Tolerance Analysis를 통한 단순한 수정으로 우리는 개발을 진행하면서 아주 효율적으로 설계완성도를
높일 수 있다. 오늘은 PCB가 비틀어지지 않도록 하는데 사용되는 Guide Pin의 설계 최적화 방법을 살펴보자.
일반적으로 적용되고 있는 허용차는 Guide Pin의 반경보다 0.25mm 크게 틈새를 설정해준다.
먼저, 일반적인 조건인 현재의 틈새에 대한 표준편차를 계산해보자.
(1) 틈새는 균일하게 유지되므로 균일분포를 적용하여 σ = 2(0.25)/3.5 = 0.143mm 으로 구해진다
(2) 여기에 사용된 Guide Pin은 D = 5mm +0,-0.08mm, 그런데 이렇게 한쪽으로 치우친 Spec. 값은
공차분석시에 좋지 않으므로 D = 4.96mm±0.04mm로 수정한다. 그리고, Specification에 대한
품질정보가 없을 때에는 앞의 Post에서 설명한바 같이 삼각분포를 사용햐여 표준편차를 구한다.
즉, Guide Pin의 표준편차는 σ = 2(0.04)/5 = 0.016mm로 예측할 수 있다.
(3) 그리고, PCB 업체로 부터 구한 Hole(±0.05mm)의 유사공정 분석결과 Z = 3으로 분석되었으며,
Hole의 표준편차 = T/3 = 0.05 / 3 = 0.017mm 로 구해진다
그러므로 Guide Pin과 Hole과의 Assembly에 대한 Total 표준편차는
σTotal = ((0.016)2 + (0.017)2)1/2 = 0.0233 로 예측해 낼 수가 있다.
(4) 여기서, 우리의 목표 품질수준이 Z = 4이라고 하면, Nominal Clearance = 4 * 0.0233 = 0.0933
이 값은 0.1에 가까우므로, Beta Design의 틈새 0.25를 0.1mm 틈새로 변경해 준다.
이상과 같이 설계를 변경해 주었을 때의 틈새에 대한 표준편차는
σ = 2(0.1)/3.5 = 0.057 mm 이 되며, Beta Design의 표준편차 0.143mm와 비교하면 수정된
New Design이 Assembly의 변동을 줄여주는데 실질적인 효과가 있음을 알 수 있다.
설계경험에서 보면, Assembly 변동의 주원인은 틈새나 체결구조로 부터 기인한다.
고객센터 > BLOG
