침입성 솔더링을 언제 사용해야 할까요?

PCB 설계의 안타까운 사실 하나: 스루홀(through-hole) 부품은 많은 사랑을 받지 못합니다. 이들은 종종 오래된 기술이거나 PCB에 매우 안정적인 부착이 필요한 기계 부품일 수 있습니다. 스루홀 부품은 또한 벽 콘센트에서 나오는 AC 전력을 다룰 때 전력 전자에서 자주 발견됩니다.

그럼에도 불구하고, 이러한 부품은 표준 SMD 부품과 함께 PCB에 존재해야 할 수도 있습니다. 보드의 모든 것이 스루홀이라면, 조립이 쉽습니다. 모두를 웨이브 솔더링을 통해 넣기만 하면 끝! 하지만 같은 보드에 SMD 부품이 있다면, 보드를 웨이브 솔더링을 통해 처리할 수 있을까요?

결과적으로, 침입 솔더링(intrusive soldering) 또는 핀-인-페이스트(pin-in-paste) 솔더링이라고 알려진 또 다른 옵션이 있습니다. 이 아이디어는 스루홀 부품에 대해 표면 실장 공정을 확장하여 조립 공정 단계와 복잡성을 줄일 수 있도록 하는 것입니다.

침입 솔더링 작동 방식

침투 솔더링, 또는 핀-인-페이스트 솔더링이라고도 알려진 이 방법의 아이디어는 간단합니다: 솔더 페이스트를 관통 홀 패드에 인쇄하거나 주변에 인쇄하고, 관통 홀 구성 요소를 SMD 구성 요소와 함께 리플로우 공정으로 보냅니다. 그러면 용융된 솔더 페이스트가 관통 홀을 채우고 구성 요소 핀을 부착합니다.

보통, 관통 홀 구성 요소만 있는 보드를 조립할 때는 웨이브 솔더링을 사용합니다. 하지만, 대부분의 구성 요소가 이제 SMD이기 때문에, 리플로우가 조립에서 주로 사용되는 공정이 되었습니다. 그렇다면 혼합 구성 요소가 있을 때 대안은 무엇일까요? 다음 중 하나를 찾을 수 있습니다:

• 모든 부품이 리플로우되며, 침투 솔더링이 관통 홀에 사용됩니다

• SMD 부품은 리플로우되지만, 큰 관통 홀에는 수동 솔더링 또는 선택적 솔더링이 사용됩니다

침투 솔더링 공정에서, 수동 페이스트 적용은 스텐실과 스퀴지를 사용하거나, 자동 페이스트 디스펜서를 사용하여 솔더 페이스트를 적용할 수 있습니다.

침투 솔더링은 본질적으로 관통 구멍을 위한 리플로우에 불과하기 때문에, 관통 구멍과 SMD 설계 규칙의 혼합이 필요합니다. 침투 솔더링을 위해 특별히 사용되는 구성 요소를 사용하는 경우, 풋프린트에 페이스트 마스크 개구부가 필요할 것입니다. 비록 침투 솔더링을 위해 솔더 페이스트를 적용해야 하지만, 모든 구성 요소에 이를 적용하지 않아야 할 몇 가지 이유가 있습니다.

이것이 관통 구멍에 페이스트 마스크 개구부가 필요하다는 것을 의미하나요?

간단한 대답은 "아니오"입니다. 모든 관통 구멍 풋프린트에 수동으로 페이스트 마스크 개구부를 적용할 필요는 없습니다. 원한다면 적용할 수 있지만, 관통 구멍 리플로우를 가능하게 하기 위해 이를 수행할 필요는 없습니다. 조립업체가 침투 솔더링이 최선의 공정이라고 판단한다면, 그들은 귀하의 Gerbers에 적합한 페이스트 마스크 개구부를 추가할 수 있습니다.

자체 페이스트 마스크 개구부를 추가하는 경우 주의해야 합니다. 이들이 너무 크면 보드의 뒷면을 통해 과도한 침투가 발생할 수 있습니다. 이는 다른 부품이 페이스트 마스크 근처에 있을 수 있는 고밀도 보드에서 문제가 됩니다. 정말로 밀집되어 있다면, 두 개의 인접한 마스크 개구부가 겹칠 수 있으며, 과도한 솔더로 인해 단락 회로의 위험이 발생합니다.

아래 이미지는 핀-인-페이스트 솔더링을 사용하는 커넥터의 한 예를 보여줍니다. 이 이미지는 커넥터의 하단에 큰 용접 탭을 부착하기 위해 많은 양의 솔더를 포함하는 커넥터 풋프린트를 보여줍니다. 이 탭은 구성 요소의 본체에 내장되어 있습니다.

상단 이미지는 3D로 구성 요소 그룹을 보여줍니다. 하단 이미지는 페이스트 마스크 개구부가 보이는 동일한 구성 요소를 보여줍니다. 커넥터 가장자리의 스루홀 핀은 SMD 저항기와 교차할 수 있는 큰 페이스트 마스크 개구부를 가지고 있어 단락을 일으킬 수 있습니다

만약 여러분이 조립업체에 PCB에 침투 솔더링 또는 핀-인-페이스트 솔더링을 사용하도록 요청하고 싶다면, 선호하는 공정으로 조립 도면에 요청할 수 있습니다. 그들은 이것이 최선의 공정인지에 대해 몇 마디를 할 수도 있지만, 분명히 요청할 수 있습니다.

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