 3차원 모델링을 통해 소프트웨어적으로 정전기를 인가하는 시뮬레이션을 실시하여 데미지(또는 손상)를 예측할 수 있도록 함으로써, 정전기에 의해 문제가 발생한 부분에 대한 정확한 데미지 전압을 확인할 수 있고, 정전기 개선 대책(예 : 부품의 용량 변경이나, 정전기 흡수를 위한 부품 추가 등)을 쉽게 제안할 수 있도록 하는 효과가 있다.According to an aspect of the present invention, the present invention does not apply static electricity to the actual smart junction box product, instead of performing damage by performing simulation of applying static electricity in software through three-dimensional modeling using the data of the smart junction box (or By making it possible to predict damage, it is possible to check the exact damage voltage of the problem caused by static electricity, and to easily suggest countermeasures for static electricity improvement (e.g. changing the capacity of a component or adding a component to absorb static electricity). It is effective.

도 1은 종래의 스마트 정션 박스의 정전기 방전 시험 장치를 촬영한 사진.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치의 개략적인 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 상기 도 2에 있어서, 데이터 입력부를 통해 입력받는 데이터를 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 5는 상기 도 2에 있어서, 3D 모델링부에서 생성한 3차원 PCB 형상을 예시적으로 보인 예시도.
도 6은 상기 도 2에 있어서, 전자장 및 전달경로 해석부에서 해석한 ESD 전달경로에 대한 데미지 정도를 모델링된 3차원 PCB 형상에 색상으로 표시한 예시도.
도 7은 상기 도 2에 있어서, ESD 데미지를 개선하기 전과 후의 시험 결과를 비교하기 위하여 보인 예시도.
1 is a photograph taken of the electrostatic discharge test apparatus of the conventional smart junction box.
2 is an exemplary view showing a schematic configuration of an electrostatic discharge damage prediction simulation apparatus of a smart junction box according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a schematic operation of an electrostatic discharge damage prediction simulation apparatus of a smart junction box according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view shown to explain data received through a data input unit in FIG.
5 is an exemplary view showing a three-dimensional PCB shape generated by the 3D modeling unit in FIG. 2.
FIG. 6 is an exemplary diagram in which the degree of damage to the ESD transmission path analyzed by the electromagnetic and transmission path analysis unit is displayed in color on a modeled 3D PCB shape in FIG. 2.
FIG. 7 is an exemplary view shown in FIG. 2 for comparing test results before and after improving ESD damage. FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치의 일 실시예를 설명한다. Hereinafter, an embodiment of an electrostatic discharge damage prediction simulation apparatus of a smart junction box according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, the definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.2 is an exemplary view showing a schematic configuration of an electrostatic discharge damage prediction simulation apparatus of a smart junction box according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치는, 데이터 입력부(110), 3D 모델링부(120), ESD 인가위치 선택부(130), ESD 인가레벨 설정부(140), ESD 인가부(150), 전자장 및 전달경로 해석부(160), 및 시뮬레이션 결과 출력부(170)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the electrostatic discharge damage prediction simulation apparatus of the smart junction box according to the present embodiment includes a data input unit 110, a 3D modeling unit 120, an ESD application position selector 130, and an ESD application level. The setting unit 140, the ESD applying unit 150, the electromagnetic field and the transmission path analysis unit 160, and the simulation result output unit 170 are included.

상기 데이터 입력부(110)는 시험할 종류의 스마트 정션 박스에 대응하는 회로 정보(예 : 회로도, PCB 아스키 파일, Stack_up 데이터, BOM 데이터 등)를 입력받는다(도 4 참조). The data input unit 110 receives circuit information (eg, a circuit diagram, PCB ASCII file, Stack_up data, BOM data, etc.) corresponding to the type of smart junction box to be tested (see FIG. 4).

도 4는 상기 도 2에 있어서, 데이터 입력부를 통해 입력받는 데이터를 설명하기 위하여 보인 예시도이다.4 is an exemplary view illustrating the data received through the data input unit in FIG. 2.

상기 데이터 입력부(110)는 PCB(Printed Circuit Board) 데이터를 입력받기 위한 PCB 데이터 입력부(111)를 포함한다. 상기 PCB 데이터는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같은, PCB 설계 데이터(즉, 아스키 파일 데이터)를 의미한다.The data input unit 110 includes a PCB data input unit 111 for receiving PCB (Printed Circuit Board) data. The PCB data means PCB design data (ie, ASCII file data), as shown in FIG. 4A.

상기 데이터 입력부(110)는 스택업(Stack up) 데이터를 입력받기 위한 Stack up 데이터 입력부(112)를 포함한다. 상기 스택업(Stack up) 데이터는, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같은, PCB 적층구조(예 : 동박, 에폭시 두께 등)에 관련된 데이터를 의미한다.The data input unit 110 includes a stack up data input unit 112 for receiving stack up data. The stack up data refers to data related to a PCB laminate structure (eg, copper foil, epoxy thickness, etc.), as shown in FIG. 4B.

상기 데이터 입력부(110)는 소자 데이터(즉, BOM List)를 입력받기 위한 소자 데이터 입력부(113)를 포함한다. 상기 소자 데이터(즉, BOM List)는 , 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 수동 소자 정보를 포함한다.The data input unit 110 includes a device data input unit 113 for receiving device data (ie, a BOM list). The device data (ie, BOM list) includes passive device information, as shown in FIG. 4C.

상기 3D 모델링부(120)는 상기 데이터 입력부(110)를 통해 입력받은 회로 정보(예 : 회로도, PCB 아스키 파일, Stack_up 데이터, BOM 데이터 등)를 바탕으로 소자가 장착된 3차원 PCB 형상을 생성한다(도 5 참조).The 3D modeling unit 120 generates a 3D PCB shape in which a device is mounted based on circuit information (eg, a circuit diagram, PCB ASCII file, Stack_up data, BOM data, etc.) input through the data input unit 110. (See Figure 5).

도 5는 상기 도 2에 있어서, 3D 모델링부에서 생성한 3차원 PCB 형상을 예시적으로 보인 예시도이다.FIG. 5 is an exemplary view illustrating a 3D PCB shape generated by the 3D modeling unit in FIG. 2.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 3차원 PCB 형상은 PCB, 패턴, 소자(예 : 퓨즈, 수동 소자 등), 및 케이블(예 : 점프선 등)이 3차원 형상으로 모델링되어 있다. 즉, 상기 데이터 입력부(110)를 통해 입력받은 회로 정보(예 : 회로도, PCB 아스키 파일, Stack_up 데이터, BOM 데이터 등)에 대응하는 3차원 PCB 형상을 모델링 한다.As shown in FIG. 5, the three-dimensional PCB shape is a PCB, a pattern, an element (eg, a fuse, a passive element, etc.), and a cable (eg, a jump line, etc.) are modeled in a three-dimensional shape. That is, a 3D PCB shape corresponding to the circuit information (for example, a circuit diagram, PCB ASCII file, Stack_up data, BOM data, etc.) input through the data input unit 110 is modeled.

상기 ESD 인가부(150)는 상기 3차원 PCB 형상의 원하는 특정 지점(또는 소자)에 미리 설정된 파형과 레벨의 ESD(정전기)를 인가한다(도 5 참조).The ESD applying unit 150 applies ESD (electrostatic) of a predetermined waveform and level to a desired specific point (or device) of the 3D PCB shape (see FIG. 5).

상기 ESD(정전기)는 실제 정전기 인가 장치(예 : ESD GUN)에서 인가되는 파형과 동일한 파형(예 : 330Ω-330pF Gun 모델의 ESD 파형)을 인가할 수 있으며, 상기 저항과 커패시터의 용량 조건을 변경하여 다른 형태의 ESD 파형을 생성하여 인가할 수도 있다.The ESD may apply the same waveform (eg, ESD waveform of 330Ω-330pF Gun model) that is applied by an actual static electricity applying device (eg, ESD GUN), and may change the capacitance condition of the resistor and capacitor. Another type of ESD waveform may be generated and applied.

상기 ESD 인가위치 선택부(130)는 상기 ESD 인가부(150)를 통해 상기 모델링된 3차원 PCB 형상에 ESD(정전기)를 인가할 위치(예 : 소자, 패턴, 접점 등)를 지정받는다. The ESD application position selector 130 receives a position (eg, an element, a pattern, a contact, etc.) to apply ESD (electrostatic) to the modeled 3D PCB shape through the ESD application unit 150.

상기 ESD 인가레벨 설정부(140)는 상기 ESD 인가부(150)를 통해 상기 ESD 인가위치 선택부(130)에서 지정받은 위치(예 : 소자, 패턴, 접점 등)에 인가할 ESD(정전기) 레벨을 설정받는다.The ESD application level setting unit 140 applies an ESD (electrostatic) level to be applied to a position (eg, an element, a pattern, a contact, etc.) designated by the ESD application position selection unit 130 through the ESD application unit 150. Get set.

예컨대 상기 ESD(정전기) 레벨은 ±4KV, ±8KV 등 가변될 수 있다.For example, the ESD (electrostatic) level can be varied, such as ± 4KV, ± 8KV.

이에 따라 상기 지정된 위치(예 : 소자, 패턴, 접점 등)에 지정된 레벨(예 : ±4KV, ±8KV 등)의 ESD(정전기)가 인가되면, 상기 전자장 및 전달경로 해석부(160)는 상기 모델링된 3차원 PCB 형상에서 상기 ESD(정전기)가 인가된 지점으로부터 접지에 이르는 모든 ESD(정전기) 전달경로(예 : 패턴 및 소자를 포함하는 경로)에 대한 전자장을 해석한다(도 6 참조). Accordingly, when an ESD (electrostatic) of a specified level (eg, ± 4KV, ± 8KV, etc.) is applied to the designated location (eg, device, pattern, contact, etc.), the electromagnetic field and transmission path analyzer 160 may model the model. In this three-dimensional PCB configuration, the electromagnetic field is analyzed for all ESD (electrostatic) transmission paths (for example, paths including patterns and elements) from the point where the ESD is applied to ground (see FIG. 6).

이때 상기 전자장 및 전달경로 해석부(160)는 전자장 해석을 위해서 맥스웰 방정식을 이용한 알고리즘이 적용될 수 있다.At this time, the electromagnetic field and the transmission path analysis unit 160 may be applied to the algorithm using the Maxwell equation for the electromagnetic field analysis.

도 6은 상기 도 2에 있어서, 전자장 및 전달경로 해석부에서 해석한 ESD(정전기) 전달경로에 대한 데미지(손상) 정도를 모델링된 3차원 PCB 형상에 색상으로 표시한 예시도이다.FIG. 6 is an exemplary diagram in which the degree of damage (damage) of the ESD (electrostatic) transmission path analyzed by the electromagnetic field and transmission path analysis unit is displayed in color on a modeled 3D PCB shape.

도 6을 참조하면 ESD(정전기) 데미지(손상) 정도가 작을수록 파란색으로 표시되고, ESD(정전기) 데미지(손상) 정도가 클수록 빨간색으로 표시된다.Referring to FIG. 6, the smaller the degree of ESD (electrostatic) damage (damage) is displayed in blue, and the larger the degree of ESD (electrostatic) damage (damage) is displayed in red.

이에 따라 상기 모델링된 3차원 PCB 형상에서 사용자는 색상을 참조하여, 간편하게 ESD(정전기) 레벨에 따라 ESD(정전기) 데미지(손상) 정도가 큰 위치를 확인할 수 있게 된다.Accordingly, in the modeled three-dimensional PCB shape, the user can easily check the location of a large degree of ESD (electrostatic) damage (damage) according to the ESD (electrostatic) level by referring to the color.

상기 시뮬레이션 결과 출력부(170)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 인가된 ESD(정전기) 레벨에 따른 ESD(정전기) 데미지(손상)가 있는 위치 정보를 출력하고, 사용자는 데미지가 전압 제한값의 범위를 벗어나는 경우, ESD 대응소자(ESD 개선대책)를 상기 모델링된 3차원 PCB 형상에 삽입한다.As illustrated in FIG. 6, the simulation result output unit 170 outputs location information with ESD damage according to an applied ESD level, and a user may determine that damage is caused by a voltage limit value. If out of range, an ESD response device (ESD improvement measure) is inserted into the modeled three-dimensional PCB shape.

예컨대 상기 데이터 입력부(110)를 통해 ESD 대응소자 데이터를 입력함으로써 상기 모델링된 3차원 PCB 형상에 삽입할 수 있다. 다만 이에 한정하지 않고 다른 방식(예 : 3차원으로 모델링된 대응소자를 직접 상기 모델링된 3차원 PCB 형상에 삽입하는 방식)을 적용할 수도 있다. For example, the data may be inserted into the modeled 3D PCB shape by inputting the ESD response device data through the data input unit 110. However, the present invention is not limited thereto, and another method (eg, a method of directly inserting a corresponding device modeled in 3D into the modeled 3D PCB shape) may be applied.

이때 상기 ESD 대응소자(ESD 개선대책)는 반드시 새로운 소자를 삽입해야 되는 것은 아니며, 기존에 삽입된 소자의 용량을 증감하거나, 기존에 삽입된 소자의 종류를 변경하거나, 패턴의 동박 두께나 넓이를 조정하는 것까지 포함한다.In this case, the ESD countermeasure (ESD improvement measure) does not necessarily include inserting a new device, and increases or decreases the capacity of an existing inserted device, changes the type of an existing inserted device, or changes the thickness or width of a copper foil of a pattern. It includes even adjusting.

상기와 같이 ESD 대응소자(ESD 개선대책)를 적용하여 다시 시뮬레이션을 수행할 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, ESD 개선 결과가 간편하고 빠르게 도출될 수 있다. 도 7은 상기 도 2에 있어서, ESD(정전기) 데미지(손상)를 개선하기 전과 후의 시험 결과를 비교하기 위하여 보인 예시도이다.When the simulation is performed again by applying the ESD countermeasure (ESD improvement measure) as described above, as shown in FIG. 7, the ESD improvement result may be easily and quickly derived. FIG. 7 is an exemplary view shown in FIG. 2 to compare test results before and after improving ESD (electrostatic) damage (damage).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치의 개략적인 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a schematic operation of an electrostatic discharge damage prediction simulation apparatus of a smart junction box according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치는, 상기 데이터 입력부(110)를 통해 시험할 종류의 스마트 정션 박스에 대응하는 회로 정보(예 : 회로도, PCB 아스키 파일, Stack_up 데이터, BOM 데이터 등)를 입력받는다(S101, S102). As illustrated in FIG. 3, the apparatus for predicting electrostatic discharge damage of the smart junction box according to the present embodiment may include circuit information corresponding to a type of smart junction box to be tested through the data input unit 110 (eg, a circuit diagram, PCB ASCII file, Stack_up data, BOM data, etc.) are received (S101, S102).

다음 3D 모델링부(120)를 통해 상기 입력받은 회로 정보(예 : 회로도, PCB 아스키 파일, Stack_up 데이터, BOM 데이터 등)를 바탕으로 3차원 PCB 형상을 생성한다(S103).Next, a 3D PCB shape is generated based on the received circuit information (eg, a circuit diagram, PCB ASCII file, Stack_up data, BOM data, etc.) through the 3D modeling unit 120 (S103).

다음 ESD 인가부(150)를 통해 상기 3차원 PCB 형상에서 미리 지정된 특정 위치(예 : 소자, 패턴, 접점 등)에 지정된 레벨(예 : ±4KV, ±8KV 등)의 ESD(정전기)가 인가하고(S104), 전자장 및 전달경로 해석부(160)를 통해 상기 모델링된 3차원 PCB 형상에서 상기 ESD(정전기)가 인가된 지점으로부터 접지에 이르는 모든 ESD(정전기) 전달경로(예 : 패턴 및 소자를 포함하는 경로)에 대한 전자장을 해석한다(S105). Next, ESD (electrostatic) at a predetermined level (eg, ± 4KV, ± 8KV, etc.) is applied to a specific position (eg, device, pattern, contact, etc.) previously designated in the 3D PCB shape through the ESD applying unit 150. (S104), all the ESD (electrostatic) transmission path from the point where the ESD (electrostatic) is applied to the ground in the modeled three-dimensional PCB shape through the electromagnetic and transmission path analysis unit 160 (for example, patterns and elements An electromagnetic field for the path included (S105).

상기 ESD 전달경로에 대한 전자장을 해석한 결과 부적합할 경우(S105의 부적합), 상기 전자장 및 전달경로 해석부(160)는 사용자가 제시한 ESD 개선대책을 해석하여 이 ESD 개선대책이 적합한지 부적합한지 체크한다(S106).If the result of the analysis of the electromagnetic field for the ESD transmission path is not suitable (non-conformance of S105), the electromagnetic field and the transmission path analysis unit 160 analyzes the ESD improvement measures proposed by the user whether the ESD improvement measures are appropriate or not. It checks (S106).

여기서 상기 ESD 개선대책은, 새로운 소자를 삽입하거나, 기존에 삽입된 소자의 용량을 증감하거나, 기존에 삽입된 소자의 종류를 변경하거나, PCB 패턴의 동박 두께나 넓이를 조정하는 것을 포함하는 개념이다.The ESD improvement measures include a concept of inserting a new device, increasing or decreasing the capacity of an existing inserted device, changing a type of an existing inserted device, or adjusting a copper foil thickness or width of a PCB pattern. .

이에 따라 상기 ESD 개선대책이 부적합한 경우에는 회로 정보를 변경하거나 재설계가 이루어지도록 한다.Accordingly, if the ESD improvement measures are inappropriate, the circuit information is changed or redesigned.

다음 시뮬레이션 결과 출력부(170)를 통해 시뮬레이션 결과를 지정된 특정 형식(예 : ESD 시험 평가서 형식)으로 출력한다.Next, the simulation result output unit 170 outputs the simulation result in a specific format (eg, ESD test report form).

상기와 같이 본 실시예는 실제 스마트 정션 박스 제품에 정전기를 인가하지 않고 대신에 스마트 정션 박스의 데이터를 이용한 3차원 모델링을 통해 소프트웨어적으로 정전기를 인가하는 시뮬레이션을 실시하여 데미지(또는 손상)를 예측할 수 있도록 함으로써, 정전기에 의해 문제가 발생한 부분에 대한 정확한 데미지 전압을 확인할 수 있고, 정전기 개선 대책(예 : 부품의 용량 변경이나, 정전기 흡수를 위한 부품 추가 등)을 쉽게 제안할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the present embodiment does not apply static electricity to an actual smart junction box product, but instead, it is possible to predict damage (or damage) by performing simulation of applying static electricity by software through 3D modeling using data of the smart junction box. By doing so, it is possible to confirm the exact damage voltage of the problem caused by the static electricity, and to easily suggest the countermeasures for improving the static electricity (eg, changing the capacity of the component or adding a component to absorb the static electricity). have.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible for those skilled in the art to which the art pertains. I will understand the point. Therefore, the technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.

110 : 데이터 입력부 120 : 3D 모델링부
130 : ESD 인가위치 선택부 140 : ESD 인가레벨 설정부
150 : ESD 인가부 160 : 전자장 및 전달경로 해석부
170 : 시뮬레이션 결과 출력부
110: data input unit 120: 3D modeling unit
130: ESD application position selection unit 140: ESD application level setting unit
150: ESD application unit 160: electromagnetic field and transmission path analysis unit
170: simulation result output unit

Claims (1)

ESD(Electro Static Discharge) 데미지를 시험할 종류의 스마트 정션 박스에 대응하는 회로 정보를 입력받는 데이터 입력부;
상기 회로 정보를 바탕으로 3차원 PCB 형상을 생성하는 3D 모델링부;
상기 3차원 PCB 형상의 지정된 위치에 지정된 레벨의 ESD를 인가하는 ESD 인가부;
상기 3차원 PCB 형상에서 상기 ESD가 인가된 지점으로부터 접지에 이르는 모든 ESD 전달경로에 대한 전자장을 해석하는 전자장 및 전달경로 해석부;
상기 ESD 전달경로에 대한 전자장 해석이 완료된 시뮬레이션 결과를 지정된 형식으로 출력하는 시뮬레이션 결과 출력부; 및
상기 ESD 인가부를 통해 상기 3차원 PCB 형상에 ESD를 인가할 위치를 지정받는 ESD 인가위치 선택부;를 포함하되,
상기 ESD를 인가할 위치는,
소자, 패턴, 및 접점 중 적어도 하나 이상을 포함하며,
상기 3차원 PCB 형상은 PCB, 패턴, 퓨즈, 수동 소자, 케이블, 및 점프선이 실장된 3차원 형상이고,
상기 시뮬레이션 결과를 출력하기 위한 지정된 형식은 지정된 ESD 시험 평가서 형식을 포함하며,
상기 ESD 전달경로는 패턴 및 소자를 포함하는 경로이고,
상기 ESD 인가부는,
실제 정전기 인가 장치에서 인가되는 ESD 파형과 동일한 형태의 ESD 파형을 인가할 수 있으며, 상기 ESD 파형의 생성을 위한 저항과 커패시터의 용량 조건을 변경하여 다른 형태의 ESD 파형을 생성할 수 있도록 구현된 것이며,
상기 전자장 및 전달경로 해석부는,
ESD 전달경로에 대한 데미지 정도를 3차원 PCB 형상에 색상으로 표시하며,
ESD 데미지 정도가 작을수록 지정된 제1 색상으로 더 진하게 표시하고,
ESD 데미지 정도가 클수록 지정된 제2 색상으로 더 진하게 표시하는 것을 특징으로 하는 스마트 정션 박스의 정전기 방전 데미지 예측 시뮬레이션 장치.
A data input unit configured to receive circuit information corresponding to a type of smart junction box to be tested for electrostatic discharge (ESD) damage;
A 3D modeling unit generating a 3D PCB shape based on the circuit information;
An ESD applying unit for applying an ESD of a specified level to a designated position of the 3D PCB shape;
An electromagnetic field and a transmission path analyzer for analyzing the electromagnetic fields of all ESD transmission paths from the point where the ESD is applied to the ground in the 3D PCB shape;
A simulation result output unit configured to output a simulation result of completing the electromagnetic analysis of the ESD transmission path in a specified format; And
And an ESD application position selector configured to receive a position to apply ESD to the 3D PCB shape through the ESD application unit.
Where to apply the ESD,
At least one or more of devices, patterns, and contacts,
The three-dimensional PCB shape is a three-dimensional shape in which a PCB, a pattern, a fuse, a passive element, a cable, and a jump line are mounted.
The designated format for outputting the simulation results includes the specified ESD test evaluation form,
The ESD transfer path is a path including a pattern and a device,
The ESD applicator,
It is possible to apply an ESD waveform of the same type as the ESD waveform applied from the actual electrostatic applying device, and to implement another type of ESD waveform by changing the capacitance condition of the resistor and capacitor for generating the ESD waveform. ,
The electromagnetic field and transmission path analysis unit,
The degree of damage to the ESD path is color coded on the 3D PCB geometry.
The smaller the ESD damage, the darker the specified first color,
The electrostatic discharge damage prediction simulation apparatus of the smart junction box, characterized in that the greater the ESD damage degree darker in the specified second color.
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