Rigid-Flex PCB와 Multi-Board PCB를 사용하는 시기

전체 시스템으로 여러 개의 강성 보드를 통합하는 데에는 두 가지 인기 있는 방법이 있습니다. 하나는 여러 보드를 사용하고 이를 전선과 케이블로 연결하는 것이고, 다른 하나는 강성 보드 사이에 내장된 케이블처럼 작동하는 유연 섹션을 사용하는 강성-유연 조립체를 사용하는 것입니다.

강성 PCB가 가장 일반적인 PCB 유형이며 제작 능력과 재료가 쉽게 접근 가능하기 때문에, 단순한 강성 보드는 특히 대량 생산 시 매우 저렴할 수 있습니다. 일부 제품의 경우, 기계적 제약으로 인해 여러 보드가 필요하게 되며, 이를 커넥터와 케이블로 연결해야 하지만 보드 간 커넥터로는 달성할 수 없는 이상한 각도가 필요할 수 있습니다. 또한 전기적 연결을 위해 맞춤형 배선 하네스가 필요할 수도 있습니다.

강성-유연 보드는 이러한 다양한 부품을 단일 조립체로 통합하기 때문에 매우 편리합니다. 이론적으로는 제품에 있는 수십 개 이상의 부품 번호를 PCB 조립을 위한 단일 부품 번호로 통합할 수 있습니다. 이 관점에서 보면 강성-유연이 최선의 옵션처럼 보이지만, 이러한 조립체를 대규모로 생산하는 데 드는 비용은 어떨까요?

이러한 유형의 시스템 제조 비용을 한 번도 살펴본 적이 없다면, 이러한 점들에 대해 몇 가지 숫자를 제시하여 제품에 대한 최선의 결정을 내릴 수 있도록 도와드리겠습니다.

단순 PCB 비용 동인 비교

위의 질문에 답하기는 매우 어려울 수 있습니다. 왜냐하면 정확한 비용 비교는 보드 재료, 층 수, 기능 크기, 구성 요소 수, 보드 수 등 많은 요소에 따라 달라지기 때문입니다. 또한, 모든 강성 보드가 동일한 것은 아니며, 다른 제작 체제에서의 다른 보드는 비용의 대부분을 결정하는 약간 다른 동인을 가질 것입니다. 이러한 요소들로 인해 비용 비교를 일반화하기가 매우 어렵습니다.

그럼에도 불구하고, 강성-유연 조립체와 여러 강성 보드에 대한 주요 비용 동인을 개요할 수 있습니다. 다음 표에서 몇 가지 가장 큰 비용 동인을 요약했습니다.

위 목록은 구축하려는 조립의 총 비용에 영향을 미치는 주요 요소 중 일부를 포함하고 있습니다. 이 보드에서 비용을 발생시키는 많은 요소들은 층 적층 구성의 복잡성에서 비롯되며, 특히 강성 또는 강성-유연 PCB 조립에서 HDI를 시작할 때 그렇습니다.

여기서 우리는 멀티 보드 시스템과 강성 유연 조립에서 이러한 비용 요인들에 대해 약간 일반화할 수 있습니다:

• 멀티 보드 시스템을 위한 현장에서 구할 수 있는 케이블은 배선 하네스보다 비용이 적게 듭니다
• 맞춤형 배선 하네스는 유연 리본 케이블보다 비용이 적게 듭니다
• 유연 리본 케이블은 강성-유연 PCB 적층에서 통합된 유연 층보다 비용이 적게 듭니다
• 복잡한 멀티 층 유연 PCB 적층은 강성-유연 조립에서 모든 강성 섹션의 비용을 증가시킵니다
• 강성 멀티 보드 조립은 유연 조립보다 비용 절감 기회가 더 많습니다
• 폴리아미드 코어를 가진 강성-유연의 HDI는 항상 강성 코어의 HDI보다 비용이 더 많이 듭니다

비용 비교 예시

우리가 서로 연결해야 하는 여러 개의 PCB가 있는 시스템을 가정해 봅시다. 한 보드는 더 높은 층 수를 가지고 있고, 다른 보드들은 더 단순한 인터페이스 보드입니다. 각 PCB의 개별 제작에 대해 NRE 및 공구 비용을 다음과 같이 작성할 수 있습니다.

• 강성 PCB 제작 및 조립 비용
  • 보드 1: 1800
  • 보드 2: 970
  • 보드 3: 710
  • 보드 4: 465
  • 커넥터 및 케이블링 33
• 강성-유연 PCB 제작 및 조립 비용
  • 유연 층 제작: 1690
  • 모든 보드 비용을 5%에서 25% 사이로 줄입니다

강성 섹션 보드 비용에는 공정 단계 감소로 인한 약간의 차이가 있지만, 이는 유연 섹션 비용에 포함됩니다. 순수하게 계산하면 시스템의 총 비용이 증가합니다. 또한, 전기 테스트, IPC 제품 클래스 표준에 따른 검사 또는 기타 NRE 요금과 같은 중요한 사항들은 포함하지 않았습니다. 유연 부분이 전체 조립품에서 단지 또 다른 맞춤형 구성 요소이기 때문에, 이러한 비용도 증가할 것입니다. 더욱이, 유연 영역에 직접 조립하는 것은 강성 섹션에 모든 것을 유지하는 것에 비해 추가 비용 증가를 가져올 수 있습니다.

맞춤형 케이블링도 사용할 수 있습니다

여기서 또 다른 변수는 케이블링과 커넥터의 선택입니다. 때로는 시중에 나와 있는 커넥터와 케이블보다 맞춤형 와이어 하네스를 갖는 것이 더 합리적일 수 있습니다. 각 보드 섹션에 있는 시중 커넥터 리셉터클과 인터페이스하는 맞춤형 와이어 하네스를 디자인할 수도 있습니다. 이 방법을 선택한다면, 강성 멀티 보드 시스템을 위한 와이어 하네스 조립 비용을 산출해야 합니다.

대량 생산 시, 맞춤형 와이어 하네스의 조립 비용은 디자인 비용이 생산량에 분산되므로 시중에 나와 있는 케이블의 비용보다 훨씬 높지 않습니다. 시중에 나와 있는 케이블이나 맞춤형 케이블링은 보드 섹션을 연결하는 유연 층보다 비용이 적게 듭니다. 유연 영역의 추가적인 신뢰성이 추가 비용을 정당화한다면, 그것이 디자인을 위해 취해야 할 접근 방식입니다. ECAD 소프트웨어의 와이어 하네스 도구는 멀티 보드 시스템에서 사용할 맞춤형 와이어 및 케이블링 디자인을 빠르게 생성하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

배선 하네스를 디자인하기 위해 외부 CAD 도구를 사용하는 대신, Altium Designer®의 완벽한 와이어 하네스 및 멀티 보드 PCB 디자인 기능을 사용하세요. 강성-유연이 최선의 방향이라고 결정했다면, Altium Designer의 강성-유연 디자인 기능은 사용성과 우수성의 기준을 설정했습니다. 디자인을 마치고 제조업체에 파일을 릴리스하고 싶을 때, Altium 365™ 플랫폼은 프로젝트를 공유하고 협업하기 쉽게 해줍니다.

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