IoT 보드는 하나의 기판에 세 가지 설계가 구현됩니다.
연결된 제품은 세 가지 기능을 동시에 수행해야 합니다. 무선 신호를 송수신하고, 작은 배터리로 수개월 동안 작동하며, 센서 프런트 엔드를 통해 실제 값을 측정해야 합니다. 이러한 각각의 기능은 보드의 설계뿐만 아니라 조립 방식에도 제약을 가합니다.
1. 무선 신호 수신을 위한 보호 영역(keepout) 필요
안테나 성능은 주변 환경의 기하학적 구조에 따라 결정됩니다. 구리, 접지면, 금속 케이스, 배터리 등이 모두 튜닝에 영향을 미치며, 그 영향은 전도성 테스트를 통과한 보드라도 하우징 내부에서는 불량이 발생할 수 있을 정도로 큽니다.
조립 과정에서 보호 영역은 실제적인 특징으로 취급됩니다. 보호 영역 내부에는 구리, 부품, 코팅, 라벨 등이 일체 허용되지 않습니다. 이 영역은 조립 도면에 표시되고, 코팅 공정 전에 마스킹 처리되며, 최초 생산품 검사에서 철저히 검증됩니다. 일단 제품이 포팅되거나 하우징에 밀봉되면 수정할 수 없기 때문입니다.
2. 전력 예산은 공정상의 문제
절전 모드 전류는 마이크로암페어 단위로 측정되며, 이 수준에서는 오염도 중요한 영향을 미칩니다. 고임피던스 노드의 플럭스 잔류물, 패키지 내부의 습기, 또는 깨끗하지 않은 기판 위에 도포된 코팅은 모두 표준 전기 테스트로는 감지할 수 없는 누설 경로를 생성합니다.
이것이 바로 배터리 구동 제품의 경우 "무세척"을 전제로 하기보다는 코팅 전에 세척 및 검증을 거쳐야 하는 이유입니다. 측정은 기능 테스트의 일부로, 단순히 전원 레일의 존재 여부뿐만 아니라 각 전력 상태에서의 전류 소모량을 측정해야 합니다.
3. 밀폐형 박스의 열 설계
IoT 장치는 일반적으로 작고 밀폐되어 있어 열이 발산될 곳이 없습니다. 전력 증폭기, 레귤레이터, 무선 모듈이 밀폐된 하우징 내에 함께 작동하면 국부 온도가 주변 온도보다 훨씬 높아지고, 센서의 정확도도 그에 따라 떨어집니다.
따라서 조립 시 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다. 열이 발생하는 부품 아래에 열 비아를 배치하고, 하우징이 열을 전달할 수 있는 부분에 금속 보강재 또는 방열판을 사용하며, 온도 센서가 레귤레이터에 닿지 않도록 부품을 배치해야 합니다.
4. 코팅 (단, 선택적 적용)
컨포멀 코팅은 연결된 제품을 결로로부터 보호하며, 조립 후 공정 중 기판의 전기적 특성을 변화시키는 몇 안 되는 공정 중 하나입니다. 코팅의 유전 상수 변화는 RF 트레이스의 임피던스를 변화시키고, 코팅이 금지 영역(keepout) 내부에 적용될 경우 안테나의 주파수 응답을 저하시킬 수 있습니다.
따라서 코팅은 선택적으로 적용됩니다. 커넥터, 테스트 포인트, 압력 센서 및 안테나 영역은 마스킹 처리하고, 나머지 기판 부분은 지정된 두께로 코팅합니다. 코팅과 포팅 중 어떤 방식을 선택할지는 코팅 비교에서 다룹니다.
5. 제품 테스트 필수
IoT 어셈블리는 AOI, ICT 및 전원 켜짐 검사를 통과하더라도 가장 중요한 테스트, 즉 범위 한계에서의 무선 링크, 부하 시 센서 판독값, 절전 모드 전류 테스트에서 실패할 수 있습니다.
따라서 기능 테스트는 펌웨어를 실행하고, 각 상태에서 전류를 측정하며, 안테나 튜닝을 변경하지 않는 픽스처를 사용하여 무선 기능을 테스트합니다. 설계에 Rogers, Arlon, Taconic 또는 Nelco 라미네이트에 RF 트레이스가 포함된 경우 임피던스는 ±10% 이내로 유지되며 스택업을 통해 검증됩니다.
견적 요청 시 제출 서류
Gerber 파일, BOM, 안테나 금지 영역 및 코팅 마스크가 표시된 조립 도면, 기능 테스트용 펌웨어 버전, 각 전원 상태에 대한 테스트 사양서를 제출해 주십시오. 프로토타입은 1~3일 내에 제공됩니다. 01005 및 0201 부품, 혼합 기술 및 선택적 코팅 모두 동일한 4개의 SMT 라인에서 처리됩니다.
공정 한계는 PCBA 제조 페이지에서 확인할 수 있고, 연결형 제품의 애플리케이션 맥락은 소비자 가전제품과 통신 페이지에서 다룹니다.
