Directives de panélisation des PCB

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• Méthodes de panélisation
• Considérations de conception pour la panélisation du routage des onglets
• Instructions pour démonter les cartes PCB
• V-Score par rapport aux panneaux PCB de routage d'onglets
• Choisissez MCL pour votre projet de panélisation

Les équipements d'assemblage automatisé de cartes de circuits imprimés ont souvent du mal à travailler avec des cartes plus petites, ce qui entraîne des défauts plus fréquents pendant le processus d'assemblage. Pour minimiser ces défauts et améliorer le débit du processus de fabrication, de nombreuses entreprises utilisent un processus appelé panélisation, résultant en un panneau PCB.

Qu'est-ce qu'un panneau PCB ?

Un panneau PCB, également appelé matrice PCB, est une carte unique composée de plusieurs cartes individuelles. Une fois assemblé, le panneau est ensuite séparé, ou dépanélisé, en PCB individuels pendant le processus de rupture. L'avantage du processus de panélisation des cartes de circuits imprimés est une diminution des défauts car les machines d'assemblage automatisées ont tendance à rencontrer moins de problèmes pendant le processus d'assemblage. En outre, la panélisation réduit également les coûts en améliorant le débit.

Une panélisation PCB réussie nécessite plusieurs spécifications de conception pour fonctionner correctement, y compris des considérations relatives aux méthodes de panélisation. Nous détaillerons plus en détail ces méthodes de panneau PCB et leurs exigences spécifiques dans cet ensemble de directives de panélisation.

Méthodes de panélisation

Plusieurs méthodes de panélisation existent, chacune avec ses propres inconvénients et avantages. La conception des panneaux sur le panneau et le panneau lui-même joueront souvent un rôle important dans la méthode de panélisation la mieux adaptée à l'application. Les plus notables de ces facteurs incluent :

• Conception : La conception du tableau joue le rôle le plus important dans la détermination de la méthode de panélisation la plus appropriée. La quantité de jeu entre les composants et le bord de la carte peut rendre certaines méthodes beaucoup moins appropriées que d'autres, tout comme la présence de composants suspendus au bord.
• Composants : Les types de composants utilisés sur la carte sont tout aussi importants que leur emplacement. Les composants et les connecteurs particulièrement sensibles peuvent jouer un rôle dans la méthode de séparation et de panélisation la plus appropriée.
• Matériaux : Les matériaux utilisés dans un PCB peuvent limiter le type de méthode de panélisation le plus approprié, car certains matériaux sont plus susceptibles de se briser pendant le processus de rupture. L'épaisseur des planches est également un facteur, car les planches particulièrement minces peuvent être plus susceptibles de se casser pendant l'assemblage, et les planches épaisses peuvent s'avérer plus problématiques pendant le processus de rupture.

Ces facteurs limitent les choix disponibles pour n'importe quelle application. En fait, de nombreuses entreprises d'assemblage peuvent utiliser une combinaison de méthodes sur n'importe quel projet pour garantir l'intégrité structurelle de la baie tout en atténuant les problèmes pendant le processus de rupture.

Il existe trois techniques de panélisation utilisées aujourd'hui, bien que seules deux soient couramment pratiquées. Ce sont :

1. Panélisation V-Score : Cette méthode courante de panélisation sépare les PCB individuels avec des rainures en forme de V. Ces rainures enlèvent environ un tiers de l'épaisseur de la planche du haut et du bas de la planche avec une lame inclinée. Une machine est couramment utilisée pour terminer le processus de rupture, étant donné que le tiers restant de la carte entre les rainures est étonnamment solide et que la rupture à la main peut exercer une pression sur le PCB et les composants environnants.

2. Panélisation du routage des onglets : Les matrices de PCB qui ne peuvent pas utiliser une méthode de rainure en V utiliseront à la place une méthode de routage par onglets. Avec cette méthode, les PCB sont prédécoupés de la matrice et maintenus en place sur la carte avec des languettes perforées. Trois à cinq trous sont souvent utilisés dans ces motifs de perforation. Cette méthode est souvent bénéfique pour sa capacité à prendre en charge les conceptions avec des composants suspendus aux bords. Il peut également être cassé à la main plutôt qu'avec des outils.

3. Panneaux à onglets pleins : Les tableaux peuvent être conçus avec des onglets solides entre chaque carte, améliorant ainsi la résistance globale. Cependant, la méthode de dépaneling pour ce type de panneau PCB nécessite soit un routeur de dépaneling, une machine de découpe laser ou un outil à lame en forme de crochet. Le routeur peut entraîner de la poussière et des vibrations, tandis que le découpeur laser est extrêmement coûteux et inefficace sur des planches de plus de 1 mm d'épaisseur. L'option à lame à crochet est moins chère mais inefficace et sujette à la rotation de la lame. Cette méthode a tendance à être moins courante que les deux autres.

V-Score et Tab Routing sont les méthodes de panélisation préférées pour la plupart des applications. La chose la plus importante pour les concepteurs de PCB est de comprendre laquelle des deux méthodes est la meilleure pour leur application. L'étape suivante consiste à concevoir leur réseau pour une force maximale et un succès d'évasion.

Beaucoup préfèrent la méthode de panélisation à rainure en V lorsque cela est possible pour son efficacité et la réduction des contraintes de surface. Les machines de dépaneling pour ce type de réseau sont également relativement peu coûteuses et rentables. Mieux encore, ils sont portables et nécessitent un minimum d'entretien. Bien que la méthode ait tendance à donner des bords de planche plus rugueux, cela est rarement un problème pour les applications où la panélisation à rainure en V est utilisée.

Cependant, bien que la panélisation à rainure en V soit préférable pour diverses applications, elle est plutôt restrictive en termes de conception de panneaux de circuits imprimés. Par exemple, la panélisation à rainure en V n'est pas idéale pour les conceptions où les composants sont placés trop près d'un bord ou pendent au-dessus d'un bord. Ils introduisent également divers problèmes de fabrication qui doivent être pris en compte lors du processus de conception, tels que :

• Autorisation : Pour s'assurer que les composants ne sont pas affectés pendant le processus de coupe, un jeu de 0,05 pouce doit être maintenu entre les composants et les rainures en V. Les composants plus hauts peuvent devoir être placés plus loin pour s'assurer que le couteau n'interfère pas avec eux. Par exemple, les condensateurs à puce céramique multicouche montés en surface doivent être maintenus à au moins 1/8 de pouce de la ligne de repère. Les composants avec des zones de connexion plus grandes doivent également être placés plus loin de la rainure, car la contrainte de dépanélisation peut fracturer les joints de soudure s'ils sont placés trop près de la rainure en V.
• Score de saut : Les rainures en V peuvent réduire l'intégrité structurelle d'un réseau de circuits imprimés, provoquant l'affaissement des bords d'attaque et de fuite lors du passage dans une machine à souder à la vague. Cela peut entraîner le gauchissement de la matrice ou son coincement dans la machine à souder à la vague. Pour renforcer un tableau et éviter ces problèmes, les concepteurs peuvent ajouter un score de saut aux bords avant et arrière du tableau. Cela peut être accompli en incluant un bord de séparation de ½ pouce sur les bords avant et arrière du réseau et en faisant passer la rainure en V approximativement à mi-chemin à travers ces bords. Demandez simplement aux opérateurs de dépanelage de retirer ces bords de séparation avant de séparer les planches.

Si ces considérations de conception sont gardées à l'esprit, un panneau marqué en V devrait rencontrer des problèmes minimes pendant le processus de fabrication et d'assemblage.

Considérations de conception pour la panélisation du routage des onglets

La panélisation du routage des onglets a tendance à être préférée dans les applications où les composants sont placés très près ou au-dessus d'un bord. Il est également préférable pour les PCB fabriqués dans des formes non rectangulaires comme des cercles. Cependant, étant donné que les onglets sont les points de rupture de ces baies, plusieurs choix de conception doivent être faits pour garantir la solidité et la fonctionnalité de ces baies, en particulier pendant le processus de rupture. Certaines de ces considérations incluent :

• Autorisation : En raison de la contrainte exercée sur les points de rupture et du risque d'éclatement, maintenez les composants et les traces à au moins 1/8 de pouce des languettes. Les condensateurs à puce céramique multicouche montés en surface doivent être éloignés, à au moins ¼ pouce des languettes, afin de minimiser les interférences.
• Éliminatoires : Si la conception de votre circuit imprimé comprend des trous supérieurs à 0,6 pouces, un espace réservé ou une découpe peut être nécessaire pour éviter les problèmes lors du processus de soudure à la vague. Les knock-outs sont particulièrement importants au milieu d'un réseau, où les réseaux de PCB sont plus susceptibles de s'affaisser. Les entrées défonçables rectangulaires plus petites peuvent avoir une large languette perforée à cinq trous sur un seul bord, tandis que les entrées défonçables plus grandes et de forme plus irrégulière peuvent nécessiter plusieurs languettes perforées à trois trous.

• Emplacement des onglets : Le placement des onglets est important pour maintenir l'intégrité de la conception de votre matrice de circuits imprimés. Les onglets doivent être placés tous les 2 à 3 pouces le long d'un bord de planche pour les onglets perforés à cinq trous et tous les 1,5 pouces pour les onglets perforés à trois trous. Les languettes doivent être placées aussi près que possible du bord d'une carte pour éviter de se courber au bord d'une carte, mais ne doivent pas être placées sous des composants en surplomb. Le concepteur doit également s'assurer que les languettes sont suffisamment grandes pour supporter les planches, mais pas assez grandes pour interférer avec le processus de séparation.
• Emplacement des perforations : Si vous voulez éviter les saillies sur le côté de votre carte, ne placez jamais les perforations des languettes au centre d'une languette - placez-les plutôt près du bord du PCB, ou de chaque côté de la languette si elle est placée entre deux PCB.
• Disposition des tableaux : Lors de la disposition des PCB, assurez-vous que tous les onglets cassés en même temps sont colinéaires afin qu'il y ait des lignes de rupture cohérentes dans tout le tableau. Si les lignes de rupture ne sont pas cohérentes, certains onglets se cassent tandis que d'autres sont simplement tirés perpendiculairement à la surface du panneau, ce qui peut déchirer le laminage.

En gardant ces considérations à l'esprit, votre conception devrait rencontrer un minimum de problèmes lors des processus de fabrication et de démontage.

Instructions pour retirer les cartes PCB

Même si vous concevez parfaitement une matrice de circuits imprimés, des problèmes peuvent toujours survenir pendant le processus de rupture. Qu'il s'agisse d'éclats, de déchirures ou de dommages aux composants, le processus de rupture peut détruire une carte s'il n'est pas effectué correctement. C'est pourquoi des méthodes appropriées de séparation des cartes sont essentielles pour maintenir les coûts au minimum. Gardez les consignes suivantes à l'esprit pendant le processus de répartition pour éviter de tels problèmes :

• Casser les onglets à la main : Un panneau PCB routé par onglets correctement conçu peut souvent être cassé avec des outils à main. Pour de meilleurs résultats avec un outil à main, utilisez une pince à bec large pour plier chaque languette dans une ligne de rupture jusqu'à ce qu'elle se fissure de manière audible. Pour séparer complètement le long de la ligne de rupture, pliez les languettes dans la direction opposée.
• Briser les onglets par machine : Dans certains cas, la planche peut être trop épaisse pour se casser entièrement à la main. Dans ce cas, l'utilisation d'un outil de coupe peut être préférable. Une lame à crochet ou une toupie de dépaneling peut être une bonne option ici, comme indiqué précédemment avec la panélisation à languettes solides.
• Casser les rainures en V à la main : En fonction de la conception de la carte et de la proximité des composants avec les bords de la carte, les panneaux en V peuvent être cassés à la main en utilisant une méthode similaire à celle utilisée pour casser les languettes.
• Couper des rainures en V : Les panneaux V-Scored nécessitent un type de machine à dépanner pour se détacher. Cette machine utilise une lame de type coupe-pizza, relativement peu coûteuse et nécessitant peu d'entretien. Le seul inconvénient est que les bords seront un peu plus rugueux que les options routées.

V-Score par rapport aux panneaux PCB de routage par onglets

Le choix d'utiliser les méthodes de routage V-score ou Tab dans votre panneau PCB dépendra en grande partie de la conception du PCB avec lequel vous travaillez. Tenez compte des facteurs suivants lorsque vous prenez votre décision :

• Formes des planches : Les formes des PCB inclus dans un réseau jouent un rôle important dans la méthode de panélisation. Pour les planches carrées ou rectangulaires, la notation en V fonctionne bien. Le routage par tabulation est plus approprié lorsque vous travaillez avec des formes inhabituelles.
• Composants Edge : Si votre circuit imprimé repose sur la présence de composants suspendus aux bords ou de composants placés près d'un bord, certaines variantes de routage par tabulation peuvent être plus appropriées que le V-scoring. Assurez-vous simplement que les onglets ne sont pas situés près de ces composants de bord.
• Qualité des contours : Si la qualité des bords joue un rôle, le routage par tabulation peut être préférable au score V. Bien que le processus laisse de petites bosses rugueuses de stratifié, celles-ci peuvent facilement être poncées et les bords restants sont lisses grâce au processus de routage. Le rainurage en V, en revanche, donne des bords rugueux tout autour, ce qui peut nécessiter plus de ponçage si des bords lisses sont nécessaires.
• Temps dépensé : Le routage par onglet a tendance à prendre plus de temps et de main-d'œuvre à configurer, car il nécessite beaucoup de temps sur le routeur. La notation en V, en revanche, nécessite beaucoup moins de temps sous les machines.
• Déchet : Si les déchets de matériaux sont préoccupants, la notation en V offre le plus d'avantages. Cette méthode gaspille beaucoup moins de matériel que le routage par onglets, ce qui signifie un coût global beaucoup moins élevé par carte.

Il est également important de considérer que les méthodes Tab Routing et V-scoring ne s'excluent pas mutuellement. Ces méthodes peuvent être utilisées en combinaison dans certaines circonstances. Par exemple, le routage par tabulation peut être utilisé pour les bords de PCB dont les composants sont proches ou suspendus au-dessus du bord, tandis que le V-scoring peut être utilisé sur d'autres bords.

Choisissez MCL pour votre projet de panélisation

Les conceptions de matrices de circuits imprimés ont un impact considérable sur le succès ou l'échec des composants individuels et sur le coût global du projet. Cela rend les considérations de conception de matrice de PCB décrites ci-dessus absolument essentielles. Bien qu'il ne s'agisse pas d'un ensemble complet ou concret de directives, ces règles fournissent une bonne base pour vos conceptions de matrices de circuits imprimés. Cependant, il est encore plus crucial pour le succès de votre conception de choisir les bons services de panélisation de PCB pour le travail. C'est là que MCL peut vous aider.

MCL est l'un des fournisseurs de PCB les plus expérimentés et les plus compétents aux États-Unis, avec plus de 10 ans d'expérience. Si vous préférez, MCL peut s'occuper de toute la panélisation dont vous avez besoin pour votre projet.

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