PCB 제조 가능성에 영향을 미치는 주요 요소

전자제품의 필수품인 인쇄회로기판(PCB)은 전자제품의 기능 구현에 핵심적인 역할을 하고 있으며, 이는 PCB 설계 성능이 전자제품의 기능과 비용을 직접적으로 결정하기 때문에 PCB 설계의 중요성이 부각되고 있습니다. 우수한 PCB 설계는 많은 문제에서 전자 제품을 만들 수 있으므로 제품이 원활하게 제조되고 실제 응용 프로그램의 모든 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

PCB 설계에 기여하는 모든 요소 중 DFM(Design for Manufacture)은 PCB 설계와 PCB 제조를 연결하므로 전자 제품의 전체 수명 주기 동안 문제가 조기에 노출되고 적시에 해결되기 때문에 확실히 필수적인 요소입니다. PCB 설계 단계에서 전자 제품의 제조 가능성을 고려함에 따라 PCB 설계의 복잡성이 증가한다는 것은 신화였습니다. 전자 제품 설계의 라이프 사이클에 관해서, DFM은 전자 제품이 제조 과정에서 절약된 인건비로 원활하게 자동 제조에 참여할 수 있도록 할 뿐만 아니라 제조 생산을 효과적으로 단축하여 최종 전자 제품의 적시 완성을 보장할 수 있습니다.

PCB 제조 가능성

제조를 위한 설계는 제조성과 PCB 설계가 결합된 현재 고효율 제조, 고품질, 저비용으로 이어지는 핵심 요소입니다. PCB 제조 가능성 연구는 일반적으로 PCB 제작과 PCB 조립으로 분류할 수 있는 넓은 범위를 특징으로 합니다.

• PCB 제작

PCB 제작과 관련하여 PCB 크기, PCB 모양, 기술 레일 및 기준 마크와 같은 측면을 고려해야 합니다. PCB 설계 단계에서 이러한 측면을 완전히 고려하지 못하면 추가 처리 조치가 취해지지 않는 한 가공된 PCB 보드가 자동 칩 마운터에 의해 허용되지 않을 수 있습니다. 일부 보드가 수동 납땜을 활용하여 자동 제조에 참여할 수 없다는 것은 더욱 안타까운 일입니다. 이에 따라 제작기간이 길어지고 인건비도 상승하게 됩니다.

ㅏ. PCB 크기

각 칩 마운터는 각 마운터의 매개변수에 따라 서로 다른 요구되는 PCB 크기를 가지고 있습니다. 예를 들어, PCBCart의 칩 마운터가 허용하는 최대 PCB 크기는 500mm*450mm이고 최소 PCB 크기는 30mm*30mm입니다. 30mm*30mm보다 작은 PCB 기판 조립품을 다룰 수 없다는 의미는 아니며 더 작은 크기가 필요한 경우 패널에 의존할 수 있습니다. 칩 마운터는 인건비 상승과 생산 기간이 통제 불가능한 수동 마운팅에만 의존할 수 있는 경우 크기가 너무 크거나 너무 작은 PCB 보드를 허용하지 않습니다. 따라서 PCB 설계 단계에서는 자동 실장 제작에 의해 설정된 PCB 크기 요구 사항을 충분히 고려하고 유효한 범위 내에서 제어해야 합니다.

아래 이미지는 EDA 소프트웨어로 완성된 PCB 패널 설계 파일을 보여줍니다. 5x2 패널로 각 정사각형 단위는 크기가 50mm*20mm인 단일 보드입니다. 각 단일 유닛 간의 연결은 V-cut/V-scoring 기술에 의해 이루어집니다. 이 이미지에서 전체 정사각형은 100mm*100mm인 패널의 최종 크기를 표시합니다. 위에서 언급한 패널 크기 요구 사항을 기반으로 패널 크기가 적절한 범위에 속한다고 결론지을 수 있습니다.

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비. PCB 모양

PCB 크기 외에도 모든 칩 마운터는 PCB 모양 측면에서도 요구 사항이 있습니다. 일반적인 PCB 모양은 길이와 너비의 비율이 최적인 4:3 또는 5:4인 직사각형이어야 합니다. PCB의 모양이 불규칙한 경우 SMT 조립 전에 추가 조치를 취해야 하므로 비용이 증가합니다. 이를 방지하기 위해서는 PCB 설계 단계에서 SMT 요구 사항을 충족할 수 있도록 PCB를 일반적인 형태로 설계해야 합니다. 그럼에도 불구하고 실제 상황에서는 거의 달성할 수 없습니다. 일부 전자 제품의 모양이 불규칙해야 하는 경우 최종 PCB의 모양을 일반 모양으로 만들기 위해 스탬프 홀과 브리지를 사용해야 합니다. 조립 후 PCB에서 여분의 부품을 제거할 수 있어 자동 실장 및 공간 요구 사항을 모두 충족합니다.

아래 이미지는 EDA 소프트웨어를 통해 가공 에지가 추가된 불규칙한 모양의 PCB를 나타냅니다. 전체 보드 크기는 80mm*52mm이고 정사각형 영역은 실제 PCB 크기입니다. 우측 상단 모서리 부분의 크기는 40mm*20mm로 스탬프 홀과 브릿지로 인한 가공 모서리입니다.

씨. 테크니컬 레일

자동 제조 요구 사항을 충족하려면 PCB를 고정하기 위해 PCB에 기술 레일을 배치해야 합니다.

PCB 설계 단계에서 부품과 흔적이 남지 않는 5mm 너비의 기술 레일을 미리 남겨 두어야 합니다. 테크니컬 레일은 PCB의 짧은 쪽에 배치하는 것이 일반적이지만 길이와 너비의 비율이 80% 이상일 때 짧은 쪽을 선택할 수 있습니다. 테크니컬 레일은 조립 후 보조 생산 역할로 제거됩니다.

디. 기준 마크

부품이 장착된 PCB의 경우 각 조립 장비가 부품 위치를 정확하게 결정할 수 있도록 공통 기준점으로 기준 표시를 추가해야 합니다. 따라서 기준 마크는 자동 제조에 필요한 SMT 제조의 벤치마크입니다.

구성 요소는 2개의 기준 마크를 요구하는 반면 PCB는 3개의 기준 마크를 요구하며, 이는 PCB 보드 가장자리에 배치되고 모든 SMT 구성 요소를 커버해야 합니다. 기준 표시와 보드 가장자리 사이의 중심 거리는 5mm 이상이어야 합니다. 양면이 있는 PCB의 경우 SMT 구성 요소가 있는 경우 양쪽에 기준 표시를 사용할 수 있어야 합니다. 구성 요소가 너무 조밀하게 배치되어 기준 표시를 선상에 표시할 수 없는 경우 테크니컬 레일에 배치할 수 있습니다.

• PCB 어셈블리

PCBA로 줄여서 PCB 어셈블리는 실제로 베어 PCB 보드에 부품을 납땜하는 프로세스입니다. 자동 제조 요구 사항을 충족하기 위해 PCB 어셈블리는 구성 요소 패키지 및 구성 요소 레이아웃에 대한 몇 가지 요구 사항을 설정합니다.

ㅏ. 구성 요소 패키지

PCBA 설계 과정에서 부품 패키지가 부품간 거리가 너무 가까워서 규격에 맞지 않으면 자동 실장이 되지 않습니다.

부품에 대한 최적의 패키지를 얻으려면 전문 EDA 설계 소프트웨어를 사용하여 국제 부품 패키지 표준과 호환되어야 합니다. PCB 설계 과정에서 조감도 영역이 다른 영역과 겹치지 않아야 하며 자동 IC 마운터가 표면 실장을 정확하게 인식하고 수행할 수 있습니다.

비. 구성 요소 레이아웃

구성 요소 레이아웃은 성능이 PCB의 모양 및 제조 프로세스의 복잡성 수준과 직접 관련되기 때문에 PCB 설계에서 중요한 작업입니다.

구성 요소 레이아웃 프로세스 중에 SMD 구성 요소 및 THD 구성 요소의 조립 측면을 결정해야 합니다. 여기서는 PCB의 앞면을 component A 측으로, 뒷면을 component B 측으로 설정해 보겠습니다. 구성 요소 레이아웃은 단일 레이어 단일 패키지 어셈블리, 이중 레이어 단일 패키지 어셈블리, 단일 레이어 혼합 패키지 어셈블리, Side A 믹스 패키지 및 Side B 단일 패키지 어셈블리 및 Side A THD를 포함한 어셈블리 형태를 고려해야 합니다. B면 SMD 어셈블리. 서로 다른 조립에는 서로 다른 제조 공정과 기술이 필요합니다. 따라서 부품 레이아웃에 관해서는 최적의 부품 레이아웃을 선택하여 제조를 간단하고 쉽게 만들어 전체 공정의 제조 효율을 향상시켜야 합니다.

또한 구성 요소 레이아웃 방향, 구성 요소 간 간격, 열 방출 및 구성 요소 높이를 고려해야 합니다.

일반적으로 구성 요소 방향은 일관성을 유지해야 합니다. 구성 요소 레이아웃은 극성 표시가 있는 구성 요소와 극성 표시가 없는 구성 요소가 X 또는 Y 축에 깔끔하게 배열되어야 하는 극성 방향이 일치해야 하는 최단 추적 거리의 원칙을 따릅니다. 부품 높이는 최대 4mm, 부품과 PCB 전송 방향은 90°를 유지해야 합니다.

부품 솔더링 속도를 향상시키고 나중에 확인하기에 편리하려면 부품 사이의 간격이 일정해야 합니다. 구성 요소는 동일한 네트워크 내에서 서로 가까워야 하며 전압 강하에 따라 다른 네트워크 간에는 안전 거리가 유지되어야 합니다. 실크스크린과 패드는 겹치지 않아야 합니다. 그렇지 않으면 구성 요소가 마운트되지 않습니다.

PCB의 실제 작동 온도와 전기 부품의 열 특성으로 인해 열 방출 문제를 고려해야 합니다. 구성 요소 레이아웃은 열 발산에 초점을 맞춰야 하며 필요할 때 팬이나 방열판을 사용해야 합니다. 전력 구성 요소에 적합한 방열판을 선택해야 하며 열에 민감한 구성 요소는 열을 생성하는 구성 요소에서 멀리 배치해야 합니다. 높은 구성 요소는 낮은 구성 요소 뒤에 배치해야 합니다.

PCB DFM과 관련하여 초점을 맞춰야 할 세부 사항이 더 있으며 실제로 경험이 축적되어야 합니다. 예를 들어, 고속 신호 PCB 설계는 임피던스에 대한 특별한 요구 사항을 요구하며, 임피던스 및 레이어 업 정보를 결정하기 위해 실제 제조 전에 보드 제조업체와 논의해야 합니다. 작은 크기와 조밀한 트레이싱이 있는 일부 PCB 기판의 제조 준비를 위해 최소 트레이스 너비 및 비아 직경에 대한 제조 능력은 해당 PCB의 원활한 제조를 보장하기 위해 PCB 제조업체와 논의해야 합니다.

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