Différentes méthodes de panélisation PCB
Comme pour de nombreux processus dans l'industrie électronique, il existe d'innombrables possibilités et variantes dans la panélisation PCB. Puisque chaque fabricant a sa propre approche, en tant que concepteur, vous devez choisir de temps en temps d'adapter votre conception en conséquence ou de rechercher un partenaire différent pour la production. Les trois méthodes les plus courantes sont expliquées ci-dessous:
Panneautage à l'aide de rainures en V: Avec cette approche, les circuits imprimés individuels sont séparés les uns des autres par des rainures fraisées en forme de V d'une profondeur d'un tiers de la hauteur du panneau. La séparation ultérieure est ensuite effectuée par une machine la mieux adaptée aux coupes droites. Cette méthode est donc particulièrement recommandée pour les PCB répondant à trois exigences: pas de composants en surplomb, pas de coins arrondis et une distance suffisante entre la limite du composant et le bord du PCB.
Panelisation via le routage des onglets: Ici, les circuits imprimés sont fraisés le long de leurs contours – tout en maintenant une poignée de ponts de matériaux qui maintiennent le panneau solidement en place pendant la fabrication et l'assemblage du panneau. Ce type de panneaux ne convient pas aux cartes de circuits imprimés avec de gros transformateurs et autres composants plus lourds qui compliquent considérablement la séparation. En même temps, il est à noter que cette méthode réduit les charges sur les cartes de circuits imprimés et réduit ainsi le risque d'écaillage.
Panneautage par acheminement des onglets avec des ponts de matériau perforés: Ce processus est similaire au simple routage des onglets que nous venons de décrire. pourtant, ici, les ponts de matériau sont en plus percés de petits trous de perçage, ce qui simplifie grandement la séparation et offre également un degré de contrôle plus élevé car l'évolution de la fracture est plus facile à prévoir. pourtant, cette méthode est encore moins adaptée aux cartes de circuits imprimés avec des composants lourds, dont le poids peut briser les ponts de matière.
Les inconvénients de la panélisation PCB
Le panneautage des PCB est un moyen de protéger son intégrité. en plus, la panélisation permet Fabricants de PCB en Chine pour assembler plusieurs planches en même temps, réduction des coûts et du temps de production. Le revêtement doit être effectué correctement afin que les cartes de circuits imprimés ne soient pas endommagées ou autrement endommagées pendant la séparation.
Défis:
Le panneautage présente un certain nombre de défis dans plusieurs domaines:
1.Dépanélisation- inconvénients de certaines méthodes de dépanélisation:
Si vous utilisez un routeur, un nettoyage supplémentaire peut être nécessaire avant l'expédition. Cette méthode crée beaucoup de poussière qui doit être extraite.
2.Remplacement du pré-acheminement des pièces nécessaire pour éviter toute interférence avec la dépanélisation:
Les composants en saillie peuvent tomber dans des pièces adjacentes.
3. Fichiers de données incomplets – parfois des fichiers incomplets sont fournis par les fabricants de PCB, ce qui peut augmenter les coûts de plusieurs manières:
“Trous de rupture” ou “morsures de souris” – Ces minuscules trous permettent l'utilisation de petites cartes de circuits imprimés dans un tableau.
Tolérances cumulatives et d'enregistrement – S'il n'y a pas de tolérances serrées dans le fichier de données, l'effet cumulatif de minuscules écarts peut entraîner des erreurs. S'il y a plusieurs cartes dans la matrice, l'enregistrement ne peut plus être centré.
Panelisation DFM et PCB
Lorsque les entreprises développent des circuits imprimés pour de grandes quantités, ils recherchent des moyens de réduire les coûts de fabrication avec de petits trucs et astuces. Cela ne nécessite que relativement peu d'efforts si les détails de la production sont discutés en détail dans la phase initiale du processus de conception et pris en compte dans le développement de la carte de circuit imprimé. (ce qui est donc fortement recommandé). Cette optimisation précoce de l'agencement par rapport aux processus de fabrication prévus est généralement appelée “conception orientée production” ou “Conception pour la fabrication” (court: DFM).
Il existe différentes méthodes DFM avec lesquelles des économies considérables peuvent être réalisées à long terme. Ma stratégie préférée est simplement d'entrer en contact très tôt avec les entreprises manufacturières et de connaître leurs compétences spécifiques., défis, et modèles commerciaux. De cette façon, je peux avoir une idée des aspects de ma conception qui peuvent être facilement mis en œuvre (et donc à peu de frais) et quels éléments sont associés à un effort supplémentaire (et des coûts en conséquence plus élevés).
J'en ai profité il y a quelques années, par exemple, lorsque j'ai conçu un amplificateur pour un haut-parleur et que j'ai initialement privilégié un PCB avec un facteur de forme rond car il pouvait être monté directement derrière le châssis également rond du haut-parleur d'une manière visuellement attrayante. pourtant, quand j'ai discuté de mon idée avec le fabricant, il est rapidement devenu évident que les PCB avec un (soi-disant simple) la forme ronde est si coûteuse à fabriquer que cela réduit considérablement la viabilité économique de la conception.
Donc, à la fin, J'ai opté pour un design standard rectangulaire, dont les coûts de fabrication étaient considérablement inférieurs. En ajustant ma mise en page en conséquence, J'ai pu augmenter la marge bénéficiaire du produit final et mener le projet à bonne fin.
Les panneaux PCB réduisent les coûts
Une approche DFM peu largement utilisée est la soi-disant panélisation. Avec cette méthode, plusieurs dispositions de circuits imprimés sont appliquées à un substrat ou panneau plus grand, puis assemblées sous cette forme. Les économies souhaitées résultent de la possibilité de fabriquer plusieurs PCB en même temps.
Une fois le processus de fabrication et d'assemblage terminé, le panneau est ensuite divisé en cartes de circuits imprimés individuellement. De cette façon, vous obtenez tout un tas de produits finis et (avec un peu de chance) PCB entièrement fonctionnels d'un seul coup, en attente d'être installé et vendu. Cela semble assez facile, n'est-ce pas? Mais pas si vite: Pour que la production de masse de PCB se déroule par la suite aussi facilement que possible et apporte les économies souhaitées, certaines subtilités importantes doivent être prises en compte lors du panneautage.
Facteurs qui affectent le coût de la panélisation des PCB
Bien sûr, la plupart des concepteurs sont finalement moins intéressés par les détails techniques des différents processus que par les coûts et les défis associés. La règle de base ici est que les coûts et les efforts dépendent de la complexité de la conception à fabriquer et évoluent avec elle.. Il convient également de noter que la fabrication basée sur la panélisation pose les défis suivants, qui ont également un impact sur les coûts:
Séparation: Si une fraiseuse est utilisée pour séparer les cartes de circuits imprimés entièrement assemblées, chips, et d'autres résidus restent à la surface des PCB, qui doit ensuite être supprimé ultérieurement dans une étape distincte, ce qui implique des efforts et des coûts supplémentaires. Si vous souhaitez utiliser une scie au lieu d'un routeur, vous devez prendre en compte lors de la conception du contour de votre circuit imprimé que seules des coupes droites sont possibles ici. Une troisième option consiste à utiliser un laser moderne, lequel, toutefois, ne peut être utilisé que pour des épaisseurs de PCB de 1 mm ou moins, de sorte que dans ce cas, vous ne pouvez pas créer des conceptions de PCB multicouches de n'importe quelle épaisseur.
Fractures: La plupart des procédés de séparation laissent des fractures grossières sur les côtés des pièces – en particulier dans le cas de la panélisation par acheminement des onglets avec des ponts en matériau perforé (voir au dessus). Pour que les PCB individuels puissent être manipulés en toute sécurité, ils doivent être broyés aux points en question, ce qui à son tour signifie un travail supplémentaire.
Composants en surplomb: Comme déjà mentionné, les composants en surplomb peuvent limiter considérablement le nombre de méthodes de panélisation pouvant être utilisées pour votre conception. Dans ce cas, il peut également y avoir des problèmes avec la séparation des PCB finis, car il y a un risque que la tête de fraisage entre en collision avec un composant en surplomb et endommage ainsi tout le panneau. Il va sans dire que de telles pannes impliquent des coûts et des retards imprévus.
Chaîne d'approvisionnement des PCB: Une chaîne d'approvisionnement en PCB complète et stable aide les fabricants à obtenir suffisamment de composants et d'autres matières premières à des prix compétitifs, tandis que toute pénurie de composants ne ralentira pas seulement les progrès de la fabrication, mais aussi augmenter votre coût de panélisation PCB.
Possibilités de détection précoce et de traitement préventif des problèmes potentiels
Les concepteurs de circuits imprimés expérimentés s'appuient sur diverses méthodes éprouvées pour la détection précoce et la correction des problèmes potentiels.
Comme déjà mentionné, une conception basée sur les principes DFM peut garantir efficacement que les panneaux et la production sont aussi rentables que possible. Pour la panélisation PCB, il est nécessaire, entre autres, pour découvrir les bonnes entreprises de fabrication et leurs processus de fabrication dès la première phase du projet de conception. De cette façon, vous pouvez concevoir de manière optimale votre mise en page pour la production dès le début.
en plus, de nombreux défis liés à la fabrication automatisée de circuits imprimés sont plus faciles à maîtriser si vous utilisez un logiciel de conception de premier ordre. Par exemple, Altium Designer® offre des fonctions étendues pour la panélisation de PCB via la fonction «Embedded Board Array». Cela vous permet d'assembler facilement un panneau avec plusieurs conceptions de circuits imprimés identiques ou différentes. Et puisque les dessins originaux ne sont pas simplement copiés dans le panneau, mais lié à ça, les modifications apportées à une conception originale sont immédiatement apparentes dans la disposition du panneau.
Bien sûr, il existe de nombreuses autres façons de réduire les coûts de fabrication en plus des panneaux. cependant, ce point mérite une attention particulière, car les erreurs ici entraînent rapidement des surcoûts imprévus ou même des circuits imprimés totalement inadaptés.
Donc, vous devez absolument tenir compte des conseils et des principes DFM trouvés ici – et dans de nombreux autres articles – et faites attention à la conception orientée production tout au long du processus de conception. Cela vous permet non seulement de gagner du temps, mais également de réduire les coûts de fabrication et le risque de corrections ultérieures.
Si vous souhaitez en savoir plus sur la manière dont Altium peut vous aider à surmonter vos défis en matière de panneaux, parler à l'un de nos experts aujourd'hui.
GERBER RS274-X ÉTENDU – Données PCB
– Si votre système de conception le permet, utiliser l'appareil étendu RS 274-X pour l'exportation de données. Le principal avantage est que toutes les informations sur la forme et la taille des panneaux sont contenues dans l'en-tête. L'importation des données est plus facile et minimise le risque de mauvaise préparation des panneaux. Le temps de traitement des données est également considérablement réduit, ce qui affecte également la réduction des coûts de préparation des données.
