Castellated PCB : 소개 및 설계 요구 사항
1 분
- Castellated Holes 설명
- Castellated Holes의 도전
- 설계 요구 사항
- 패드 모양 및 배치
- 캐슬레이티드 보드의 패널라이징
전자 기술의 급속한 발전으로 전자 제품은 소형화, 휴대성, 다기능성, 고집적화, 고신뢰성으로 나아가고 있습니다. 이에 따라 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)은 기성 모듈을 재사용하도록 설계되는 경우가 많습니다. 예를 들어, IoT 블루투스 모듈이나 NB-IoT 모듈 같은 필수 통신 모듈은 칩처럼 PCB에 납땜(Soldering)될 수 있습니다. 이러한 캐리어 보드는 소형 크기와 일부 가장자리에 Castellated Holes이 있어, 이를 통해 메인 PCB에 쉽게 납땜 가능합니다. 이 PCB 조립 과정은 업계에서 Castellated Hole 공정으로 불립니다.
Castellated Holes 설명
다음은 PCB(인쇄 회로 기판)의 캐슬레이트 가장자리 확대한 사진입니다.
이런 유형의 PCB는 가장자리를 따라 금속 도금이 된 반구멍 (캐슬레이티드 홀)이 배치되어 있습니다. 이러한 구멍들은 비교적 작으며, 주로 캐리어 보드에서 사용됩니다. 해당 보드들은 메인 PCB에 부착되는 자식 보드(daughter board)의 역할을 하며, 이 금속 도금된 반구멍을 통해 메인 PCB와 부품 핀에 납땜되어 연결됩니다.
Castellated Holes의 도전
보드 가장자리를 따라 반구멍을 금속 도금한 후, 품질을 효과적으로 관리하는 방법—예를 들어 구리 버(burr), 도금 벗겨짐, 잔여물 등을 방지하는 일이 제조 과정에서 항상 도전 과제로 남아 있습니다. 이러한 금속 도금된 반구멍(Castellated Hole) 내부에 구리 버가 남아 있을 경우, 부품 조립 시 약한 납땜 접합과 불량 연결을 초래할 수 있으며, 핀 간의 단락을 유발할 가능성도 있습니다.
전통적인 생산 방식에서는, Castellated Holes을 먼저 원형으로 뚫은 후, 그 안에 구리를 도금합니다. 문제는 나머지 반쪽을 제거할 때, 남아있는 반쪽의 구리 벽이 손상되지 않고 떨어지거나 들뜨지 않도록 하는 것입니다.
드릴링(drilling) 또는 밀링(milling) 작업 시, 스핀들(spindle)의 회전 방향은 시계 방향입니다. 공구가 A 지점에 도달하면, 홀 벽의 구리 도금(copper plating)이 공구 비트에 의해 기판(substrate)에 밀착되어 이 지점에서 구리 버(burrs), 벗겨짐, 또는 잔여물이 발생하지 않도록 보장합니다. 반면에 공구가 B 지점에 도달하면, 홀 벽이 구리를 지지할 수 없습니다. 공구가 전진 회전 시 그 힘에 의해 구리가 공구 회전 방향으로 말려 올라가게 되어 구리 버와 잔여물이 생깁니다. 이러한 요소들은 고객의 설치와 사용에 직접적인 영향을 미칩니다.
위의 목표를 달성하기 위해, JLCPCB는 수많은 탐구적 실험을 통해 castellated holes 공정에 능숙해졌습니다. 드릴링과 구리 도금 후, 두 단계의 드릴링/밀링 공정을 사용하여 절반의 메탈라이즈드 홀(metalized hole, 슬롯)이 유지되도록 합니다. 간단히 말해, 캐슬레이티드 홀은 기판의 가장자리를 따라 절단하지만, 도금의 무결성을 유지하여 고객이 납땜하고 사용할 수 있게 합니다. 현재 JLCPCB에서는 castellated holes 공정이 잘 확립되어 있습니다.
Castellated boards 의 비용 증가 이유: castellated holes은 특수한 공정입니다. 홀 내부에 구리가 있도록 보장하기 위해, 드릴링 공정 중 보드의 아웃라인을 절반만 밀링해야 하므로, 추가적인 제작 비용이 발생합니다. 또한, Castellated boards는 일반적으로 크기가 작아 표준 PCB보다 더 비쌉니다. 특수한 설계는 비표준 가격을 요구합니다.
설계 요구 사항
기본 치수
| 치수 | 최소 |
| 보드 사이즈 | 10 mm × 10 mm |
| 보드 엣지에서 Castellated pad까지(A) | 1.0 mm |
| Castellated pad 드릴 직경 (B) | 0.6 mm |
| 홀 간의 간격(Hole-to-hole clearance) (C) | 0.6 mm |
| 애뉼러 링 (Annular ring) (D) | 0.25 mm (절대 최소 0.18mm) |
A. Castellated pad에서 보드 가장자리까지의 거리 ≥ 1 mm.
B. Castellated hole의 직경 크기 ≥ 0.6 mm.
C. Castellated hole 엣지 와 Hole 엣지 간의 거리 ≥ 0.6 mm.
D. Castellated hole의 Annular ring 두께 0.25 mm (절대 최소값 0.18 mm). 엔지니어링팀이 이 값보다 작은 경우 변경할 겁니다. 패드 사이의 간격에 대한 특별 요청이 있는 경우, 주문 시 명시하고 반드시 생산 파일을 확인해 주세요.
참고 : 0.25 mm보다 작은 폭이 필요한 경우, 주문 시 메모를 남기고 "생산 파일 확인" 옵션을 선택하여 나중에 조정 사항을 확인해 주세요.
패드 모양 및 배치
Castellated holes은 원형 또는 타원형(원형 또는 사각형 납땜 패드)을 사용할 수 있지만, 납땜 패드를 보드 아웃라인의 내부 영역에 배치하는 것에 유의해야 합니다. 그림 3에서 보이는 바와 같이 보드 내부에 홀의 3분의 1만 위치한 설계는 생산 공정을 충족하지 못합니다. 최소한 홀은 보드 아웃라인의 중심선에 위치해야 합니다. 또한, 그림 6에 나와 있는 것처럼 보드 엣지와 평행한 타원형 Castellated holes은 가공할 수 없습니다.
캐슬레이티드 보드의 패널라이징
Castellated boards의 경우, 단일 보드의 크기는 반드시 10 mm 이상이어야 합니다(패널 사용 여부에 상관없이). Castellated Boards 는 V-컷과 마우스 바이트 패널화 방법도 사용할 수 있습니다.
한 가지 강조할 점은 V-컷을 Castellated 엣지에 사용해서는 안 된다는 것입니다. V-컷 도구가 구리층을 당겨서 홀에서 분리될 수 있기 때문입니다. 대신 CNC 밀링을 사용하여 모양을 가공해야 합니다.
V-컷 패널 (캐슬레이티드 되지 않은 엣지만 해당)
마우스 바이트 패널 Mouse Bite Panel
4면 Castellated hole 패널
고품질 PCB를 확보하는 것은 PCB 설계를 실현하는 데 있어 매우 중요합니다. JLCPCB에서는 최첨단 장비에 대한 투자와 전 세계 주요 원재료 공급업체와의 협력을 통해 최고 수준의 생산 기준을 유지하고 있습니다. 다섯 개의 자체 지능형 생산 기지를 통해 대규모 생산의 경제성을 활용하여 생산 비용을 절감하고, 이를 통해 고객에게 저렴한 하드웨어 혁신 기회를 제공하고 있습니다.
지속적인 성장
PCB 밀링 슬롯 설계: 동박과 가공 가장자리의 안전거리
PCB 설계 팁 모든 기계 가공에는 일정한 오차가 있으며 PCB 생산의 밀링 공정도 예외가 아닙니다. 원문에 따르면 JLCPCB의 일반 밀링 공차는 ±0.2 mm이며, 정밀 가공 옵션은 ±0.1 mm입니다. 이러한 가공 오차를 고려해 동박과 밀링 가장자리 사이에 최소 0.3 mm의 안전거리를 확보해야 합니다. 간격이 부족하면 트레이스와 패드가 손상되어 기판 불량으로 이어질 수 있습니다. 문제와 해결 방법 아래 예시에서는 기판의 밀링 슬롯(보라색)이 인접 트레이스와 너무 가까워 가공 과정에서 트레이스와 패드가 절단됩니다. 슬롯, 내부 컷아웃 및 외곽선 주변의 동박 간격을 설계 단계에서 확인하고 최소 안전거리를 반영해야 합니다. PCB 제조 가능 사양 페이지 자세한 그림과 설계 기준은 PCB 제조 가능 사양 페이지의 ‘Board Outlines’ 항목에서 확인할 수 있습니다. 지금 PCB 견적 받기 >>
PCB 설계 규칙 검사(DRC) 가이드: 주요 검사 항목과 실행 방법
PCB를 설계해 실제 제품으로 제작하려면 표준 PCB 제조 공정의 모든 제약 조건을 충족해야 합니다. PCB 설계에서 이러한 제약을 설계 규칙이라고 하며, CAD 소프트웨어에서는 DRC(Design Rule Check, 설계 규칙 검사)를 실행해 규칙 준수 여부를 확인합니다. 기판 구조가 계속 복잡해지면서 설계 규칙을 수동으로 모두 검증하기는 사실상 어려워졌습니다. 따라서 설계자는 PCB 설계 작업을 원활하게 진행할 수 있도록 CAD 소프트웨어에 정확한 규칙을 설정해야 합니다. DRC는 PCB 설계를 미리 정한 규칙과 비교해 제조 가능성과 기능 요구 사항을 충족하는지 확인하는 절차입니다. 설계 초기부터 정기적으로 DRC를 실행하면 오류를 줄이고 시간과 비용이 드는 재작업을 최소화할 수 있습니다. 다음은 PCB DRC를 효과적으로 실행하는 방법을 단계별로 정리한 가이드입니다. PCB 설계 워크플로우의 규칙 검사 DRC는 PCB 설계의 여러 단계에 포함해야 하지만 생산성을 유지하려면 검사 실행 방......
비정형 PCB 패널화 가이드: V-Cut 불량 사례와 개선 방법
실제 생산 현장에서 JLCPCB는 V-Cut 가공 조건이 충분히 고려되지 않은 PCB 패널 설계를 처리해야 하는 경우가 많습니다. 크기가 같고 외형이 규칙적인 직사각형 기판은 여러 장을 단순히 배열하는 방식으로 패널화할 수 있습니다. 그러나 크기가 서로 다르거나 외형이 불규칙한 비정형 PCB에는 이러한 단순 패널 설계를 적용하기 어렵습니다. 생산에 사용되는 장비의 가공 능력과 요구 조건까지 함께 고려해야 합니다. 아래에서는 실제 사례를 통해 잘못된 패널 설계의 문제점을 구체적으로 살펴보겠습니다. 사례 1 아래 사례에서는 비정형 PCB 주위에 더미 채움 영역을 추가했지만, 왼쪽 위와 왼쪽 아래 모서리 등에 기계적 지지 구조가 없습니다. 이 부분을 밀링하면 한쪽 끝만 지지된 상태가 되며, V-Cut 장비를 통과하는 동안 변형될 수 있습니다. 그 결과 외형 가공 과정에서 하중이 고르게 분산되지 않아 V-Cut 선이 직선으로 가공되지 않고, 기판이 불량으로 폐기될 수 있습니다. 아래와 같이 패널화하면......
PCB 패널화 설계 가이드: V-컷, 마우스 바이트와 패널 제작 기준
인쇄 회로 기판(PCB)은 현대 전자 제품을 구성하는 핵심 요소입니다. PCB 제조에서 중요한 공정 중 하나가 패널화입니다. 패널화는 여러 개의 PCB를 하나의 큰 패널에 배치하여 제조와 조립을 효율적으로 진행하는 방식입니다. 여러 기판을 동시에 처리할 수 있어 비용을 크게 줄이고 생산 효율을 높일 수 있습니다. 이 글에서는 성공적인 PCB 패널화에 필요한 도구와 기법을 비롯해 설계 시 고려 사항과 일반적인 문제를 종합적으로 설명합니다. PCB 패널화에 사용되는 도구, 기법 및 모범 사례를 자세히 살펴보겠습니다. PCB 패널화란? 패널화는 제조와 조립 효율을 높이기 위해 여러 개의 PCB를 하나의 패널에 배치하는 공정입니다. 각 PCB를 개별적으로 처리하는 대신 전체 패널을 하나의 유닛으로 처리합니다. 패널화를 적용하면 PCB 제조 및 조립 효율을 크게 높이고 비용을 줄일 수 있습니다. 패널화 방식 패널화는 PCB 제조와 조립의 효율성과 경제성을 높이는 핵심 공정입니다. 업계에서는 여러 가지 ......
PCB의 카운터싱크 구멍과 카운터보어 구멍의 차이점은 무엇입니까?
인쇄 회로 기판(PCB)을 설계할 때 엔지니어는 종종 보드에 구멍을 뚫어 부품을 장착하거나 커넥터를 부착해야 합니다. 두 가지 일반적인 구멍 유형은 카운터싱크와 카운터보어입니다. 언뜻 보기에 비슷해 보일 수 있지만 카운터싱크와 카운터보어 구멍 사이에는 PCB에서의 사용에 영향을 미치는 중요한 차이점이 있습니다. 두 용어 모두 CNC 가공에서 일반적으로 사용됩니다. 일반적으로 카운터싱크는 원뿔 모양의 구멍이고 카운터보어는 원통형 평평한 바닥 구멍입니다. 이 글에서는 카운터싱크와 카운터보어 구멍의 주요 차이점을 살펴보고 PCB 설계에서 각각에 대한 최적의 용도를 논의합니다. 카운터싱크는 60°, 82°, 90°와 같이 각도가 다릅니다. 카운터보어는 테이퍼링 없이 서로 평행한 측면이 있습니다. 카운터보어 대 카운터싱크로 시작해 보겠습니다. 카운터싱크와 카운터보어 홀의 차이점: 카운터싱크 홀이란? 카운터싱크 홀은 지루한 드릴링 과정 때문에 카운터싱크 홀보다 더 복잡합니다. 카운터싱크 홀은 나사 모양과......
제조를 위한 설계(DFM): 생산 최적화를 위한 종합 가이드
전자 및 산업의 경쟁 분야에서 제조 공정을 개선하는 동시에 품질을 유지하는 것은 매우 중요합니다. 여기서 제조를 위한 설계(DFM)가 유용합니다. DFM은 제품 개발 단계에서 제조의 단순성을 강조하는 설계 도구입니다. 초기 제조 제한은 DFM이 상품이 유용할 뿐만 아니라 합리적인 가격, 신뢰성, 대량 생산에서 쉽게 생산되도록 보장하는 데 도움이 됩니다. 이 기사에서는 DFM의 중요성, 핵심 아이디어, 제조 효율성을 위한 최상의 접근 방식에 대해 다룹니다. 제조를 위한 설계(DFM)란 무엇인가? 제조를 위한 설계(DFM)는 제조 환경을 고려하여 장치를 만드는 분야입니다. 복잡성을 줄이고, 비용을 통제하고, 설계를 일관되게 생산할 수 있도록 보장하면 제조상의 어려움을 조기에 식별하는 데 도움이 됩니다. DFM 개념을 결합하면 엔지니어가 생산을 시작하기 전에 필요한 변경을 할 수 있으므로 시간과 비용을 절약할 수 있습니다. DFM은 재료 선택, 구성 요소 표준화, 프로세스 단순화, 허용 오차 최적화......