Рекомендации по панелеванию печатных плат

Перейти к:

• Методы панельизации
• Соображения по проектированию панели маршрутизации вкладок
• Инструкции по разборке печатных плат
• V-Score по сравнению с панелью печатных плат с маршрутизацией вкладками
• Выберите MCL для своего проекта панельизации

Автоматизированное оборудование для сборки печатных плат часто имеет проблемы с работой с платами меньшего размера, что приводит к более частым дефектам в процессе сборки. Чтобы свести к минимуму эти дефекты и повысить производительность производственного процесса, многие компании используют процесс, называемый панельизацией, в результате чего получается панель печатной платы.

Что такое панель печатной платы?

Панель печатных плат, также называемая массивом печатных плат, представляет собой единую плату, состоящую из нескольких отдельных плат. После сборки панель затем разбирается или разделяется на отдельные печатные платы в процессе разбивки. Преимущество процесса панелирования печатной платы заключается в уменьшении количества дефектов, поскольку автоматизированные сборочные машины, как правило, сталкиваются с меньшим количеством проблем в процессе сборки. Кроме того, панельизация также снижает затраты за счет повышения пропускной способности.

Успешная панельная обработка печатной платы требует наличия нескольких проектных спецификаций для правильной работы, включая соображения, связанные с методами панельной обработки. Мы подробно опишем эти методы панелей печатных плат и их конкретные требования в этом наборе рекомендаций по панелеванию.

Методы панели

Существует несколько методов панельной обработки, каждый из которых имеет свои недостатки и преимущества. Дизайн плат на панели и сама панель часто играют большую роль в том, какой метод панели лучше всего подходит для приложения. Наиболее заметные из этих факторов включают:

• Дизайн: Дизайн платы играет наибольшую роль в выборе наиболее подходящего метода облицовки. Величина зазора между компонентами и краем платы может сделать некоторые методы гораздо менее подходящими, чем другие, как и наличие компонентов, висящих на краях.
• Компоненты: Типы компонентов, используемых на плате, так же важны, как и их размещение. Особо чувствительные компоненты и разъемы могут повлиять на выбор наиболее подходящего метода разделения и разделения панелей.
• Материалы: Материалы, используемые в печатной плате, могут ограничивать наиболее подходящий тип метода панелеобразования, поскольку некоторые материалы более склонны к расщеплению в процессе выламывания. Толщина платы также является важным фактором, так как особенно тонкие платы могут с большей вероятностью сломаться во время сборки, а толстые доски могут оказаться более проблематичными в процессе выламывания.

Эти факторы ограничивают выбор, доступный для любого приложения. На самом деле, многие сборочные компании могут использовать комбинацию методов в одном проекте, чтобы обеспечить структурную целостность массива, при этом устраняя проблемы в процессе раскрепления.

В настоящее время используются три метода панельной обработки, хотя обычно практикуются только два. Это:

<сильный>1. Панель V-Score: Этот распространенный метод панелеобразования разделяет отдельные печатные платы V-образными канавками. Эти канавки удаляют примерно треть толщины доски с верхней и нижней части доски с помощью углового лезвия. Для завершения процесса выламывания обычно используется машина, учитывая, что оставшаяся треть платы между канавками на удивление прочная, а ручное выламывание может создать нагрузку на печатную плату и окружающие компоненты.

<сильный>2. Вкладка «Панельизация маршрутизации»: Массивы печатных плат, которые не могут использовать метод V-образной канавки, вместо этого будут использовать метод разводки с выступами. При использовании этого метода печатные платы предварительно вырезаются из массива и закрепляются на плате с помощью перфорированных выступов. В этих рисунках перфорации часто используются от трех до пяти отверстий. Этот метод часто выгоден своей способностью поддерживать конструкции с компонентами, подвешенными к краю. Его также можно сломать вручную, а не с помощью инструментов.

<сильный>3. Сплошная панель вкладок: Массивы могут быть спроектированы со сплошными выступами между каждой доской, что повышает общую прочность. Однако метод снятия панелей для этого типа панелей печатных плат требует либо фрезерного станка для снятия панелей, либо станка для лазерной резки, либо инструмента с крючкообразным лезвием. Фрезер может привести к пыли и вибрации, а лазерный резак чрезвычайно дорог и неэффективен для плат толщиной более 1 мм. Вариант с крючковым лезвием менее дорог, но неэффективен и склонен к вращению лезвия. Этот метод менее распространен, чем два других.

V-Score и Tab Routing являются предпочтительными методами панельной обработки для большинства приложений. Самое главное для проектировщиков печатных плат — понять, какой из двух методов лучше всего подходит для их применения. Следующим шагом будет разработка их массива для максимальной силы и успеха прорыва.

Многие предпочитают метод панелей с V-образными канавками, когда это возможно, из-за его эффективности и снижения поверхностного напряжения. Машины для разделения панелей на этот тип массива также относительно недороги и экономичны. Более того, они портативны и требуют минимального обслуживания. Хотя этот метод обычно приводит к более грубым краям платы, это редко беспокоит приложения, в которых используется V-образная панель.

Однако, несмотря на то, что V-образная канавка предпочтительна для различных применений, она является довольно ограничительной с точки зрения конструкции панели печатной платы. Например, панель с V-образными канавками не идеальна для конструкций, в которых компоненты расположены слишком близко к краю или нависают над ним. Они также представляют различные производственные проблемы, которые необходимо учитывать в процессе проектирования, такие как:

• Допуск: Чтобы компоненты не пострадали в процессе резки, между компонентами и любыми V-образными канавками должен сохраняться зазор 0,05 дюйма. Более высокие компоненты, возможно, придется разместить дальше, чтобы резак не мешал им. Например, многослойные керамические чип-конденсаторы поверхностного монтажа должны располагаться на расстоянии не менее 1/8 дюйма от линии надреза. Компоненты с большей площадью соединения также следует размещать дальше от канавки, так как напряжение при депанелизации может привести к поломке паяных соединений, если они будут расположены слишком близко к V-образной канавке.
• Подсчет очков: V-образные канавки могут снизить структурную целостность массива печатных плат, вызывая провисание передней и задней кромок при пропускании через машину для пайки волной припоя. Это может привести к деформации массива или его попаданию в машину для пайки волной припоя. Чтобы усилить массив и предотвратить эти проблемы, разработчики могут добавить оценку перехода к переднему и заднему краям массива. Этого можно добиться, включив 1/2-дюймовую отрывную кромку на передней и задней кромках массива и пропустив V-образную канавку примерно посередине этих кромок. Просто попросите операторов, отделяющих панели, удалить эти отколовшиеся края, прежде чем отделять доски.

Если принять во внимание эти конструктивные соображения, панель с V-образной насечкой должна вызывать минимальные проблемы в процессе производства и сборки.

Соображения по проектированию панели маршрутизации вкладок

Панельная разводка с помощью табуляции предпочтительнее в приложениях, где компоненты размещаются очень близко к краю или над ним. Это также предпочтительно для печатных плат непрямоугольной формы, таких как круги. Однако, поскольку выступы являются переломными моментами для этих массивов, необходимо сделать несколько вариантов конструкции, чтобы обеспечить прочность и функциональность этих массивов, особенно в процессе разбивки. Вот некоторые из этих соображений:

• Допуск: Из-за напряжения в точках отрыва и возможности расщепления держите компоненты и дорожки на расстоянии не менее 1/8 дюйма от выступов. Многослойные керамические чип-конденсаторы для поверхностного монтажа должны находиться на расстоянии не менее ¼ дюйма от выступов, чтобы обеспечить минимальные помехи.
• Нокауты: Если конструкция вашей печатной платы включает отверстия размером более 0,6 дюйма, может потребоваться заполнитель или заглушка, чтобы предотвратить проблемы в процессе пайки волной припоя. Нокауты особенно важны в середине массива, где массивы печатных плат с большей вероятностью провиснут. Меньшие прямоугольные выбивные отверстия могут иметь широкий перфорированный язычок с пятью отверстиями на одном краю, а для более крупных выбивных отверстий неправильной формы может потребоваться несколько перфорированных язычков с тремя отверстиями.

• Размещение вкладок: Размещение вкладок важно для поддержания целостности конструкции массива печатных плат. Выступы должны располагаться через каждые 2–3 дюйма вдоль края доски для перфорированных выступов с пятью отверстиями и через каждые 1,5 дюйма для перфорированных выступов с тремя отверстиями. Выступы следует размещать как можно ближе к краю платы, чтобы избежать искривления на краю платы, но их не следует располагать под нависающими компонентами. Дизайнер также должен убедиться, что выступы достаточно велики, чтобы поддерживать доски, но не настолько велики, чтобы мешать процессу выламывания.
• Размещение перфорации: Если вы хотите избежать выступов со стороны платы, никогда не размещайте перфорацию язычка по центру язычка — вместо этого располагайте их близко к краю печатной платы или с каждой стороны язычка, если он расположен между двумя печатными платами.
• Расположение массива: При размещении печатных плат убедитесь, что все выступы, разорванные одновременно, лежат на одной прямой, чтобы линии разрыва были согласованными по всему массиву. Если линии разрыва не соответствуют друг другу, некоторые выступы сломаются, а другие просто потянутся перпендикулярно поверхности платы, что может привести к разрыву ламината.

С учетом этих соображений ваш дизайн должен сталкиваться с минимальными проблемами во время процессов изготовления и разбивки.

Инструкции по разборке печатных плат

Даже если вы идеально спроектируете массив печатных плат, в процессе разбивки все равно могут возникнуть проблемы. От расколов и разрывов до повреждения компонентов процесс выламывания может разрушить плату, если он выполнен неправильно. Вот почему правильные методы выламывания платы необходимы для сведения затрат к минимуму. Чтобы избежать подобных проблем, помните о следующих рекомендациях в процессе разбивки:

• Разрыв вкладок вручную: Правильно спроектированную панель печатной платы с разводкой в ​​виде выступов часто можно сломать ручным инструментом. Для достижения наилучших результатов с помощью ручного инструмента используйте плоскогубцы, чтобы согнуть каждый язычок по линии разрыва, пока он не треснет со слышимым звуком. Чтобы полностью отделиться по линии разрыва, согните язычки в противоположном направлении.
• Разрыв вкладок на машине: В некоторых случаях доска может быть слишком толстой, чтобы ее можно было полностью сломать вручную. В этом случае использование режущего инструмента может быть предпочтительнее. Крючковое лезвие или фрезерный станок для разделения панелей могут быть здесь хорошим вариантом, как уже обсуждалось ранее при панелях со сплошными выступами.
• Разбивание V-образных канавок вручную: В зависимости от конструкции платы и того, насколько близко компоненты расположены к краям платы, панели с V-образными насечками можно сломать вручную, используя метод, аналогичный тому, который используется для сламывания выступов.
• Вырезание V-образных канавок: Панели с V-образным швом требуют специальной машины для снятия панелей, чтобы их можно было высвободить. В этой машине используется лезвие типа ножа для пиццы, относительно недорогое и требующее минимального обслуживания. Единственным недостатком является то, что края будут несколько более грубыми, чем у вариантов с трассировкой.

V-Score и Tab Routing PCB Panels

Выбор того, использовать ли методы трассировки V-score или табуляции на панели печатной платы, во многом будет зависеть от конструкции печатной платы, с которой вы работаете. Принимая решение, учитывайте следующие факторы:

• Формы досок: Формы печатных плат, включенных в массив, играют большую роль в методе панельизации. Для квадратных или прямоугольных досок хорошо подходит V-образный подсчет. Маршрутизация вкладками больше подходит при работе с необычными формами.
• Пограничные компоненты: Если ваша печатная плата зависит от наличия компонентов, свисающих с края, или компонентов, расположенных близко к краю, некоторые варианты разводки табуляции могут быть более подходящими, чем V-оценка. Просто убедитесь, что вкладки не расположены рядом с этими краевыми компонентами.
• Качество края: Если качество краев имеет значение, маршрутизация по табуляции может быть предпочтительнее, чем V-оценка. Хотя в процессе обработки остаются небольшие шероховатые выступы ламината, их можно легко отшлифовать, а оставшиеся края после фрезерования остаются гладкими. С другой стороны, V-образная насечка приводит к шероховатости краев по всей окружности, что может потребовать дополнительного шлифования, если нужны ровные края.
• Затраты времени: Маршрутизация вкладок, как правило, требует больше времени и усилий для настройки, поскольку они требуют много времени на маршрутизаторе. С другой стороны, V-оценка требует гораздо меньше времени на работу с машинами.
• Отходы: Если материальные отходы вызывают озабоченность, V-оценка предлагает наибольшую пользу. Этот метод тратит гораздо меньше материала, чем табуляция, что означает гораздо меньшую общую стоимость платы.

Также важно учитывать, что методы Tab Routing и V-score не исключают друг друга. Эти методы могут использоваться в сочетании в определенных обстоятельствах. Например, трассировку с выступами можно использовать для краев печатных плат, компоненты которых расположены близко к краю или нависают над ним, а вертикальную оценку можно использовать для других краев.

Выберите MCL для своего проекта панельизации

Конструкции массивов печатных плат оказывают огромное влияние на успех или неудачу отдельных компонентов и общую стоимость проекта. Это делает соображения по проектированию массива печатных плат, описанные выше, абсолютно необходимыми. Хотя вряд ли это исчерпывающий или конкретный набор рекомендаций, эти правила обеспечивают хорошую основу для проектирования массивов печатных плат. Однако еще более важным для успеха вашего проекта является выбор правильных услуг по панелированию печатных плат для работы. В этом может помочь MCL.

MCL является одним из самых опытных и способных поставщиков печатных плат в Соединенных Штатах с более чем 10-летним опытом. Если вы предпочитаете, MCL может позаботиться обо всех панелях, необходимых для вашего проекта.

В MCL мы постоянно поставляем превосходные продукты вовремя и поддерживаем наших клиентов высококачественными инженерными услугами в каждом проекте. Мы гордимся тем, что являемся комплексным поставщиком, предлагающим широкий спектр продуктов для поддержки любого применения. Что касается наших услуг инженерной поддержки, наш опытный инженерный и производственный персонал обладает знаниями и ресурсами, чтобы помочь различным отраслям с DRC, DFM и услугами редактирования, чтобы гарантировать успешные проекты каждый раз.

Свяжитесь с MCL сегодня, чтобы обсудить ваш следующий проект по созданию панели для печатных плат, и обязательно спросите нас о наших привлекательных ценовых вариантах. Наша превосходная команда обслуживания клиентов готова и ждет, чтобы помочь вам найти лучшее решение для вашего следующего проекта панели печатных плат. Позвоните нам по телефону (717) 558-5975 или свяжитесь с нами через Интернет.

Запросить бесплатное предложение