PCB 실장 구멍 설명: 설계, 유형 및 중요 모범 사례

혹시 인쇄 회로 기판 모서리에 있는 작은 구멍이 궁금하신가요? 이것들은 장착 구멍그리고 보기보다 훨씬 더 중요합니다! PCB 마운팅 홀에 대해 알아야 할 모든 것과 전자 프로젝트에서 마운팅 홀이 중요한 이유를 살펴보세요.

PCB 마운팅 홀이란?

장착 구멍 는 인클로저, 스탠드오프 또는 기타 기계적 지지대에 보드를 부착할 수 있는 PCB의 특수 개구부입니다. 이 구멍은 크게 두 가지 용도로 사용됩니다:

1. 다음을 제공합니다. 기계적 안정성 보드가 움직이지 않도록
2. 다음을 제공할 수 있습니다. 전기 접지 또는 일부 디자인에서 차폐

PCB를 설계할 때는 다음과 같은 문제와 기계적 요구 사항의 균형을 맞춰야 합니다. 열 스트레스. 이는 재료가 가열될 때 서로 다른 속도로 팽창하거나 수축할 때 발생합니다.

PCB 실장 홀의 유형

모든 마운팅 홀이 똑같이 만들어지는 것은 아닙니다! 알아야 할 몇 가지 유형이 있습니다:

도금 관통 홀(PTH)

이 구멍에는 전도성 코팅 내벽을 따라 연결됩니다. 이들은 접지면에 연결되고 층 사이에 전기적 연결을 제공합니다. 사용 시 장착용 도금 관통 구멍를 선택하면 이러한 혜택을 누릴 수 있습니다:

• 스트레스가 많은 환경을 위한 내구성 향상
• 접지면에 내장된 전기 연결
• 금속 나사 사용 시 나사산 강도 향상

하지만 단점도 있습니다:

• 더 높은 제조 비용
• 잠재력 솔더 마스크 홀 주변의 도전 과제
• 제대로 설계되지 않은 경우 전기 합선 위험

비연결 구멍(NPTH)

금속 코팅이 없는 단순한 구멍입니다. 기계적인 부착을 위한 구멍일 뿐입니다:

• 제조 비용 절감
• 더욱 간소화된 조립 프로세스
• 보드 회로로부터 완벽한 전기적 절연

단점은 도금된 구멍의 전도성이 부족하고 강도가 약할 수 있다는 점입니다.

카운터싱크/카운터보어 구멍

이 특수 구멍을 통해 나사 머리가 보드 표면과 같은 높이에 놓일 수 있습니다. 평평한 프로파일이 필요할 때 유용하지만 제조에 복잡성을 더합니다.

안정적인 마운팅 홀을 위한 설계 규칙

이 가이드라인을 따르면 일반적인 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다:

구멍 배치

• 최소한 구멍을 유지하세요. 구멍 지름의 3배 보드 가장자리에서 멀리
• 기계적 스트레스를 분산하기 위해 균등하게 배치
• 인클로저 장착 지점에 맞춰 정렬하기
• 민감한 구성 요소나 고속 추적 근처에 두지 마십시오.

구멍 크기

가장 흔한 실수 중 하나는 구멍을 너무 작게 만드는 것입니다. 구멍은 항상 0.2mm 더 커짐 를 나사 직경보다 크게 설정합니다. 예를 들어

• M3 나사(3mm)의 경우 3.2mm 구멍을 사용합니다.
• M2 나사(2mm)의 경우, 2.2mm 구멍 사용

이 추가 공간은 다음을 방지합니다. 열 스트레스 부품이 가열되어 팽창할 때

출입금지 구역

만들기 킵아웃 구역 구성 요소나 흔적이 없어야 하는 마운팅 구멍 주위에 배치합니다:

• 일반 보드의 경우: 0.5mm 최소 간격
• 진동이 심한 환경에 적합합니다: 1mm 이상
• 팔로우 IPC-2221 전문적인 디자인을 위한 표준

도금된 구멍과 도금되지 않은 구멍: 각각의 사용 시기

다음은 어떤 유형을 사용할지 결정하는 데 도움이 되는 간단한 분석입니다:

사용 도금 구멍 언제:

• 전기 접지가 필요합니다.
• 제품이 열악한 환경에 직면하게 됩니다.
• 나사산이 잘 맞물려야 하는 금속 나사를 사용하는 경우

사용 비도금 구멍 언제:

• 비용이 주요 관심사
• 전기 절연이 필요한 경우
• 간단한 프로토타입을 만들고 있습니다.

하드웨어 선택 가이드

올바른 하드웨어를 선택하는 것은 좋은 구멍을 설계하는 것만큼이나 중요합니다:

나사

대부분의 PCB는 M2 ~ M4 크기 나사. 가장 효과적인 방법은 다음과 같습니다:

• M2: 작고 가벼운 보드용
• M3: 중형 보드에 가장 일반적인 크기
• M4: 더 크고 무거운 보드의 경우

재료도 중요합니다:

• 스테인리스 스틸: 내구성 및 부식 방지
• 나일론: 가볍고 전기 절연성

스탠드오프

이 작은 스페이서는 PCB와 마운팅 표면 사이에 간격을 만듭니다:

• 금속 스탠드오프: EMI 접지 및 방열 기능 제공
• 나일론 스탠드오프: 전기 절연 및 진동 감쇠 기능 제공
• 조정 가능한 스탠드오프: 장착 높이를 미세 조정할 수 있습니다.

언제 PCB 어셈블리에 CNC 가공 부품 사용적절한 스탠드오프 선택은 보드와 인클로저 간의 최적의 정렬을 보장합니다.

접착제

보안을 강화하기 위해 나사와 접착제가 모두 필요한 경우도 있습니다:

• 진동이 심한 환경에는 실리콘 기반 접착제를 사용하세요.
• 보드를 조인 후 접착제를 바르세요.
• 부품을 손상시키지 않는 전자제품 등급 제품을 사용해야 합니다.

프레스-핏 인서트

고신뢰성 애플리케이션의 경우 다음 사항을 고려하세요. 압입식 나사 인서트:

• FR4와 같은 부드러운 소재에 더 강한 스레드를 제공합니다.
• 진동에 의한 풀림 방지
• 반복적인 조립/분해가 가능합니다.

피해야 할 5가지 일반적인 실수

숙련된 엔지니어도 이러한 실수를 저지릅니다:

1. 열팽창을 위한 구멍이 너무 작음 - 이로 인해 보드가 휘어지고 부품에 응력이 가해집니다. 나사보다 0.2mm 더 크게 구멍을 뚫습니다.
2. 고전류 흔적 근처의 도금 구멍 - 이로 인해 쇼트의 위험이 있습니다. 최소 5mm 거리를 유지하세요.
3. 인클로저 정렬 무시 - 이는 피팅 실패로 이어집니다. 항상 인클로저 설계를 먼저 확인하세요.
4. 나사를 과도하게 조임 - 이 골절 환형 링 구멍 주위에. 적절한 토크를 사용합니다(M3의 경우 0.6~1.2Nm).
5. 솔더 마스크 간격을 잊어버리는 경우 - 납땜 브리징이 발생할 수 있습니다. 도금된 구멍 주위에 0.3mm의 여유 공간을 추가합니다.

테스트 및 유효성 검사

중요한 애플리케이션의 경우 마운팅 홀 디자인을 테스트하세요:

열 순환

극한 온도 사이를 순환하며 팽창과 수축을 시뮬레이션합니다:

• 작동 최대 온도(일반적으로 85°C)까지 가열
• 최소 작동 온도(일반적으로 -40°C)까지 식히기
• 10~50회 반복

진동 테스트

팔로잉 MIL-STD-883 항공우주/자동차 애플리케이션에 적합합니다:

• 최종 사용 환경에 맞는 무작위 진동 프로파일 생성
• 10Hz~2000Hz의 주파수 스윕
• 느슨해지거나 손상되었는지 모니터링

풀 테스트

나사와 인서트가 제자리에 얼마나 잘 고정되어 있는지 확인합니다:

• 실패할 때까지 점점 더 힘을 가합니다.
• 견딜 수 있는 최대 힘 측정
• 애플리케이션 요구 사항과 결과 비교

산업 표준 요약

마운팅 홀을 설계할 때는 다음과 같은 주요 표준에 유의하세요:

• IPC-2221: 최소 홀과 가장자리 간 거리 및 환형 링 요구 사항 설정
• ISO 9001: 제조 공정의 품질 관리
• UL 94: 스탠드오프, 나사 및 기타 하드웨어의 가연성 평가

사용 스위스 가공 기술 는 PCB 장착 구멍과 완벽하게 결합되는 스탠드오프 및 맞춤형 하드웨어에 대한 정밀 공차를 보장합니다.

실제 사례 연구: 자동차 PCB 진동 문제

실제 자동차 애플리케이션에서 엔진 제어 모듈은 진동으로 인해 장착 나사가 느슨해져 고장이 발생했습니다. 솔루션이 포함되었습니다:

• 로 전환 도금 구멍 M3 스테인리스 스틸 나사 포함
• 40%의 진동 에너지를 감쇠하는 나일론 스페이서 추가
• 모든 패스너에 나사 고정 컴파운드 사용

결과는? 현장 장애가 92% 감소했습니다.

주요 내용

PCB 마운팅 홀에 대해 배운 내용을 요약하면 다음과 같습니다:

1. 항상 패스너를 선택하세요 전에 홀 디자인 마무리
2. 사용 비도금 구멍 비용에 민감한 프로젝트에 적합합니다, 도금 구멍 열악한 환경용
3. 열팽창을 위해 나사 직경보다 0.2mm 더 큰 구멍을 만드세요.
4. 민감한 부품과 고속 흔적에서 마운팅 구멍을 멀리 떨어뜨려야 합니다.
5. 다음과 같은 업계 표준을 따르세요. IPC-2221 전문적인 디자인을 위한

기계 및 전기 통합이 모두 필요한 복잡한 설계의 경우 다음을 고려하십시오. 5축 가공 를 사용하여 PCB 실장 패턴에 완벽하게 맞는 맞춤형 인클로저를 만들 수 있습니다.

결론

PCB 마운팅 홀은 사소한 세부 사항처럼 보일 수 있지만 제품 신뢰성에 큰 역할을 합니다. 이러한 모범 사례를 따르고 사용 가능한 옵션을 이해하면 수년 동안 안전하게 장착된 상태로 유지되는 보드를 설계할 수 있습니다.

간단한 취미 프로젝트든 미션 크리티컬한 항공 우주 시스템을 설계하든, 적절한 마운팅 홀 설계는 앞으로의 골칫거리를 덜어줍니다!