При производстве серии одинаковых электронных изделий — особенно когда выпуск идёт партиями и регулярно повторяется — правильная мультипликация печатных плат (панелизация) даёт два ощутимых эффекта: ускоряет поток на монтажной линии и снижает итоговую стоимость. Причем особенно это становится заметно на этапе монтажа, уже после поставки печатных плат.
Вопросы формирования панели по нашей практике стабильно находятся в топе по популярности: как собрать панель, сколько плат разместить, какие зазоры и поля нужны, когда выбирать фрезеровку, а когда скрайбирование. Отвечая на них, мы составили набор практических рекомендаций, который помогает быстрее согласовать панель с производством и избежать типовых ошибок на технологической подготовке производства и при последующем монтаже.
Зачем вообще нужна панель?
Если упростить, панель решает сразу несколько задач:
Делает плату удобной для автоматического монтажа, когда одиночная плата слишком маленькая или неудобная для транспортировки и фиксации.
Даёт технологические поля под захват конвейером и для установки на них реперных знаков, а также для маркировки на них различной информации о мультиплицированных платах.
Снижает долю ручных операций, тем самым сокращая время и возможные ошибки.
Позволяет контролируемо разделять платы без повреждений компонентов и дорожек.
Самые популярные ошибки при панелизации:
Компоненты слишком близко к линии разделения.
Отсутствие реперных знаков.
Недостаточное технологическое поле.
Слишком тонкие перемычки.
Отсутствие крепёжных отверстий.
Игнорирование деформаций: длинные панели без подходящей поддержки прогибаются и создают перекос при установке BGA.
Общие рекомендации по мультипликации плат:
Платы нужно мультиплицировать для дальнейшего автоматического монтажа, если размер платы мал для изготовления (менее 30×30 мм).
Удобный размер панели для монтажного производства обычно около 300×300 мм. На практике идеальный габарит зависит от линии (конвейер, используемы трафарет для пасты, AOI), но диапазон около 250–300 мм встречается чаще всего.
На панели не следует размещать чрезмерно большое количество плат, иначе могут возникнуть проблемы с X-out (дефектные платы на панели, но не более 20% от общего количества). По спецификации нашей компании использование X-out на панели запрещено по умолчанию.
Для удобства работы с панелью необходимо использовать технологические поля не менее 5 мм, с 2-х сторон. Эти поля нужны не «для красоты», а для устойчивого перемещения панели, установки реперов, нанесения маркировок и снижения риска повреждений по краям.
Если в плате нет подходящих неметаллизированных отверстий для фиксации в оснастке, на полях панели стоит добавить 2–3 крепёжных отверстия диаметром 2,4-3,0 мм. Это особенно полезно для тонких плат и панелей с большим количеством вырезов, где возможны прогибы при нанесении пасты на контактные площадки.
Если на плате нет реперных знаков, то для монтажного производства следует добавить их на поля панели с отступом от края и вскрытием в маске.
Если плата с краевым разъемом, где требуется фаска, то платы должны быть расположены разъемами наружу, чтобы инструмент имел доступ к кромке, а технологическое поле не мешало операции.
От выбранного способа напрямую зависят отступы меди, допустимая близость компонентов к линии разделения и требования к перемычкам.
Как выбрать метод разделения?
Упрощённая логика выбора такая:
Нужна свобода формы, вырезы, платы не прямоугольные — почти всегда фрезеровка.
Платы прямоугольные, без компонентов близко к кромке, важна скорость и стоимость — чаще подходит скрайбирование (V-cut).
Компромиссный вариант встречается регулярно: скрайбирование по длинным прямым, а сложные участки и пазы — фрезеровкой.
Далее рассмотрим основные способы разделения панели (фрезеровка и скрайбирование) более подробно.
Фрезерование
Фрезерование обычно применяют для плат со сложными конструкциями, где их невозможно разделить прямыми линиями. Одно из преимуществ данного метода разделения плат заключается в том, что компоненты могут располагаться с боков платы и не будет никаких повреждений.
При обработке контура платы фрезой следует учитывать:
Стандартно между платами используется фреза 2,0 мм, для пазов — 1,0/0,8 мм.
Если на плате есть выходящие за контур компоненты, то расстояние между платами необходимо согласовать с монтажным производством.
Отступ меди по всему контуру составляет не менее 0,2 мм, в местах расположения перфорационных перемычек подрезка меди на 0,2 мм от края отверстия.
Ширина перемычки в зависимости от размера платы — стандартно 3–5 мм (выбор идет также от последующей дорезки), для маленьких плат возможно уменьшение перемычки до 2,5–0,7 мм.
Для совсем маленьких перемычек (около 0,7 мм) перфорацию не добавляют.
Расстояние между перемычками по умолчанию 40–60 мм.
Перфорацию рекомендовано заводить в контур платы на 0,20 мм, чтобы получить меньше заусенцев при разделении.
Стандартный отступ перфорационных отверстий от проводников, площадок, переходных отверстий — около 0,50 мм.
Скрайбирование
Скрайбирование (V-cut) обычно используется только для прямоугольных панелей, так как станок работает по прямой линии, создавая надрезы необходимой глубины с помощью дискового ножа. Одним из его главных преимуществ является скорость. Но, в случае расположения компонентов вблизи места разделения, есть риск их повреждения.
Данный способ обработки не получится использовать на платах нестандартной формы.
При обработке контура скрайбированием следует учитывать:
Скрайбирование делают для плат прямоугольной формы или на прямых участках платы, совмещая с фрезерованием по фигурным вырезам и пазам.
Скрайбирование недопустимо, если есть выходящие за контур платы компоненты.
Платы ставятся встык (нулевой зазор).
Отступ меди по всему контуру не менее 0,40 мм (как на внешних, так и во внутренних слоях). Это критично, потому что нож формирует фаску, и при недостаточном отступе можно вскрыть медь или задеть край про��одника.
Минимальный зазор между двумя линиями скрайбирования составляет 2,0 мм.
В заказе можно задать угол и остаточную толщину после скрайбирования. По умолчанию остаточная толщина — это 1/3 от общей толщины платы.
Стандартно скрайбируются платы толщиной от 0,6 до 2,3 мм.
Для тонких плат возможно одностороннее скрайбирование.
Линия скрайбирования проходит через всю панель, включая технологические поля.
Точный допуск на габаритный размер платы не получить при разделении плат скрайбированием (зависит от дорезчика, но в целом возможно разлохмачивание края до +/-0,3 мм).
Из практики: скрайбирование отлично подходит для простых прямоугольных плат, но требует дисциплины в размещении компонентов. Если по конструкции неизбежно поставить разъём или крепёжный элемент близко к линии разделения — лучше рассмотреть фрезеровку или комбинированную панель.
Что еще стоит предусмотреть на панели?
Имеет смысл заранее продумать ещё несколько вещей:
Маркировку: обозначение панели, ревизии, стороны, штрихкод/QR.
Достаточную жёсткость панели: тонкий материал, большие окна и редкие перемычки часто приводят к прогибам, а прогибы — к проблемам нанесения пасты и сдвигам компонентов.
Детали, описанные в статье, обычно быстро проверяются на этапе технологической подготовки плат к производству, но если учесть их заранее, согласование идёт заметно быстрее. Наша команда иженеров подготовки может подготовить панель по указанным требованиям с использованием фрезеровки и/или скрайбирования и подскажет особенности выбранного способа разделения — с учётом геометрии платы, толщины, ограничений по меди и требований монтажного производства.
Спасибо, что прочитали! Ждем вас в наших новых публикациях!
