PCB 제작 및 조립: 신뢰할 수 있는 원스톱 PCBA 제조업체를 선택하는 방법

제품에 PCB 기판이 필요하다면, PCB 제작 및 조립과 관련된 근본적인 문제에 직면한 것입니다. 이유는 간단합니다. 많은 제조업체가 제작과 조립 모두를 제공한다고 주장하지만, 실제로는 둘 중 하나라도 제대로 하지 못하는 경우가 많기 때문입니다. 따라서 제품 출시를 제때 하려면 이 부분을 신중하게 결정해야 합니다.

PCB 제작 및 조립이란 무엇인가요?

PCB 제작은 회로 기판을 제조하는 과정입니다. 기술자들은 설계도를 구리, 절연 재료, 그리고 회로 패턴으로 이루어진 여러 층으로 변환합니다. 다음으로 조립 단계가 진행됩니다. 수천 개의 미세 부품들이 기판 위에 배치되고, 영구적으로 납땜된 후, 제대로 작동하는지 테스트됩니다.

이것이 바로 현실입니다. 대부분의 제조업체는 제품을 설계할 때 제조 또는 조립 중 하나만 고려합니다. 고객은 한 회사와 거래해야 하는데, 이 회사는 일반적으로 PCB 조립을 협력업체에 외주하고, 고객은 기다려야 합니다. 그 과정에서 소통도 원활하지 못합니다. 반면 원스톱 PCB 제조업체는 제조와 조립, 이 두 가지 작업을 한 곳에서 모두 수행합니다.

많은 구매자들이 원스톱 PCB 제작 및 조립 서비스를 선호하는 이유는 무엇일까요?

예를 들어, 두 공급업체에 작업을 분담해야 하는 경우 상당한 골칫거리가 될 수 있습니다. PCB 제작 업체는 고객의 사양에 따라 기판을 제작하지만, 조립이 설계에 어떤 영향을 미치는지는 알지 못합니다.

두 가지 서비스를 모두 한 제조업체에서 제공받으면, 해당 제조업체의 엔지니어들이 제작 시작 전에 설계를 검토합니다. 질문을 통해 나중에 수정하는 데 비용이 많이 드는 문제점을 미리 파악할 수 있습니다. 이를 DFM(설계 제조성 검토)이라고 합니다.

결과적으로 프로젝트 기간이 단축될 수 있습니다. 비용이 절감되고 품질이 향상됩니다. 왜 그럴까요? 소통이 원활해지고, 한 명의 프로젝트 관리자가 모든 것을 추적하며, 품질 관리팀이 모든 과정을 관찰하기 때문입니다.

PCB 제작 및 조립 과정에서 실제로 무슨 일이 일어날까요?

설계 검토

설계는 파일에서 시작됩니다. 이 파일들은 제조업체의 소프트웨어에 업로드됩니다. 기술자들은 아트워크라고 하는 작업을 합니다. 이 아트워크는 청사진과 유사한 이미지로, 이 아트워크에 포함된 모든 기계의 작동을 지시합니다.

보드 제작

제작 과정은 다음과 같습니다. 포토리소그래피는 구리 층을 만드는 데 사용되는 공정입니다. 기본적으로 제조업체는 마스크를 통해 빛을 비춰 구리 표면에 패턴을 형성합니다. 불필요한 구리는 화학적 공정을 통해 제거됩니다. 여러 층이 쌓여 접합됩니다. 그런 다음 부품을 연결하기 위한 구멍을 뚫습니다. 이 과정은 결코 쉽지 않습니다. 단 하나의 실수라도 모든 것을 망칠 수 있습니다.

조립

회로 기판 설계가 완료되면 조립 단계로 넘어갑니다. 부품들은 릴이나 트레이에 담겨 배송됩니다. 픽앤플레이스 장비는 설계 파일을 읽어 각 부품을 제자리에 배치합니다. 이 장비의 목적은 빠르고 정확하게 작동하는 것입니다. 하지만 문제는 완전한 데이터 없이는 작동할 수 없다는 점입니다.

납땜

그다음은 납땜 단계입니다. 이 방식에서는 기판을 오븐에 통과시킵니다. 그러면 열과 함께 솔더 페이스트가 부품들을 기판에 접착시킵니다. 평균 온도는 적절하지 않습니다. 온도가 너무 높으면 부품이 손상되고, 온도가 너무 낮으면 납땜 접합부가 제대로 되지 않습니다. 제조업체가 고가의 오븐에 투자하는 이유는 기판이 실제로 제대로 작동하는지 확인하기 위해서입니다.

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제품 품질을 손상시키는 주요 문제점

제 경험을 바탕으로 제작 및 조립 과정에서 실제로 어떤 문제가 발생하는지 나열해 보겠습니다.

PCB 제조상의 결함

설계 결함이라기보다는 제조상의 결함은 기계가 설정된 허용 오차 범위 내에서 작동하지 않을 때 발생합니다. 예를 들어, 어떤 회사가 트레이스 폭을 0.2밀리미터로 지정했다고 가정해 보겠습니다. 제조 기계가 제대로 보정되었다면 정확히 그 폭의 트레이스를 만들어내야 합니다.

하지만 기계에서 생성된 흔적의 폭이 0.18밀리미터인 경우 제조상의 결함이 있는 것이며, 회로는 의도한 대로 작동하지 않을 것입니다.

솔더 페이스트 인쇄 결함

놀랍게도 솔더 페이스트 인쇄 공정은 제작되는 회로의 기능에 매우 중요합니다. 각 패드에 정확한 양의 솔더 페이스트가 도포되어야 하기 때문입니다. 솔더가 너무 많으면 솔더 브리지가 형성되어 단락이 발생합니다. 반대로 솔더가 너무 적으면 접합부에 기계적 결함이 발생하여 고장이 날 수 있습니다. 이는 PCB 조립에서 가장 흔한 고장 원인 중 하나이기도 합니다.

부품 배치 문제

PCB 조립에서 흔히 발생하는 결함 중 하나는 부품의 잘못된 배치입니다. 이는 0402 커패시터와 같이 매우 작은 부품의 경우 거꾸로 배치되는 등 잘못될 수 있습니다. 심지어 180도 회전된 부품의 배치 오류도 발생할 수 있습니다. 이는 기술자가 저항기의 라벨을 잘못 읽고 잘못된 저항기를 기계에 장착하는 경우에 발생할 수 있습니다.

실제 문제는 오류의 누적입니다. 예를 들어, 500개의 부품이 있는 PCB에서 부품 배치 메커니즘의 정확한 배치율이 99%라고 하더라도, 여전히 5개의 부품이 잘못 배치되어 보드가 제대로 작동하지 않을 것입니다.

리플로 납땜

리플로우 솔더링은 납이 완전히 녹지 않아 부품이 PCB 표면에 평평하게 밀착되지 않는 냉납과 같은 결함을 유발할 수 있습니다. 이러한 연결은 기능적으로는 문제가 없지만, 시간이 지남에 따라 기판이 진동에 노출되면 결국 파손될 수 있습니다. 또한, 서로 연결되어서는 안 되는 두 개 이상의 부품을 연결하는 솔더 브리지 현상도 발생할 수 있습니다.

공급망 소싱의 위험성

공급망 소싱과 관련된 위험이 점점 더 심각해지고 있습니다. 그 이유는 바로 위조 부품 때문입니다. 판매자가 정품 칩을 보유하고 있다고 주장할 수 있지만, 실제로는 재활용되거나 이전에 사용되었던 재고품일 수 있습니다. 이러한 위조 부품은 대개 단기간 내에 고장이 발생합니다. 이는 많은 구매자들이 현장에서 고장이 발생할 때까지 간과하는 심각한 위협입니다.

검사 및 추적성 부족

검사 및 추적성 부족으로 문제 발생 원인을 규명하기 어렵습니다. 제조업체는 회로 기판을 조립했지만, 해당 배치에 사용된 특정 리플로우 오븐, 부품을 장착한 기술자, 그리고 테스트 결과에 대한 문서가 부족합니다. 고객이 불량품 문의를 해와도 조사할 데이터가 없는 것입니다.

PCB 제작 및 조립 업체를 선택하기 전에 확인해야 할 사항

주문하기 전에 PCBA 제조 시설을 직접 확인하세요. 사실, 웹페이지를 읽는 것보다 훨씬 더 중요합니다. 다음과 같은 사항들을 꼼꼼히 살펴보세요.

장비

그들에게 어떤 장비를 보유하고 있는지 물어보세요. 자동 광학 검사(AOI) 장비가 있습니까? 이 장비는 모든 기판의 이미지를 촬영하여 설계도와 비교함으로써 육안으로는 볼 수 없는 배치 및 납땜 오류를 식별합니다. X선 장비도 있습니까?

확인 프로세스 문서

둘째로, 그들의 공정 문서에 대해 문의하십시오. 작업 방식을 그림으로 설명해 달라고 요청하세요. 누가 누구를 입력하는지, 각 단계에서 누가 누구를 확인하는지 등을 질문하십시오. 예를 들어, PCB 조립을 시작하기 전에 PCB 기판을 제작한 후 테스트하는지 확인하십시오. 이러한 테스트를 거치지 않으면 결함이 확산될 수 있습니다. 부품은 설치 전에 검사하는지, 완성된 기판에 대한 출하 전 테스트는 실시하는지 확인하십시오.

부품 소싱

셋째, 공급업체에 대해 문의하십시오. 부품은 어디에서 조달합니까? 제조업체와 직접 또는 간접적으로 거래합니까? 부품의 진위 여부를 증명할 수 있는 서류를 제시할 수 있습니까? 불량 부품 한 배치로 수백 개의 회로 기판이 망가질 수 있기 때문에 이러한 정보가 중요합니다.

추적 시스템

넷째, 추적 시스템에 대해 알아보세요. 제조 실행 시스템(MES)을 사용하고 있습니까? 이 소프트웨어는 모든 보드와 보드를 처리한 기계를 기록하고 테스트 데이터를 저장합니다. 따라서 문제가 발생했을 때 담당자가 무슨 일이 있었는지 확인할 수 있습니다.

재작업 능력

다섯째, 수리 능력을 확인하십시오. 실수는 누구나 할 수 있습니다. 만약 실수가 발생했을 때, 기판을 수리할 수 있는지, 아니면 폐기해야 하는지 확인해야 합니다. 적절한 장비와 숙련된 기술자가 있다면, 버려질 뻔한 기판도 수리하여 유용하게 활용할 수 있습니다.

PCBasic은 PCB 제작 및 조립 프로젝트를 어떻게 지원할까요?

PCBasic은 대부분의 업체가 제공하지 않는 여러 가지 기능을 갖춘 최고의 원스톱 PCB 제조업체 중 하나입니다.

PCB 제작 및 조립 일체형 서비스

PCBasic은 모든 것을 한 곳에 모아 제공합니다. 기판 제작, 부품 주문, SMT 조립, 박스 조립까지 모두 처리합니다. 웹사이트에서 PCB 견적을 빠르게 받아볼 수 있으며, 이메일을 기다릴 필요 없이 신속하게 가격 정보를 확인할 수 있습니다. 이 온라인 견적 시스템은 API를 통해 주요 부품 공급업체와 연결되어 실제 시장 가격을 제공합니다.

시제품 및 소량 생산 지원

PCBasic은 최소 주문 수량 없이 PCB 프로토타입 및 소량 생산 서비스를 제공합니다. 이것이 왜 중요할까요? 수천 개를 생산하기 전에 설계를 테스트해야 하기 때문입니다! 제조업체에서 테스트를 위해 5,000개의 보드를 구매하라고 한다면, 이는 비용 낭비입니다. 더 나은 방법은 50개의 보드를 제작하여 테스트하고 문제점을 파악한 후 대량 생산으로 넘어가는 것입니다.

DFM 리뷰

PCBasic에서는 결제 전에 DFM(설계 제조성 검토)을 받아보실 수 있습니다. 엔지니어가 설계 내용을 검토하여 발생할 수 있는 문제점을 파악하고 조언해 드립니다. 예를 들어, 설계상 부품 간 거리가 너무 가까우면 픽앤플레이스 장비가 해당 부품에 접근할 수 없게 됩니다. 또한, 회로 패턴이 너무 가늘면 회로 강도가 약해질 수 있습니다. 이러한 문제점들은 제조 공정 전에 해결되므로 비용과 시간을 절약할 수 있습니다.

부품 조달 지원

PCBasic은 부품 조달 관리 소프트웨어입니다. 따라서 찾기 어려운 부품을 직접 찾아 헤맬 필요 없이 PCBasic이 대신 찾아줍니다. 예를 들어 특정 칩이 모든 곳에서 품절 상태라면 PCBasic은 자체 네트워크나 유사한 부품을 통해 해당 칩을 주문해 줍니다.

AOI 및 X선 검사

PCBasic은 AOI 및 X선 검사 장비를 보유하고 있습니다. 이 장비들은 결함을 자동으로 감지합니다. 이는 수동 검사가 불가능한 상황에서 매우 중요합니다. 피로한 기술자는 문제를 간과할 수 있지만, 기계가 결함을 발견할 때마다 모든 것이 안전하게 보호됩니다.

기능 테스트 지원

기능 테스트는 PCBasic을 사용하여 수행됩니다. 부하가 걸리지 않은 기판은 외관상으로는 좋아 보이지만 전기적으로는 작동하지 않습니다. 기능 테스트는 실제로 기판에 전원을 공급하고 모든 회로를 작동시켜 기능을 테스트하는 과정입니다. 테스트 방법은 기판마다 다릅니다. PCB 제작 및 조립 전문 업체는 고객과 협력하여 적합한 테스트 절차를 개발할 것입니다.

MES의 추적성 및 품질 관리.

PCBasic은 MES 시스템을 통해 모든 과정을 추적하여 주문 진행 상황을 알려드립니다. 테스트 보고서는 다운로드 가능하며, 문제가 발생할 경우 증거를 제시할 수 있습니다.

맺음말

턴키 방식의 PCB 조립 제조업체를 이용하면 전자 프로젝트에서 불량 부품 발생과 납기 지연을 방지할 수 있습니다. 누구나 확실한 약속을 하겠지만, 실제로 그 약속을 이행할 수 있는 업체는 어디일까요? AOI 보고서, 샘플 보드 테스트 결과, 관련 서류를 요청해 보세요.

가격은 중요하지만, 가장 낮은 가격이 곧 낮은 품질을 의미하는 것은 아닙니다. 따라서 전체적인 비용을 기준으로 평가해야 합니다. 우수한 제조업체의 제품을 만드는 데 드는 추가 비용은 저가 공급업체의 제품을 사용하면서 발생하는 재작업과 불량품 비용만큼 크지 않습니다.

FAQ

턴키 방식의 PCB 조립 견적을 받으려면 어떤 파일이 필요합니까?

거버 파일과 정확한 엑셀 부품 목록을 제출해야 합니다. 제조사 코드 번호와 부품 좌표가 추가됩니다.

PCBasic은 어떻게 가짜 부품을 방지하나요?

PCBasic은 부품을 제조사 및 공인된 글로벌 공급업체로부터 직접 공급받습니다. 또한, 검증되지 않은 중개업체를 거치지 않도록 철저한 기록을 유지합니다.

복잡한 칩으로 회로 기판을 조립할 수 있습니까?

네, SMT 장비에는 복잡한 칩 배치가 가능한 고해상도 카메라가 장착되어 있습니다. 그런 다음 공장에서는 X선 장비를 사용하여 납땜 지점을 검사합니다.