SMD와 NSMD의 차이점은 무엇인가요?

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SMD와 NSMD의 차이점은 무엇인가요?

SMD와 NSMD는 두 가지 유형의 반도체입니다. 패드의 크기는 비슷하지만 NSMD 부품은 크기가 더 작습니다. 반면 SMD는 납땜 인두로 움직일 수 있는 반면, 스루홀 부품은 납땜 전에 기계적으로 고정할 수 있습니다.

더 작아진 NSMD 패드

NSMD 패드와 SMD 패드에는 몇 가지 차이점이 있습니다. 첫째, NSMD 패드용 솔더 마스크는 훨씬 더 작게 만들어졌습니다. 따라서 패드 가장자리에 SMD 패드에는 없는 작은 간격을 남길 수 있습니다. 다음 그림은 NSMD 스타일 패드의 상단 및 단면도를 보여줍니다.

NSMD 패드는 SMD 패드보다 작기 때문에 고밀도 기판 레이아웃에 더 적합합니다. 또한 인접한 패드 사이에 더 많은 공간을 허용하고 트레이스 라우팅을 더 쉽게 할 수 있습니다. 따라서 NSMD 패드는 고밀도 BGA 칩에 사용됩니다. 그러나 NSMD 패드는 박리에 더 취약하지만 표준 제조 관행으로 이 문제를 방지할 수 있습니다.

NSMD 패드는 더 작을 뿐만 아니라 제조 비용도 저렴합니다. 이는 저렴한 재료로 만들어졌기 때문입니다. 그러나 이것이 품질이 떨어진다는 것을 의미하지는 않습니다. NSMD 또는 SMD 중 어떤 것을 선택할지는 애플리케이션에 따라 달라집니다. 예를 들어, 큰 패드가 있는 기판은 작은 패드가 있는 기판보다 솔더 마스크 구멍이 더 큰 솔더 마스크가 필요합니다.

BGA 부품을 제조할 때는 적절한 패드 설계가 매우 중요합니다. NSMD 패드는 구리 패드 직경보다 작은 솔더 마스크 구멍을 가지고 있기 때문에 더 작습니다. 또한 NSMD 패드는 비대칭 납땜 범프의 위험이 있으며, 이로 인해 PCB에서 디바이스가 기울어질 수 있습니다.

다이오드에 사용되는 NSMD 패드

NSMD 패드는 다이오드 패키징 패드의 일종으로, 패드 가장자리와 솔더 마스크 사이에 간격이 있다는 점에서 SMD 패드와 다릅니다. NSMD 스타일 패드를 사용하면 납땜 연결이 개선되고 트레이스 폭이 더 넓은 패키징 패드를 만들 수 있습니다.

PCB의 솔더 랜드는 솔더 마스크 정의형 또는 비솔더 마스크 정의형입니다. 비솔더 마스크 정의 패드는 솔더 마스크와 원형 접촉 패드 사이에 간격이 있는 것이 특징입니다. 납땜이 접촉 패드의 상단과 측면으로 흐르면서 고품질의 납땜 조인트를 만듭니다.

NSMD 패드의 직경은 종종 BGA 패드의 직경보다 작습니다. 크기가 작아지면 트레이스 라우팅이 더 쉬워집니다. 그러나 NSMD 패드는 SMD 패드보다 박리가 더 잘 일어날 수 있습니다. 따라서 패드 박리 가능성을 최소화하기 위해 표준 제조 관행을 준수해야 합니다.

BGA 부품을 납땜할 때 패드 설계는 매우 중요한 역할을 합니다. 패드가 불량하면 제조 가능성이 떨어지고 고장 분석에 많은 시간이 소요될 수 있습니다. 다행히도 패드 설계에 대한 간단한 지침이 있습니다. 약간의 연습만 하면 BGA 부품에 맞는 올바른 NSMD 패드를 만들 수 있습니다.

트랜지스터에 사용되는 NSMD 패드

트랜지스터에 NSMD 패드를 사용할 때는 NSMD 패드가 해당 SMD 패드보다 작다는 점을 기억해야 합니다. 이 차이는 NSMD 패드가 솔더 마스크가 들어갈 수 있는 더 큰 구멍을 가지고 있기 때문입니다. 따라서 솔더 조인트를 위한 표면적이 더 넓고 트레이스 폭이 더 넓으며 스루홀의 유연성이 향상됩니다. 그러나 이러한 차이점은 납땜 과정에서 NSMD 패드가 떨어질 가능성이 더 높다는 것을 의미합니다.

구리 패드의 직경은 NSMD 패드의 크기를 정의하는 핵심 요소입니다. NSMD 패드는 솔더 볼보다 약 20% 작기 때문에 트레이스 라우팅을 개선할 수 있습니다. 이러한 감소는 고밀도 BGA 칩에 필요합니다. 그러나 NSMD 패드는 박리가 발생하기 쉽지만 표준 제조 관행으로 이 문제를 최소화할 수 있습니다.

NSMD 패드는 트랜지스터를 납땜할 때 좋은 옵션입니다. 이러한 유형의 패드는 금속 기판의 구멍을 통해 트랜지스터를 납땜해야 하는 애플리케이션에 자주 사용됩니다. 따라서 납땜 공정이 더 쉽고 시간이 덜 소요됩니다. 그러나 NSMD 패드 사용의 단점은 SMD 패드와 동일한 수준의 납땜 공정 제어가 불가능하다는 점입니다.

SMD 패드 사용의 또 다른 주요 장점은 쉽게 제조할 수 있다는 것입니다. 이 방법은 고품질 보드를 만드는 가장 비용 효율적인 방법이기 때문에 전자 부품 제조에 매우 인기가 있습니다. 또한 SMD 방식은 설계에 관련된 변수의 수를 최소화할 수 있는 좋은 방법이기도 합니다.

가장 일반적인 PCB 결함 및 해결 방법

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가장 일반적인 PCB 결함 및 해결 방법

PCB에는 많은 문제가 있지만 그 중 일부는 다른 문제보다 덜 분명합니다. 이러한 문제를 구현 실패라고 하며 진단을 위해서는 전문 지식이 필요합니다. 예를 들어 정전기 방전, 화학물질 누출, 패드 들뜸, 부품 이동 등이 모두 고장의 원인이 될 수 있습니다. 고장 모드를 식별하려면 PCB가 고장날 때까지 스트레스 테스트를 수행해야 합니다.

정전기 방전

정전기 방전(ESD)은 전자 회로에서 흔히 발생하는 문제입니다. 전자 부품의 잘못된 취급이나 과도한 전압 레벨로 인해 발생합니다. 대부분의 경우 이로 인한 손상은 잠재적이거나 치명적입니다. 이 문제로 인해 PCB가 부분적으로 또는 완전히 오작동할 수 있습니다.

정전기 방전을 감지하고 수리하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 이 중 일부는 눈에 보이고 제품 성능에 영향을 줄 수 있지만 다른 일부는 그렇지 않습니다. 첫 번째 방법은 장치를 검사하여 영향을 받는 구성 요소가 있는지 확인하는 것입니다. 경우에 따라 회로 기판에 미세한 구멍이 나타날 수 있습니다.

화학 물질 누출

PCB의 화학물질 누출은 많은 산업에서 문제가 될 수 있습니다. 미국은 1977년 PCB 생산을 금지했지만, 여전히 매우 낮은 수준으로 환경 내에서 발견되고 있습니다. 환경 순환은 주변 PCB의 주요 공급원이며 생태계를 통해 운반됩니다. 이러한 오염 물질은 낮은 수준이지만 인간과 환경에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

PCB는 전자제품에 사용되는 것 외에도 1950년대부터 1970년대까지 학교 건물 건설에도 사용되었습니다. 많은 학교에서 PCB가 함유된 코크와 형광등을 사용했습니다. 이러한 제품의 문제점은 누출되어 다른 건축 자재와 토양을 오염시킨다는 것이었습니다. 이로 인해 광범위한 오염이 발생했고, 이것이 바로 사용이 금지된 이유입니다.

들어 올린 패드

납땜 중 과도한 열과 힘을 포함하여 여러 가지 원인으로 인해 패드가 들리는 현상이 발생합니다. 그 결과 납땜 조인트가 불만족스러워질 수 있습니다. 이러한 결함은 재납땜이 필요하며 단락 위험으로 이어질 수 있습니다. 패드가 들리는 다른 원인으로는 오염 물질 오염, 청소 불량 또는 플럭스 부족 등이 있습니다. 패드가 들리면 회로 기능 및 기판 외관에 영향을 줄 수 있습니다.

패드가 들리는 현상은 얇은 구리 층과 스루도금이 없는 기판에서 가장 자주 발생합니다. 리프팅의 근본 원인을 파악하는 것은 추가 손상을 방지하는 데 매우 중요합니다. 단면 회로 기판의 경우, 부적절한 웨이브 납땜으로 인해 문제가 발생하는 경우가 많습니다. PCB를 취급할 때 각별한 주의를 기울이고 부품을 다룰 때 과도한 힘을 가하지 않으면 리프트를 방지할 수 있습니다.

구성 요소 이동

부품 이동은 PCB 조립에서 발생하는 가장 일반적인 결함 중 하나입니다. 부품을 잘못 배치하는 등 여러 가지 요인으로 인해 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 방향이 올바르지 않은 방식으로 배치된 부품이 떠서 부품이 다시 정렬될 수 있습니다.

부품 이동의 원인은 부품과 패드 형상이 일치하지 않기 때문인 경우도 있습니다. 이로 인해 부품이 가장 가까운 열 덩어리 쪽으로 이동하게 됩니다. 다른 원인으로는 구부러진 리드, 부적절하게 배치된 부품 또는 산화가 있습니다. 다행히도 부품 이동에 대한 해결책은 여러 가지가 있습니다. 예를 들어 올바른 리플로우 프로파일을 준수하고, 리플로우되지 않은 어셈블리 공정에서 움직임을 줄이고, 적극적인 플럭스를 사용하면 부품 이동을 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

납땜 볼 결함

솔더링 볼 결함은 SMT 조립 공정에서 흔히 발생합니다. 솔더 볼은 본질적으로 솔더 본체에서 분리되는 솔더 볼입니다. 이를 방지하려면 칩 마운터의 장착 압력을 정확한 설정으로 조정해야 합니다. 이렇게 하면 솔더 페이스트가 패드에서 압착되는 것을 방지하고 솔더 페이스트가 제대로 생성될 가능성을 높일 수 있습니다.

좋은 솔더 조인트는 깨끗하고 대칭이며 오목한 모양을 갖습니다. 반면에 불량 솔더 조인트는 크고 줄기가 길 수 있습니다. 또 다른 일반적인 결함은 조인트가 흐트러져 벗겨지거나 일그러지거나 고르지 않은 모양을 보이는 것입니다.

열화상 이미지

열화상 이미지는 품질 관리를 위한 강력한 도구로, PCB 및 부품 수리 속도를 높여줍니다. 열화상은 핫스팟을 식별하여 결함이 있는 부품이나 전력을 너무 많이 사용하는 영역을 찾아낼 수 있습니다. 이 정보는 설계자가 전력 소비를 줄이고 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 열화상을 통해 열 관리가 제대로 되지 않아 더 많은 냉각, 더 큰 방열판 또는 재설계가 필요한 영역을 감지할 수 있습니다.

PCB 결함에 대한 열화상 이미징은 설계자와 엔지니어가 결함의 원인을 파악하는 데에도 도움이 될 수 있습니다. 테스트 보드가 품질 관리 테스트를 통과하지 못하면 열화상 카메라로 문제를 파악할 수 있습니다. 또한 보드의 서로 다른 두 영역 사이의 온도 차이를 보여줌으로써 두 영역이 어떻게 다른지 밝혀낼 수 있습니다.

SMT 납땜 품질에 영향을 미치는 5가지 요인

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SMT 납땜 품질에 영향을 미치는 5가지 요인

SMT 납땜 품질에는 여러 가지 요인이 영향을 미칩니다. 여기에는 장비 상태, 솔더 페이스트 품질 및 안정성이 포함됩니다. 이러한 요소를 이해하면 SMT 솔더링 공정을 개선하는 데 도움이 됩니다. SMT 납땜 품질을 개선하는 가장 좋은 방법은 모든 영역에서 개선 사항을 구현하는 것입니다.

안정성

부품을 PCB에 배치하는 제조 공정에서 납땜 접합부의 안정성은 회로 성능에 중요한 영향을 미칩니다. 그러나 특정 조건에서는 납땜 공정이 불안정할 수 있습니다. 이러한 조건에서는 기판의 열 스트레스를 줄이기 위해 무연 SnAgCu 솔더링 페이스트가 사용됩니다. 이러한 유형의 솔더 페이스트는 다른 재료에 비해 다양한 기판에 사용할 수 있고 디바이스 표면에 페이스트를 분사하여 도포할 수 있다는 장점이 있습니다.

좋은 솔더 페이스트는 지정된 온도에서 안정적입니다. 솔더 페이스트의 안정성을 확인하는 가장 좋은 방법은 점도계를 사용하여 점도를 측정하는 것입니다. 좋은 페이스트는 160 Pa*S에서 200 Pa*S 사이여야 합니다.

반복성

납땜 공정에서 플럭스는 성공적인 납땜 공정의 핵심 요소입니다. 플럭스가 불충분하거나 불순물이 너무 많으면 납땜 공정이 실패할 수 있습니다. SMTS 납땜의 반복성을 보장하는 가장 좋은 방법은 납땜 전에 부품과 PCB 패드를 신중하게 준비하는 것입니다. 또한 리플로우 온도를 적절히 유지하고 리플로우 중에 어셈블리가 움직이지 않도록 하는 것도 중요합니다. 마지막으로 합금에 오염 물질이 있는지 분석해야 합니다.

무연 솔더를 사용하는 것이 좋지만, 경우에 따라 납이 함유된 솔더를 사용할 수도 있습니다. 하지만 납 납땜에는 안정적인 조인트를 만드는 데 필요한 플럭스가 없다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 납땜 과정을 반복할 수 없습니다.

장비 상태

SMT 납땜의 품질에는 여러 가지 요인이 영향을 미칩니다. 이러한 요인에는 PCB 패드의 설계, 솔더 페이스트의 품질, 제조에 사용되는 장비의 상태 등이 포함됩니다. 이러한 각 요소는 리플로우 솔더링 품질 보험의 기본입니다. 또한 납땜 결함에도 영향을 미칠 수 있습니다. 솔더링 품질을 개선하려면 우수한 PCB 패드 설계를 사용하는 것이 필수적입니다.

부품 선택 외에도 실장 정밀도는 솔더 조인트의 품질에 영향을 미치는 또 다른 요소입니다. 마운팅에 사용되는 장비는 부품이 안정적으로 유지될 수 있도록 높은 정밀도를 가져야 합니다. 또한 극성 장치의 방향이 올바르게 유지되도록 장착 각도가 정확해야 합니다. 또한 실장 후 부품의 두께도 적절해야 합니다.

솔더 페이스트 품질

납땜 결함은 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있습니다. 종종 이러한 문제는 부적절한 PCB 설계로 인해 발생합니다. 패드 설계가 잘못되면 납땜 결함뿐만 아니라 부품이 이동하거나 툼스톤 모양이 될 수 있습니다. 따라서 이러한 문제를 방지하기 위해 PCB 패드의 설계를 면밀히 검토해야 합니다.

온도와 습도는 솔더 페이스트의 품질에 중요한 역할을 합니다. 도포에 이상적인 온도는 섭씨 20도 정도이며, 적절한 습도는 30~50%입니다. 습도가 높으면 볼이 형성되어 납땜 공정에 영향을 미칠 수 있습니다. 스크래핑 블레이드 속도와 품질도 납땜에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 최적의 결과를 얻으려면 솔더 페이스트를 코어에서 시작하여 보드의 가장자리로 이동하면서 도포해야 합니다.

속도, 스크레이퍼 압력, 스텐실 하강 속도 및 스텐실 청소 모드는 모두 최대 솔더 페이스트 인쇄를 위해 최적화되어야 합니다. 속도가 부적절하면 솔더 페이스트가 고르지 않게 인쇄되어 생산 효율성이 저하될 수 있습니다. 또 다른 중요한 매개 변수는 스텐실 청소 빈도입니다. 스텐실 청소 속도가 너무 높거나 낮으면 주석이 쌓여 생산 효율성에 영향을 미칠 수 있습니다.

PCB 설계

PCB 설계는 제조 품질에 있어 매우 중요한 요소입니다. 여기에는 부품이 올바르게 장착되도록 보드에 부품을 적절히 배치하는 것이 포함됩니다. 여기에는 기계적 고정 구멍을 위한 충분한 여유 공간이 포함되어야 합니다. 그렇지 않으면 섬세한 부품이 손상될 수 있습니다. 또한 표면 실장 부품의 풋프린트 근처에 납땜 조인트가 있으면 단락이 발생할 수 있습니다. 따라서 PCB 설계를 통해 기존 부품과 표면 실장 부품을 모두 적절히 배치할 수 있어야 합니다.

부품을 올바르게 배치하는 것 외에도 적절한 PCB 설계는 SMT 납땜에 기여할 수 있습니다. HP 통계에 따르면 제조 결함의 약 70~80%는 PCB 설계 결함으로 인해 발생한다고 합니다. PCB 설계에 영향을 미치는 요인으로는 부품 레이아웃, 써멀 패드 설계, 부품 패키지 유형, 조립 방법 등이 있습니다. 또한 PCB 설계는 전자파 적합성(EMC) 포인트와 비아 위치도 고려해야 합니다.

높은 열 전도성 PCB 소재가 방열 문제를 해결하는 방법

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높은 열 전도성 PCB 소재가 방열 문제를 해결하는 방법

PCBs, also known as printed circuit boards, are layered structures made of copper foils sandwiched between glass-epoxy layers. These layers serve as a mechanical and electrical support for components. The high-conductivity copper foils serve as the conductive circuit in the PCB, while the glass-epoxy layer serves as the non-conductive substrate.

High thermal conductivity pcb material

Thermal conductivity is the ability of a material to transfer heat away from a device. The lower the thermal conductivity, the less efficient the device is. High thermal conductivity materials can eliminate the need for vias and produce a more uniform temperature distribution. This also reduces the risk of localized volumetric expansion, which can lead to hotspots near high-current components.

A typical PCB for a personal computer might consist of two copper planes and two outer trace layers. Its thickness is about 70 um and its thermal conductivity is 17.4 W/mK. The result is that the typical PCB is not an efficient heat conductor.

Copper coins

Copper coins are small pieces of copper embedded into the PCB. They are placed under the component that produces the most heat. Their high thermal conductivity allows them to transfer heat away from the hot component to a heat sink. They can be made in different shapes and sizes to fit the desired areas and can be metalized to ensure a tight connection.

Glass-epoxy

The problem of heat dissipation is becoming more important in electronics. Excess heat can lead to underperformance and early failure. Currently, heat dissipation options are limited, particularly in the extreme environments. One of the solutions to this problem is the use of high-temperature glass epoxy PCB material, or HDI-PCB. This material is able to solve this problem by having a thermal conductivity over two hundred times better than FR4 composite.

The glass epoxy resin has excellent heat and flame resistance. It has a high glass transition temperature and high thermal conductivity. It can serve as an insulating layer and a heat dissipation layer. It can be made by impregnation or coating. The thermal conductivity of glass epoxy PCB will improve the performance and stability of electronic components.

Metal core PCBs

Metal core PCB manufacturers have introduced new board substrates that can withstand high temperatures. This allows them to selectively apply thicker copper layers that have higher thermal conductivity. This type of PCB enables better heat dissipation and can be used for fine circuit patterns and high-density chip packaging.

In addition to offering higher thermal conductivity, metal PCBs are also dimensionally stable. Aluminum metal core PCBs have a 2.5-3% size change when heated, making them ideal for high-power applications. Their low thermal expansion properties also make them suitable for high switching power. The most commonly used metal used for a metal core PCB is aluminum, which is cheap and recyclable. Its high thermal conductivity allows for a fast cooling process.

Another problem associated with heat dissipation is the risk of excessive heat. The heat generated by heat-generating components must be removed from the board, otherwise the PCB will not perform at its best. Fortunately, there are now new options to solve this problem. High thermal conductivity metal core PCBs are a new kind of thermal solution that can overcome these problems.

FR4 substrates

PCBs are layered structures made of copper foils and glass-reinforced polymers. They support and connect electronic components. The copper creates a conductive circuit within the PCB, while the glass-epoxy layer acts as a nonconductive substrate.

High-power components are best placed near the center of the PCB, rather than on the edges. This is because heat accumulates near the edges and scatters out. Also, heat from high-power components should be placed far away from sensitive devices, and the heat must be channeled away through the PCB.

High thermal conductivity PCB material is the best solution for heat dissipation, allowing for rapid transfer of heat and preventing heat accumulation. High-tech PCBs use copper base, aluminum, or ceramic as the substrate material. This will solve the heat dissipation issues and make the PCBs more durable.