200716 리드선 변형을 유발하는 PCB와 부품간의 상대변위 산출

★ 리드선과 땜납 접속부 변형을 유발하는 PCB와 부품간 상대 변위
★ 예제 : PCB에 실장된 전자 부품에 대하여
(a) 1,000만 사이클을 달성할 수 있는 PCB의 최소 고유 진동수
(b) PCB와 부품간의 예상되는 상대 동적 변위
(c) 리드 선과 납땜부에서 동적 하중과 발생 응력
(d) 리드 선과 남땜부에서 기대할 수 있는 피로 수명
(e) 세라믹 부품의 몸체에서 굽힘 응력


플러그인 PCB는 PCB의 고유진동수로 가진하게 되면 고진동과 충격으로 인해 큰 변위를 발생시킨다. 이런 현상은 가끔 PCB와 여기에 실장되어 있는 부품간의 상대 변위를 발생시킨다. 큰 부품의 몸체는 PCB 보다 두껍고 더 강하게 만들어 부품을 지지한다. 부품의 리드선을 PCB 관통 구멍에 삽입하거나 부품이 PCB 표면에 접착되어 있을 때 PCB와 부품 사이의 상대 변위가 발생하고 이로 인해 리드 선에 상당한 변형을 일으키게 된다. 이런 변형으로 인해 리드 선에 축 하중과 굽힘 모멘트가 발생할 것이다. 부품의 길이가 PCB 길이에 비해 작다면 리드 선에는 축 하중이 굽힘 모멘트보다 훨씬 크게 될 것이다. 그래서 계산 과정에서 굽힘 모멘트를 무시해도 큰 오차가 없다.
유한 요소 해석 결과를 보면 부품의 길이가 길면 리드 선이 늘어나는 것보다 휘는 양이 훨씬 더 많다는 것을 알 수 있다. 또한 부품이 강하고 DIP(Dual inline package)와 같이 리드 선도 비교적 강하면 부품 주변에…(생략)