금형 비용 항목
단순 기판의 경우, 일회성 비용은 주로 드릴링 및 라우팅 프로그래밍에 소요됩니다. 반면, 연성 또는 경성-연성 기판의 경우 다음과 같은 항목들이 포함됩니다.
- 커버레이 금형 — 라미네이션 과정에서 움직이는 필름에 구멍을 뚫어야 합니다.
- 보강재 금형 — PI, PET, FR-4 또는 스테인리스 스틸 재질의 외곽선을 별도로 절단하여 접착합니다.
- 외곽선 금형 — 프로토타입 제작 시에는 레이저 또는 라우팅 방식을 사용하고, 대량 생산 시에는 스틸 룰 다이를 사용합니다.
- 테스트 지그 — 소량 생산 시에는 플라잉 프로브를 사용하고, 대량 생산 시에는 하드와이어링 지그를 사용합니다.
- 캐리어 또는 패널 프레임 — 얇은 연성 패널은 SMT 및 리플로우 공정을 견딜 수 있도록 지지대가 필요합니다.
각 항목마다 손익분기점이 다르기 때문에, 연성 기판 견적이 10개 정도일 때는 비싸 보일 수 있지만 1만 개 정도일 때는 경쟁력 있어 보일 수 있습니다.
시제품 제작과 대량 생산은 다른 공정입니다
소량 생산 시에는 레이저 절단 및 라우팅을 통해 금형 비용을 절감하고 금형을 폐기하지 않고도 설계를 변경할 수 있습니다. 대량 생산 시에는 스틸 룰 금형이나 펀치 및 금형 세트를 사용하여 부품을 훨씬 빠르게 가공하고, 플라잉 프로브 대신 하드웨어로 연결된 테스트 지그를 사용합니다. 이 두 가지 모두 초기 비용이 추가되지만 단가를 낮추는 효과가 있습니다.
따라서 설계 결정은 "어떤 방식이 더 저렴한가"가 아니라 "금형 비용을 회수하기 전에 몇 개의 부품을 생산할 수 있는가"에 달려 있습니다. 생산량이 수백 개를 넘지 않을 부품은 단가가 더 높더라도 레이저 절단 방식을 유지하는 것이 좋습니다.
리지드-플렉스 기판은 금형뿐 아니라 공정도 추가합니다
리지드-플렉스 기판은 FR-4 패널 사이에 플렉스 코어를 적층한 것으로, 플렉스 영역에는 보강재와 프리프레그가 없습니다. 따라서 적층 제어가 더욱 정밀해지고, 정렬 공정이 더 복잡해지며, 조립 과정에서 플렉스 테일을 평평하게 유지하는 캐리어가 필요합니다. 툴링은 이러한 단계를 반영합니다. 플렉스 코어는 플렉스 보드처럼 툴링되고, 리지드 섹션은 리지드 보드처럼 툴링되며, 이 두 부분은 서로 정확하게 정렬되어야 합니다.
패널 활용도는 비용의 일부입니다
플렉스 패널은 9.842″ × 19.685″로 제한되며 부품은 일반적으로 작기 때문에 잘 계획된 어레이는 다이만큼이나 중요합니다. 패널에 넓은 데드 영역이 남는 레이아웃은 툴링 비용이 회수된 후에도 모든 로트에서 그 손실을 초래합니다.
옵션 비교 방법
전체 어셈블리를 한 라인에서 처리한다고 가정해 보겠습니다. 보드 비용, 커넥터, 케이블, 조립 인건비, 테스트 및 예상되는 현장 고장률을 모두 고려해야 합니다. 커넥터가 어차피 필요하고 하우징 공간이 협소한 경우에는 리지드-플렉스 방식이 유리한 경향이 있습니다. 보드 크기가 크고 연결이 간단한 경우에는 별도의 플렉스 보드와 커넥터를 사용하는 방식이 유리한 경향이 있습니다.
두 구조의 범위는 유연한 PCB 페이지와 리지드-플렉스 페이지에 있으며, 기능 페이지에 툴 선택에 영향을 주는 공정 한계가 정리되어 있습니다.
