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PCB生產(chǎn)為什么要做拼板及板邊?

發(fā)布時間 :2017-01-20 09:09 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCBA部
為什么PCB生產(chǎn)時要做「拼板(panelization)」作業(yè)?然后打好SMT后又要再麻煩的裁切成單板?PCB的板邊(break-away/coupon)又是做什么用的呢?不是說板材使用得越少就越便宜嗎?板材使用率又是怎么一回事?
PCB生產(chǎn)為什么要做拼板(panelization)作業(yè)?
一般的電路板生產(chǎn)都會進行所謂的「拼板(Panelization)」作業(yè),其目的是為了增加SMT產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。
PCB通常都會有所謂「幾合一」的板子,比如說二合一(2 in 1)、四合一(4 in 1)…等。
 
如果你有機會到SMT生產(chǎn)線上走一遭,你會發(fā)現(xiàn)SMT產(chǎn)線的最大瓶頸(bottle neck)其實在「錫膏印刷(Solder paste printing)」制程,因為不論PCB的尺寸多大,其印刷所花費的時間幾乎都落在25秒上下,也就是說其后面單價較高的快速貼片打件機、泛用貼片打件機所花費的時間如果少于錫膏印刷機,就會空等,站在經(jīng)濟效益的角度來看,這就是一種浪費。
其實,貼片機的速度非常快,快到一秒鐘可以打好幾個零件,有些貼片機甚至有好幾個吸嘴可以同時打件,以現(xiàn)在手機PCBA上面的零件數(shù)來看,如果只有單一片板子,應(yīng)該花不到10秒就可以完成所有的貼片作業(yè),所以將PCB做拼板來增加貼片的零件數(shù),就可以增加貼片機的利用率,提升效率。當(dāng)然,最好可以做到「生產(chǎn)線平衡(Line Balance)」讓每臺設(shè)備可以完全發(fā)揮效用。
PCB拼板還有另外一個好處,取放PCBA的時候可以節(jié)省時間,因為一次就可以同時取放多片板子,后續(xù)的板階測試如果可以做到連板測試也可以大大節(jié)省板子在治具中取放時所浪費的工時。
PCB生產(chǎn)為什么要做拼板及板邊?PCB生產(chǎn)為什么要做拼板及板邊?
最后,有些板子設(shè)計的時候呈現(xiàn)出不規(guī)則的形狀,比如這片【L】外型的板子,如果做成「方案1」,其左上角的地方就會一塊廢料,如果可以設(shè)計成上、下顛倒的拼板,廢料就可以大大的降低,這就是PCB板材利用率提升的概念。
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PCB拼板(panelization)的缺點與限制
? PCB拼板雖然有諸多優(yōu)點,但等到所有的PCBA組裝作業(yè)完成,還是得再把它裁切(de-panel)成單板,多了一道制程,也就多了工時,也增加運送撞件的風(fēng)險。
? 有些板子上面如果有細(xì)間腳與0201等過小零件,拼板的數(shù)目不可以太多,因為單板與單板之間是有公差的,如果拼板太多,可能會造成公差大到無法滿足錫膏印刷的精準(zhǔn)度要求,最后錫膏印偏,焊錫出問題。
? 有些太薄的PCB也不建議拼板數(shù)目過多,因為PCB越薄變形量就越大,拼板數(shù)太多變寬,貼片打件與過回焊爐都是一種考驗。當(dāng)然這方面可以用過爐載具或全程載具來克服,只是得考慮載具的費用與增加的人工成本。
 
PCB制作板邊(Break-away)的目的是什么?
PCB的板邊(break-away),有些老外也稱之為coupon,因為類似超商的折價卷,可以直接掰開,但基于品質(zhì)考量,深圳宏力捷真的不建議用手來掰開多余的板邊,應(yīng)該使用機器設(shè)備(Scoring、 Router)來去除板邊,以降低折板邊所產(chǎn)生的應(yīng)力對板子與零件所造成的影響。
PCB的板邊設(shè)計最主要用途在輔佐PCBA組裝生產(chǎn)之用?,F(xiàn)在的SMT產(chǎn)線其實非常高度自動化,而板子的運送靠的則是皮帶與鏈條,聰明的你應(yīng)該已經(jīng)想到了,板邊的最主要目的就是為了給這些皮帶與鏈條運送板子用的
當(dāng)然,如果你愿意,你也可以在板子的周圍留出一定的空間不要放任何的電子零件,一般要求至少保留5.0mm以上,因為回焊爐的鐵鏈需要用到比較深的板邊位置,這樣你就有機會可以不需要設(shè)計板邊,否則皮帶與鏈條可能會損壞其周遭的電子零件。
 
另外,PCB的板邊還有其他的用途:
? 可以放置「治具孔(Tooling Hole)」給SMT制程后的ICT或FVT測試時定位板子用,以免針床與測試點跑位。
? 作為SMT產(chǎn)線感應(yīng)器偵測電路板位置之用。一般SMT產(chǎn)線上每一臺機器都會有一個感應(yīng)器來偵測是否有后續(xù)的板子到達,以確保機器內(nèi)只能有一片拼板正在作業(yè),否則前一片拼板的貼片作業(yè)還未完成,另一片拼板就撞進來,機器就會亂了套,不曉得該打那一片板子。而有些單板的外型可能剛好在給SMT產(chǎn)線感應(yīng)器偵測的地方簍空,一般在板子的左上角的前緣,這時候就可以用板邊的地方來達到實心給感應(yīng)器偵測的目的。
? 有些單板板內(nèi)因為空間限制而無法設(shè)置太多定位光學(xué)點(fiducial mark)時,也可以安放在板邊的位置,但建議板內(nèi)有細(xì)間腳附近零件盤也應(yīng)該也要有定位點,可以增加貼片的準(zhǔn)確度。


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