Diversi metodi di panelizzazione PCB
Come con molti processi nell'industria elettronica, ci sono innumerevoli possibilità e varianti nella pannellizzazione PCB. Poiché ogni produttore ha il proprio approccio, tu come designer devi scegliere di volta in volta di adattare il tuo design di conseguenza o cercare un partner diverso per la produzione. I tre metodi più comuni sono spiegati di seguito:
Pannellizzazione mediante scanalature a V.: Con questo approccio, le singole schede elettroniche sono separate l'una dall'altra da scanalature fresate a V con una profondità di un terzo dell'altezza del pannello. La successiva separazione viene quindi eseguita da una macchina più adatta per tagli rettilinei. Questo metodo è quindi particolarmente consigliato per PCB che soddisfano tre requisiti: assenza di componenti a sbalzo, nessun angolo arrotondato e una distanza sufficiente tra il limite del componente e il bordo del PCB.
Pannellizzazione tramite tab routing: Qui, le schede dei circuiti sono fresate lungo i loro contorni – mantenendo una manciata di ponti materiali che tengono saldamente in posizione la scheda durante la produzione e l'assemblaggio del pannello. Questo tipo di pannellatura non è adatto per circuiti stampati con trasformatori di grandi dimensioni e altri componenti più pesanti che complicano notevolmente la separazione. Allo stesso tempo, è da notare che questo metodo riduce i carichi sui circuiti stampati e quindi riduce il rischio di scheggiature.
Pannellizzazione tramite passaggio a linguetta con ponti in materiale perforato: Questo processo è simile al semplice routing a schede appena descritto. però, qui i ponti di materiale vengono ulteriormente perforati con piccoli fori, il che semplifica notevolmente la separazione e offre anche un maggiore grado di controllo poiché il decorso della frattura è più facile da prevedere. però, questo metodo è ancora meno adatto per circuiti stampati con componenti pesanti, il cui peso può rompere i ponti materiali.
Gli svantaggi della pannellizzazione PCB
La pannellatura dei PCB è un modo per proteggerne l'integrità. Inoltre, abilita la pannellatura Cina Produttori di PCB per assemblare più schede contemporaneamente, ridurre costi e tempi di produzione. La pannellatura deve essere eseguita correttamente in modo che i circuiti stampati non vengano danneggiati o comunque danneggiati durante la separazione.
Sfide:
La pannellatura presenta una serie di sfide in diverse aree:
1.Depanelizzazione- svantaggi di alcuni metodi di depanellizzazione:
Se utilizzi un router, potrebbe essere necessaria una pulizia aggiuntiva prima della spedizione. Questo metodo crea molta polvere che deve essere aspirata.
2.Sostituzione delle parti pre-instradamento necessaria per evitare interferenze con la depanellizzazione:
I componenti sporgenti possono cadere nelle parti adiacenti.
3. File di dati incompleti – a volte i file incompleti vengono forniti dai produttori di PCB, che può aumentare i costi in diversi modi:
“Fori separabili” o “morsi di topo” – Questi piccoli fori consentono l'uso di piccoli circuiti stampati in un array.
Tolleranze cumulative e di registrazione – Se non ci sono tolleranze strette nel file di dati, l'effetto cumulativo di minime deviazioni può portare a errori. Se sono presenti più schede nell'array, la registrazione non può più essere centrata.
Pannellizzazione DFM e PCB
Quando le aziende sviluppano circuiti stampati per grandi quantità, cercano modi per ridurre i costi di produzione con piccoli accorgimenti. Ciò richiede solo uno sforzo relativamente piccolo se i dettagli della produzione vengono discussi in dettaglio nella fase iniziale del processo di progettazione e presi in considerazione nello sviluppo del circuito stampato (che è quindi altamente raccomandato). Questa prima ottimizzazione del layout rispetto ai processi di produzione pianificati viene generalmente chiamata “design orientato alla produzione” o “Design per la produzione” (corto: DFM).
Esistono vari metodi DFM con i quali è possibile realizzare notevoli risparmi a lungo termine. La mia strategia preferita è semplicemente entrare in contatto con le aziende manifatturiere sin dall'inizio e scoprire le loro competenze specifiche, sfide, e modelli di business. In questo modo posso avere un'idea di quali aspetti del mio progetto possono essere implementati facilmente (e quindi a buon mercato) e quali elementi sono associati a uno sforzo aggiuntivo (e costi di conseguenza più elevati).
Ne ho beneficiato alcuni anni fa, per esempio, quando ho progettato un amplificatore per un altoparlante e inizialmente ho preferito un PCB con un fattore di forma rotondo poiché poteva essere montato direttamente dietro lo chassis altrettanto rotondo dell'altoparlante in un modo visivamente accattivante. però, quando ho discusso la mia idea con il produttore, è diventato subito evidente che i PCB con estensione (presumibilmente semplice) la forma rotonda è così costosa da produrre che ciò riduce notevolmente la fattibilità economica del design.
Così, alla fine, Ho optato per un design standard rettangolare, i cui costi di produzione erano notevolmente inferiori. Modificando il mio layout di conseguenza, Sono stato in grado di aumentare il margine di profitto del prodotto finale e portare il progetto a una conclusione positiva.
Il rivestimento PCB riduce i costi
Un approccio DFM poco diffuso è la cosiddetta pannellizzazione. Con questo metodo, diversi layout di circuiti stampati vengono applicati a un substrato o pannello più grande e quindi assemblati in questa forma. Il risparmio desiderato deriva dalla possibilità di produrre più PCB contemporaneamente.
Dopo che il processo di produzione e assemblaggio è stato completato, il pannello viene quindi suddiviso in circuiti stampati singolarmente. In questo modo ottieni un intero gruppo di file finito e (fiduciosamente) PCB perfettamente funzionanti in un colpo solo, aspettando solo di essere installato e venduto. Sembra abbastanza facile, non è vero? Ma non così velocemente: In modo che la produzione di massa di PCB in seguito funzioni nel modo più fluido possibile e porti i risparmi desiderati, alcune sottigliezze importanti devono essere prese in considerazione durante la pannellatura.
Fattori che influenzano il costo della pannellizzazione PCB
Ovviamente, la maggior parte dei progettisti è in definitiva meno interessata ai dettagli tecnici dei vari processi che ai costi e alle sfide associati. La regola pratica di base qui è che i costi e lo sforzo dipendono dalla complessità del progetto da produrre e crescono con esso. Va inoltre notato che la produzione basata sulla pannellizzazione pone le seguenti sfide, che hanno anche un impatto sui costi:
Separazione: Se si utilizza una fresatrice per separare i circuiti stampati completamente assemblati, patatine fritte, e altri residui rimangono sulla superficie dei PCB, che deve quindi essere rimosso in un secondo momento in una fase separata, che comporta sforzi e costi aggiuntivi. Se vuoi usare una sega invece di un router, è necessario tenere in considerazione quando si progetta il contorno del circuito stampato che qui sono possibili solo tagli diritti. Una terza opzione è utilizzare un laser moderno, quale, tuttavia, può essere utilizzato solo per spessori PCB di 1 mm o meno, quindi in questo caso non è possibile creare progetti PCB multistrato di qualsiasi spessore.
Fratture: La maggior parte dei processi di separazione lascia fratture grossolane sui lati dei pezzi – soprattutto nel caso di pannellizzazione tramite passaggio a linguetta con ponti in materiale forato (vedi sopra). In modo che i singoli PCB possano essere maneggiati in sicurezza, devono essere macinati nei punti in questione, che a sua volta significa lavoro aggiuntivo.
Componenti a sbalzo: Come già detto, i componenti sporgenti possono limitare drasticamente il numero di metodi di pannellizzazione che possono essere utilizzati per la progettazione. In tal caso, potrebbero esserci anche problemi con la separazione dei PCB finiti, poiché c'è il rischio che la testa di fresatura entri in collisione con un componente sporgente e quindi danneggi l'intero pannello. Inutile dire che tali guasti comportano costi e ritardi imprevisti.
Catena di fornitura PCB: Una catena di fornitura di PCB completa e stabile aiuta i produttori a ottenere componenti sufficienti e altre materie prime a prezzi competitivi, mentre eventuali carenze di componenti non solo rallenteranno il progresso della produzione, ma aumenta anche i costi di pannellizzazione del PCB.
Possibilità di diagnosi precoce e rimedio preventivo di potenziali problemi
I progettisti esperti di PCB si affidano a vari metodi collaudati per la diagnosi precoce e la correzione di potenziali problemi.
Come già detto, un design basato sui principi DFM può garantire efficacemente che la pannellatura e la produzione siano quanto più convenienti possibile. Per pannelli PCB, è necessario, tra le altre cose, per conoscere le giuste aziende manifatturiere e i loro processi di produzione nella fase iniziale del progetto di design. In questo modo puoi progettare in modo ottimale il layout per la produzione sin dall'inizio.
Inoltre, molte sfide legate alla produzione automatizzata di PCB sono più facili da affrontare se si utilizza un software di progettazione di prima classe. Per esempio, Altium Designer® offre ampie funzioni per la pannellizzazione PCB tramite la funzione "Embedded Board Array". Ciò consente di assemblare facilmente un pannello con diversi design PCB identici o diversi. E poiché i disegni originali non vengono semplicemente copiati nel pannello, ma legato ad esso, le modifiche a un design originale sono immediatamente evidenti nel layout del pannello.
Ovviamente, ci sono molti altri modi per risparmiare sui costi di produzione oltre alla pannellatura. Tuttavia, questo punto merita un'attenzione speciale, poiché gli errori qui si traducono rapidamente in costi aggiuntivi imprevisti o addirittura in PCB completamente inadatti.
Perciò, dovresti assolutamente prestare attenzione ai consigli e ai principi DFM trovati qui – e in numerosi altri articoli – e prestare attenzione al design orientato alla produzione durante l'intero processo di progettazione. Ciò non solo consente di risparmiare tempo, ma può anche ridurre i costi di produzione e il rischio di correzioni successive.
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GERBER ESTESO RS274-X – Dati PCB
– Se il tuo sistema di progettazione lo consente, utilizzare il dispositivo esteso RS 274-X per l'esportazione dei dati. Il vantaggio principale è che tutte le informazioni sulla forma e le dimensioni dei pannelli sono contenute nell'intestazione. L'importazione dei dati è più semplice e riduce al minimo il rischio di una non corretta preparazione dei pannelli. Anche il tempo di elaborazione dei dati è notevolmente ridotto, che influisce anche sui costi inferiori per la preparazione dei dati.
