PCB 비용 절감을위한 기본 지침

PCB 제조 비용은 설계 과정에서 고려해야하는 몇 가지 요소에 따라 달라집니다. PCB 분야의 초보자라면 디자인이 비용 측면에서 최적화되지 않았을 수도 있습니다. 대다수의 초보 PCB 설계자는 툴링 비용뿐만 아니라 단가에도 큰 영향을 미치는 기본적인 너비, 간격 및 기타 많은 규칙을 고려하지 않습니다.

공구 및 제조 비용을 최소한으로 유지하려면이 기사에 나열된 권장 사항을 따르는 것이 좋습니다.

1. 보드 크기에 대한 엄지 법칙 :

보드 크기 또는 면적을 최소로 유지하십시오.

이것은 가장 분명한 규칙입니다. 보드 크기가 커지면 비용이 증가하는 경향이 있습니다. 가격은 보드의 면적에 대략 비례한다고 생각할 수 있습니다.

보드 모양과 슬롯을위한 엄지 손가락 규칙 :

필요한 경우를 제외하고는 불규칙한 모양으로 인해 추가 비용이 발생할 수 있다는 점을 고려하여 정사각형 및 직사각형과 같은 표준 보드 모양을 사용하십시오. 장착 목적으로 필요한 경우가 아니면 슬롯 (내부 컷 아웃)을 피하십시오.

일부 PCB 팹 매장은 정사각형이나 직사각형과 같은 표준 모양과 다른 불규칙한 모양에 대한 추가 비용을 청구합니다. 그림 1은 커스텀 시스템을위한 커스텀 엔클로저 내부에 마운팅 목적으로 사용될 수있는 불규칙한 모양의 PCB를 보여줍니다. PCB 형상이 중요하지 않은 경우 비용을 줄이기 위해 정사각형 또는 직사각형 모양의 보드를 설계하는 것이 좋습니다.

그림 1. 불규칙한 모양의 PCB

그림 2는 직사각형 슬롯이있는 인쇄 회로 기판을 보여줍니다. PCB 팹 매장은 보드에 컷 아웃을 제작하는 데 추가 비용을 부과합니다. 따라서 슬롯이 반드시 필요하지 않은 경우 사용하지 말 것을 권장합니다.

그림 2. 내부 컷 아웃 또는 슬롯이있는 직사각형 PCB

구리 물체의 크기와 간격 사이의 엄지 법칙 :

동 물체의 물리적 치수와 간격이 줄어들면 비용이 증가합니다.

이것은 엄지의 첫 번째 규칙에 반대 방향으로 작동합니다 (이제는 더 싼). 이 규칙은 많은 의미를 갖습니다. 구리에 작은 물체를 인쇄 할 때 더 정밀하고 작은 공차를 가진 기계가 필요하기 때문입니다. 정확도가 높을수록 더 많은 비용이 소요되며이 증가는 특히 소량 및 프로토 타입의 경우 중요 할 수 있습니다.

우리가 구리 물체의 물리적 치수에 대해 말할 때 우리는 패드 (SMD 및 쓰루 홀), 트랙, 비아 및 구리 층에 인쇄 된 모든 물체를 언급합니다. 트랙과 패드의 경우 그림 3에서이 아이디어를 보여줍니다. 패드 사이의 간격은 dP 로 표시되고 트랙 사이의 간격은 dT 로 표시되며 트랙의 너비는 wT 로 표시됩니다 . 대부분의 PCB 팹 매장에서는 최소 (dP) , 최소 (dT) 및 최소 (wT)가 있을 때 보드를 표준으로 고려합니다 (추가 비용은 들지 않습니다 )는 8 내지 10 밀 (0.2 ㎜ 내지 0.254 ㎜) 사이이다. 따라서 비용을 줄이려면 디자인을이 값으로 제한하는 것이 좋습니다. EDA 소프트웨어는 일반적으로 물리적 규칙을 입력 할 수있는 섹션을 가지고 있습니다.이 규칙은 규칙을 벗어난 오류를 피하기 위해 DRC (디자인 룰 검사) 시스템에서 지속적으로 확인됩니다.

그림 3. 패드 간 및 트랙 간 간격

구멍에 대한 엄지 손가락 규칙 :

구멍과 환형 고리가 작을수록 가격이 더 큽니다.

구멍에 항상 더 큰 직경을 사용하십시오. 작은 구멍을 만드는 것은보다 정밀한 기계를 사용하여 비용을 중요한 방식으로 증가시킵니다. 참고로, 0.4 [mm]보다 작은 구멍이 필요한 경우 일부 제조업체가 추가 비용을 부과합니다. 그러나 일반적으로 표준 PCB (최소 비용은 포함하지 않음)의 최소 구멍 크기를 결정하려면 PCB 제조업체에 문의해야합니다. 이 기사에서는 구멍 직경을 dH 로 표시하려고합니다 .

스루 홀 패드와 비어에만 적용되는 최소 환형 링이라는 중요한 사양이 있는데, 이는 홀의 경계와 패드의 경계 사이의 최소 거리로 정의됩니다. 즉, 구리 링의 최소 너비 구멍. 그림 4와 그림 5에서이 개념을보다 잘 이해할 수 있습니다. 도 4는 라운드 스루 홀 패드 또는 비어에 대한 최소 환형 링 개념을 도시하고,도 5는 동일한 아이디어를 나타내지 만 직사각형 패드에 대해서는 도시하지 않는다.

그림 4. 원형 쓰루 홀 패드 또는 비아 용 환형 링 개념

라운드 쓰루 홀 패드 나 환형 링 너비의 경우 구멍 주위에서 고리 모양의 너비가 균질하다는 점에 유의해야합니다. 직사각형 스루 홀의 경우 폭은 홀 둘레로 균일하지 않습니다. 최소 환형 링은 그림 5에 표시된 빨간색 마커로 표시된 섹션에 해당합니다.

그림 5. 직사각형 모양의 스루 홀 패드에 대한 최소 환형 링 개념

최소 환형 링이 PCB 제조업체의 표준 스펙 아래에있는 경우 비용이 증가하고 경우에 따라 중요 할 수 있으므로 PCB를 설계하기 전에 EDA 소프트웨어에이 규칙을 추가하는 것이 매우 중요합니다. 참고로, 0.3 [mm]보다 작은 환형 링이 필요하면 일부 제조업체는 추가 비용을 청구하지만 제조업체에 문의하여이 변수의 최소값을 물어 보는 것이 좋습니다 표준 값으로 간주됩니다 (추가 비용 없음).

그림 6. 직사각형 패드의 최소 환형 링과 구멍 직경

그림 6의 도움으로 패드의 크기, 최소 환형 링 및 구멍 크기와 관련된 다음과 같은 간단한 공식을 설정할 수 있습니다. 방정식은 다음과 같습니다.

PadMinSize = 2 * min (Ar) + dH

이 방정식을 사용하면 패드가 최소 환형 링과 최소 구멍 직경을 가질 수있는 최소 크기를 계산할 수 있습니다. 예를 들어 있다고 가정 DH = 0.4 [mm] 와 분 (AR) = 0.3 [mm] , 따라서 PadMinSize = 1 [mm]가 . 그러므로 1 [mm]보다 작은 모든 쓰루 홀 패드 (이 예제의 경우)는 추가 비용을 발생시킵니다.

실제 세계에서는 기계가 cero보다 큰 공차를 가지고 있기 때문에 항상 약간의 마진을 고려하는 것이 좋습니다. 따라서 요약하면 최소 패드 크기 방정식을 다음과 같이 작성할 수 있습니다.

PadMinSize = 2 * min (Ar) + dH + margin

참고로 마진 은 0.05 [mm] 에서 0.1 [mm] 사이의 값을 가질 수 있습니다 .

비아에 관한 짧은 메모 :

이전 기사에서 보았 듯이, 인쇄 회로 기판의 기본 개념 에는 기본적으로 쓰루 홀 비아, 블라인드 비아 및 매설 비아의 3 가지 유형이 있습니다. 블라인드 및 매몰 비아는 고밀도 및 고주파 복합 보드에 사용됩니다 (차후 기사에서 더 자세히 설명합니다). 이러한 유형이 아닌 디자인을 사용한다면 일반 관통 홀 비아보다 더 비쌉니다.

제조업체와 표준 PCB의 최소 사양을 확인하는 것을 잊지 마십시오. 여기에 제시된 모든 값은 참고 용으로 만 사용됩니다.

이 기사가 다음 또는 현재 디자인에 도움이되기를 바랍니다. 
읽어 주셔서 감사합니다!

Eng. M. Patricio Cohen 
Electrosoft Engineering

<원본 출처>

http://www.pcb.electrosoft-engineering.com/04-articles-custom-system-design-and-pcb/basic-guidelines-for-reducing-pcb-cost/basic-guidelines-for-reducing-pcb-cost.html

** 오번역 부분을 정정한 내용입니다.