피터는 다음과 같이 썼다.
론 박사님께
저는 PIP(Pin-in-Paste) 공정을 도입하려고 합니다. PCB 두께는 63 mil, 부품 핀 직경은 47 mil, PCB 홀 직경은 87 mil, PCB 패드 직경은 120 mil입니다. Indium Corporation의 StencilCoach™ 소프트웨어를 사용해 계산한 결과, 제가 사용 중인 5 mil 두께의 스텐실에는 직경 416 mil의 스텐실 개구부가 필요하다는 결과가 나왔습니다.
그 스텐실 개구부 직경이 너무 크네요. 왜 그런 거죠?
최고,
Peter
피터에게,
문제는 PCB 구멍의 직경이 너무 크다는 점입니다. 이 직경은 부품 핀 직경보다 40밀 더 큽니다. 이러한 상황에서는 대부분 비어 있는 PCB 구멍을 채우기 위해 매우 많은 양의 솔더가 필요하게 됩니다. 그림 1을 참조하십시오. 솔더 페이스트의 부피 기준 약 50%가 플럭스이므로, 양호한 솔더 접합부를 형성하기 위해서는 상당한 양의 페이스트가 필요한 경우가 많습니다.
그림 1. 이 그림은 PWB에 실장된 부품의 단면 도식도이다. 필렛, 구멍, 핀의 부피와 이에 따라 필요한 솔더 부피가 표시되어 있다. 부품 핀의 크기가 PWB 구멍 직경보다 훨씬 작을 경우, ‘핀-인-페이스트(pin-in-paste)’ 인쇄 공정으로 공급할 수 있는 양보다 더 많은 솔더 페이스트가 필요하게 된다.
ITM의 짐 홀(Jim Hall)과 필 자로(Phil Zarrow), 그리고 크레이어 이노베이션(Creyr Innovation)의 짐 맥클레나한(Jim McLenaghan) 등 친구들과 이야기를 나누어 보니, 그들 모두 PWB 구멍 직경을 핀 직경보다 10~12밀 더 크게 할 것을 권장했습니다. 귀하의 경우, 구멍 직경은 58밀(저는 핀 직경보다 11밀 더 크게 설정했습니다)이 되고, PWB 패드 직경은 대략 80밀이 될 것입니다. StencilCoach™의 계산에 따르면 194밀의 스텐실 개구부 직경이 필요합니다(그림 2 참조). StencilCoach™ 출력 결과에서 볼 수 있듯이, 한 변이 172밀인 정사각형 개구부를 선택하는 것이 더 나을 수도 있습니다. 이 크기의 스텐실 개구부가 여전히 너무 크다면 솔더 프리폼을 활용하는 것이 도움이 될 수 있습니다. 솔더 프리폼 사용법에 대해서는 향후 게시물에서 다루도록 하겠습니다.
그림 2. 이 그림의 오른쪽 열을 보면, 이 용도에서 양호한 솔더 접합부를 형성하려면 직경 194밀(2 × 97.184, 아래에서 세 번째 셀)의 원형 스텐실 개구부가 필요함을 알 수 있습니다. 오른쪽 열의 아래에서 네 번째 셀에 표시된 것처럼, 한 변의 길이가 172밀인 정사각형 개구부를 사용하는 것이 유리할 수 있습니다.
그건 그렇고, 짐 맥클레나건(Jim McLenaghan)은 이전 연구를 더욱 정교화하여 StencilCoach™에서 사용되는 필렛 부피 공식을 도출해 냈습니다. 자로우(Zarrow)와 홀(Hall)은 최근『Troubleshooting Electronic Assembly: Wisdom from the Board Talk Crypt』라는 책을 출간했습니다. 이 세 분은 오늘날 전자 조립 분야에서 가장 해박한 지식을 갖춘 전문가들 중 일부입니다.
건배,
론 박사
