플렉스-리직 PCB에 대한 비용 최적화: 품질에 타협하지 않고 비용을 절감하는 방법

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Flex Rigid PCB (Flex Circuits의 유연성으로 강성 보드의 내구성을 고정하는 Flex Rigid PCB)는 접이식 스마트 폰에서 의료 기기에 이르기까지 현대 전자 제품에 필수적입니다. 그러나 복잡한 설계 및 제조 프로세스는 종종 비용이 많이 들기 때문에 비용 최적화는 엔지니어 및 조달 팀의 최우선 과제입니다. 좋은 소식? 설계, 재료 및 제조의 전략적 선택은 성능이나 신뢰성을 희생하지 않고 비용을 20-30% 줄일 수 있습니다. 다음은이 균형을 달성하기위한 자세한 안내서입니다.

Flex Rigid PCB에 대한 비용 최적화의 주요 원칙
전략에 뛰어 들기 전에 핵심 도전을 이해하는 것이 중요합니다. Flex Rigid PCB는 강성 (예 : FR-4)과 유연한 (예 : 폴리이 미드) 재료, 정확한 라미네이션 및 엄격한 품질 점검을 완벽하게 통합해야합니다. 여기서 비용 최적화는 코너 절단에 관한 것이 아닙니다. 폐기물 제거, 효율성 활용 및 제조 기능과 설계를 정렬하는 것입니다.

1. 제조 가능성 설계 (DFM) : 비용 절감의 기초
제대로 설계되지 않은 Flex Rigid PCB는 재 작업, 스크랩 및 더 높은 생산 비용으로 이어집니다. 제조를 염두에두고 디자인하는 DFM은 기능을 손상시키지 않고 생산을 단순화함으로써이를 주소로 인정합니다.

레이어 스택을 단순화합니다
Flex Rigid PCB의 모든 추가 층은 재료 비용, 라미네이션 시간 및 복잡성을 증가시킵니다. 대부분의 응용 프로그램에는 6-8 개 이상의 레이어가 필요하지 않습니다.

조치 : 시뮬레이션 도구 (예 : Altium Designer)를 사용하여 4 층 디자인이 더 많은 레이어를 선택하기 전에 신호 및 전력 요구를 충족시킬 수 있는지 확인하십시오.

VIA 및 추적 레이아웃을 최적화하십시오

A.Vias : Microvias (6-10 mils)는 표준 VIA (12-20 mils)보다 2 배 더 비쌉니다. 가능한 경우 표준 VIA를 사용하고 미세 미세 조아를 고밀도 영역 (예 : BGA 패드)으로 제한하십시오.
B. 트레이스 너비/간격 : 더 단단한 간격 (≤3 mils)에는보다 정확한 에칭이 필요하고 비용이 증가합니다. 비 임계 흔적에는 4-5 밀 간격을 사용하십시오.
C. 벤드 영역 : 유연한 힌지의 VIA 또는 구성 요소를 피하십시오. 실패 위험과 재 작업 비용을 증가시킵니다. Bends 주위에 5mm "Clear Zone"을 유지하십시오.

모양과 크기를 표준화하십시오
이상하게 모양의 PCB (예 : 원형, 불규칙한) 폐기물 패널 공간 및 재료 스크랩을 증가시킵니다. 표준 치수 (예 : 100mm × 150mm)의 직사각형 또는 사각형 설계를 사용하면 패널 활용이 20-30%향상됩니다.

예 : 의료 기기 회사는 불규칙한 형태의 Flex Rigid PCB를 표준 사각형으로 재 설계하여 스크랩을 15%에서 5%로 줄이고 단위당 비용을 $ 1.20로 줄였습니다.

2. 재료 선택 : 성능 균형 및 비용
Flex Rigid PCB는 두 가지 유형의 재료를 사용합니다. 부품 장착을위한 기질과 경첩을위한 유연한 기판. 전략적 선택은 상당한 비용을 절감 할 수 있습니다.

단단한 기판 : 현명하게 선택하십시오
A.FR-4 (TG 140–170 ° C) : 대부분의 응용 분야 (소비자 전자 장치, 자동차)에 이상적입니다. Rogers와 같은 고성능 라미네이트보다 30-50% 저렴합니다.
B.CEM-3 : 저열 응용 분야 (예 : IoT 센서)를위한 FR-4에 대한 비용 효율적인 대안. 재료 비용이 ~ 20% 절약됩니다.
C.Avoid Over-Engineering : High-TG FR-4 (TG> 170 ° C) 또는 Rogers Laminates는 극한 온도 (예 : 밑 무기 자동차)에만 필요합니다. 대부분의 디자인의 경우 표준 FR-4로 충분합니다.

유연한 기질 : 폴리이 미드 대 대안
폴리이 미드는 유연한 층의 금 표준이지만 항상 필요한 것은 아닙니다.

저축 : 비정규용 유연한 섹션 (예 : 시계 밴드)에 폴리 에스테르를 사용하면 플렉스 재료 비용이 40%줄어 듭니다.

표면 마감 : 프리미엄보다 기능 우선 순위를 정합니다
A.HASL (Hot Air Solder Leveling) : Enig (Electroless Nickel Immersion Gold)보다 50% 저렴하며 대부분의 통로 및 SMT 구성 요소에서 작동합니다.
B.ENIG : 미세 피치 BGA (≤0.4mm 피치) 또는 고출성 응용 프로그램 (예 : Pacemakers)에만 필요합니다.
C. Immersion Silver : 중간지면-Enig보다 20% 적고 중간 피치 구성 요소의 HASL보다 더 나은 용매를 제공합니다.

구리 중량 : 현재 요구에 맞는 크기
두꺼운 구리 (≥3 oz)는 재료 비용을 증가시키고 에칭 더 미세한 흔적을 더 어렵게 만듭니다. 사용:

A.1 신호 추적의 경우 구리 (가장 일반적).
B.2 전력 추적의 경우 구리 (현재> 5A 인 경우).
C.3 Oz+ 고출력 응용 분야 (예 : EV 충전기).

저축 : 2 온스에서 1 온스로 떨어지면 대량 주문의 경우 재료 비용이 ~ 15% 감소합니다.

3. 제조 공정 효율성 : 폐기물 및 속도 생산 감소
제조업이 최적화되지 않으면 최고의 디자인조차도 높은 비용을 지불 할 수 있습니다. 이러한 프로세스 전략은 효율성을 높입니다.
패널 화 : 재료 사용을 극대화합니다
단일 대형 패널에서 여러 PCB를 방출하는 패널 화는 규모의 경제를 활용하여 단위당 비용을 감소시킵니다.

팁 : 패널 화 소프트웨어 (예 : PCB Panelizer)를 사용하여 최소한의 간격으로 설계를 마련하여 스크랩을 10%에서 <5%로 줄입니다.

자동화 : 인건비를 절감하고 일관성을 향상시킵니다
수동 프로세스 (예 : 손으로 고안, 육안 검사)는 느리고 오류가 발생하기 쉽습니다. 자동화 시스템은 비용을 절감합니다.

A. AOMITATEN 광학 검사 (AOI) : 검사 시간을 70% 줄이고 인간 오류를 줄여 재 작업 비용을 25% 줄입니다.
B. LASER 드릴링 : Microvias의 기계식 드릴링보다 빠르고 정확하여 구멍 당 비용을 30%줄입니다.
C.ROBOTIC 납땜 : 대량 런의 경우 일관된 솔더 조인트를 5%에서 <1%로 떨어 뜨려 일관된 솔더 조인트를 보장합니다.

수율 개선 : 스크랩 및 재 작업을 줄입니다
5%의 수율 증가 (90%에서 95%)는 폐기물을 줄임으로써 단위당 비용을 10% 줄일 수 있습니다. 주요 단계 :

A. in-process 테스트 : 플라잉 프로브 테스터를 사용하여 라미네이션 전에 단락 또는 열린 흔적을 일찍 잡아냅니다.
B. 청각 프로파일 링 : 리플 로우 솔더링 온도를 최적화하여 플렉스 강한 조인트의 박리를 방지합니다.
c.supplier 감사 : 재료 공급 업체 (예 : Laminate, Copper)가 일괄 장애를 피하기 위해 엄격한 품질 표준을 충족하도록합니다.

4. 올바른 제조업체와의 파트너 : 전문 지식과 규모의 활용
제조 파트너는 비용 최적화를 만들거나 파괴 할 수 있습니다. 하나를 선택하십시오 :

볼륨 할인
대부분의 제조업체는 큰 주문에 대한 계층 가격을 제공합니다.

전략 : 유사한 디자인의 주문을 결합하여 배달이 비틀어 지더라도 더 많은 볼륨 계층에 부딪칩니다.

설계 지원
사내 DFM 전문가가있는 제조업체는 놓칠 수있는 비용 절감 기회를 식별 할 수 있습니다.

A. 성능 손실없이 층 감소.
B. 비용 효율적인 대안을 갖춘 프리미엄 재료를 replace습니다.
C. 최대 효율을 위해 패널 레이아웃을 최적화합니다.

예 : 통신 회사는 제조업체와 협력하여 6 층 Flex Rigid PCB를 4 층 보드로 재 설계하여 신호 무결성을 유지하면서 비용을 28% 절감했습니다.

빠른 전환 프로토 타이핑
빠른 프로토 타이핑 (3-5 일)을 사용하면 대량 생산에서 비용이 많이 드는 재 작업을 피하며 디자인을 조기에 테스트 할 수 있습니다. 제조업체를 찾으십시오.

A. 로우 코스트 프로토 타입 실행 (1–10 단위).
B. 스케일링 전에 설계 결함 (예 : 지나치게 단단한 추적 간격)에 대한 피드백.

5. 품질 관리 : 신뢰가 좋지 않은 숨겨진 비용을 피하십시오
비용 절감 비용은 품질 점검을 건너 뛰는 것을 의미하지 않아야합니다. 결함있는 PCB는 값 비싼 리콜, 재 작업 및 신뢰 상실로 이어집니다. 초점 :

프로세스 내 검사
중요한 단계 (도금을 통한 라미네이션, 에칭)를 확인하여 일찍 문제를 해결하십시오.

AX-RAY 검사 : 내부 층에서 도금 품질을 통해 숨겨진 고장을 방지합니다.
B. Dynamic Flex 테스트 : 유연한 힌지가 미량의 균열없이 10,000 개 이상의 굽힘을 견딜 수 있도록합니다.

표준 준수
IPC 표준 (예 : Flex PCB의 경우 IPC-6013)을 준수하면 일관성을 보장하고 고장 위험을 줄입니다. 비준수 보드는 종종 재 작업이 필요하며 비용 절감이 지워집니다.

사례 연구 : 의료 기기 PCB의 30% 비용 절감
휴대용 초음파 프로브의 제조업체는 플렉스 넓은 PCB의 비용을 절감하는 것을 목표로했습니다. 그들의 전략 :

1. 디자인 : DFM 분석을 사용하여 6에서 4까지의 층 감소.
2. 물질 : 비정규 패드의 Enig에서 침수 은은으로 전환되었습니다.
3. 제조업 : 패널 크기 증가 300mm × 400mm ~ 450mm × 600mm.

결과 : 단위당 비용은 성능이나 신뢰성에 영향을 미치면서 $ 42에서 $ 29 (31% 감소)로 떨어졌습니다.

FAQ
Q : Flex Rigid PCB Manufacturing에서 가장 큰 비용 드라이버는 무엇입니까?
A : 레이어 수 - 추가 레이어는 재료 및 라미네이션 비용을 증가시킵니다. 레이어 스택 단순화는 비용을 절감하는 가장 영향력있는 방법입니다.

Q : 모든 유연한 섹션에서 폴리이 미드 대신 폴리 에스테르를 사용할 수 있습니까?
A : 아니요-폴리 에스테르는 저온, 비 약한 응용 프로그램 (예 : 소비자 전자 제품)에서 일합니다. 높은 온도 또는 신뢰성 (예 : 의료 임플란트)의 경우 폴리이 미드가 필요합니다.

Q : Flex Rigid PCB의 볼륨 할인은 어떻게 작동합니까?
A : 제조업체는 설정 및 재료 비용이 더 많은 보드에 퍼져 있기 때문에 더 큰 주문 (1,000 개 이상)의 단위 별 비용을 낮출 수 있습니다. 비슷한 디자인을 결합하면 볼륨 계층에 도달 할 수 있습니다.

결론
Flex Rigid PCB의 비용 최적화는 균형 잡힌 행위입니다. 설계 단순성, 재료 효율성, 제조 규모 및 품질 파트너십에 초점을 맞추고 있습니다. 이러한 전략을 통합함으로써 성능 및 신뢰성 요구를 충족시키는 PCB를 제공하면서 상당한 비용을 절감 할 수 있습니다.

기억하십시오 : 목표는 가장 저렴한 옵션을 찾는 것이 아니라 폐기물을 제거하고 모든 선택을 애플리케이션의 실제 요구에 맞추는 것입니다. 올바른 접근 방식으로 비용 절감과 품질은 함께 할 수 있습니다.