La panelisation des PCB est un processus crucial dans la fabrication électronique. En regroupant plusieurs PCB individuels sur une seule carte plus grande, les fabricants peuvent rationaliser la production, réduire les coûts et améliorer l'efficacité. Ce guide explore les avantages, les méthodes, les considérations de conception et les meilleures pratiques pour une panelisation efficace des PCB.
Qu'est-ce que la panélisation des PCB ?
La panelisation des PCB est le processus de combinaison de plusieurs cartes de circuits imprimés (PCB) individuelles en une seule carte plus grande, appelée panneau, pendant la fabrication. Cette technique permet de traiter plusieurs cartes simultanément, améliorant considérablement le débit et simplifiant la manipulation lors de l'assemblage. Historiquement, la panelisation des PCB a évolué à mesure que les fabricants cherchaient des moyens d'augmenter l'efficacité de la production et de réduire les coûts. Aujourd’hui, il s’agit d’une pratique courante dans l’industrie électronique, qui sous-tend la production de masse de tout, depuis l’électronique grand public jusqu’aux équipements industriels avancés.
Avantages de la panelisation des PCB
Efficacité dans la fabrication
La panelisation permet de traiter plusieurs cartes à la fois, ce qui permet de gagner du temps et de réduire les efforts de manipulation. Cette capacité de traitement en vrac est particulièrement bénéfique dans les séries de production à grande échelle, où les économies de temps et de main d'œuvre peuvent être substantielles.
Réduction des coûts
La panelisation des PCB peut améliorer le taux d'utilisation de la carte, réduisant ainsi les coûts de production. Étant donné que les produits de chaque industrie sont différents, la taille des circuits imprimés appliqués est également différente. Certaines cartes de circuits imprimés de l'industrie électronique sont relativement petites et sont souvent conçues de manière à être imposées, ce qui facilite non seulement le traitement et la production des usines électroniques, mais peut également réduire le gaspillage de cartes et réduire le coût.
Manutention et transport améliorés
Les panneaux sont plus faciles à manipuler et à transporter que les PCB individuels, réduisant ainsi le risque de dommages au cours de ces processus. Cette durabilité accrue est cruciale pour maintenir l’intégrité des cartes tout au long du cycle de fabrication.
Processus d'assemblage amélioré
La possibilité d'assembler des composants sur plusieurs cartes simultanément rend le processus plus efficace. Cet assemblage simultané accélère non seulement la production, mais garantit également la cohérence et l'uniformité de toutes les planches d'un panneau.
Méthodes de panelisation des PCB
Rainure en V (rainure en V)
Le V-Scoring consiste à découper des rainures peu profondes en forme de V le long des bords de chaque PCB à l'intérieur du panneau. Cette technique permet aux planches d'être facilement démontées après assemblage. Les avantages du V-Scoring incluent la simplicité et la rentabilité, tandis que les inconvénients peuvent inclure une flexibilité de conception limitée et des contraintes potentielles sur les cartes lors de la séparation.
Routage des onglets (Séparation des onglets)
Le routage des onglets utilise des onglets avec ou sans perforations pour maintenir les PCB individuels ensemble. Après assemblage, les languettes sont cassées ou coupées pour séparer les planches. Cette méthode offre une plus grande flexibilité et résistance de conception, ce qui la rend adaptée aux PCB complexes ou délicats. Cependant, cela peut prendre plus de temps et laisser des aspérités qui nécessitent une finition supplémentaire.
Combinaison de V-Scoring et de routage d'onglets
Pour les conceptions complexes, une combinaison de V-Scoring et de Tab Routing peut optimiser le processus de panélisation. Cette approche hybride exploite les atouts des deux méthodes, offrant un équilibre entre flexibilité, résistance et facilité de séparation.
Voici un tableau qui compare les méthodes V-Scoring et Tab Routing pour la panelisation des PCB :
| Paramètre | Score V | Routage des onglets |
|---|
| Séparation du Conseil | Les planches sont séparées le long des rainures en V. | Les languettes sont cassées ou coupées pour séparer les planches. |
| Flexibilité de conception | Limité aux lignes droites ; idéal pour les formes carrées ou rectangulaires. | Une plus grande flexibilité ; adapté aux formes complexes ou irrégulières. |
| Qualité des bords | Peut nécessiter un ponçage supplémentaire en raison des bords rugueux. | Donne généralement des bords plus lisses ; peut avoir des boutons mineurs. |
| Délai de fabrication | Plus rapide, car les machines peuvent couper rapidement des rainures en V. | Plus lent, car cela implique des processus de routage plus complexes. |
| Prix | Généralement inférieur en raison d’un processus plus simple. | Plus élevé en raison d’une complexité accrue et d’étapes supplémentaires. |
| Dégagement des composants | Nécessite que les composants soient maintenus à 0.05 pouces du bord. | Les composants doivent être à au moins 0.125 pouces des languettes. |
| Déchets de matériaux | Moins de gaspillage par rapport au routage par onglets. | Plus de gaspillage en raison du processus de routage. |
| Résistance du panneau | Inférieur, car les rainures en V réduisent la résistance globale. | Plus élevé, car les languettes assurent une plus grande intégrité structurelle. |
| Gestion du stress | Possibilité de fractures de contrainte au niveau des rainures en V. | Moins de stress sur le tableau lors de la séparation. |
| Convient à | Production standard et en grande série de panneaux rectangulaires. | Conceptions complexes, production en volume faible à moyen ou cartes avec composants de bord. |
Considérations de conception pour le routage des onglets
Bien que le V-Scoring et le Tab Routing soient les méthodes de conception de panneautage les plus courantes, plusieurs techniques avancées sont utilisées pour séparer les cartes, chacune adaptée à des exigences spécifiques et à des considérations de volume.
Dépaneillage au laser : Il s'agit d'une méthode de haute précision et sans contact qui utilise un faisceau laser focalisé pour ablater le matériau de la carte le long de la ligne de découpe. Elle est idéale pour les cartes et les composants les plus délicats, car elle ne génère aucune contrainte mécanique, produit des bords nets et permet de traiter des formes non linéaires extrêmement complexes. Cependant, c'est généralement l'option la plus coûteuse.
Dépaneling du routeur : Cette méthode utilise une fraise rotative à grande vitesse pour fraiser les languettes et le périmètre d'un panneau. Elle est très efficace pour séparer les panneaux aux contours complexes ou irréguliers créés par fraisage par languettes. Elle offre un bon équilibre entre précision et rapidité, mais génère de la poussière et nécessite des systèmes d'extraction adaptés.
Découpe par poinçonnage : Idéal pour la production en très grande série de formes simples et fixes. Une matrice sur mesure (comme un emporte-pièce) est créée pour découper des planches individuelles du panneau en une seule opération. Cette méthode est extrêmement rapide, mais manque de flexibilité, car une nouvelle matrice coûteuse doit être fabriquée pour chaque forme de planche unique.
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 :
Liquidation: 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 de pouce des languettes pour garantir une interférence minimale.
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.
Placement 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 onglets sont suffisamment grands pour supporter les planches, mais pas assez grands pour interférer avec le processus d'évasion.
Placement des perforations : Si vous souhaitez 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, certaines languettes se cassent tandis que d'autres sont simplement tirées perpendiculairement à la surface du panneau, ce qui peut déchirer le laminage.
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Questions fréquemment posées sur la panélisation des circuits imprimés
1. Quelles sont les tailles standard des panneaux PCB ?
La plupart des fabricants utilisent des panneaux de 18 x 24 cm ou 18 x 12 cm, ce qui optimise l'efficacité de la production. La taille idéale dépend des dimensions de votre panneau et de l'équipement du fabricant.
2. Comment la panélisation affecte-t-elle le coût ?
En ajoutant une étape, la panélisation réduit le coût global en améliorant le rendement matière et la cadence d'assemblage. Le rainurage en V est plus économique que le routage par languettes pour les conceptions adaptées.
3. Les circuits imprimés flexibles peuvent-ils être mis en panneaux ?
Oui, les circuits flexibles sont généralement montés sur des panneaux porteurs rigides à l'aide d'adhésifs temporaires. La découpe laser est recommandée pour une séparation sans contrainte. planches flexibles.
4. Que sont les trous d’outillage et les marques de repérage, et pourquoi sont-ils importants dans un panneau ?
Les trous d'outillage sont des perçages de précision pratiqués dans les rails du panneau, utilisés pour aligner et fixer mécaniquement le panneau pendant la fabrication. Les repères sont de petits points de cuivre qui servent de repères optiques pour les équipements d'assemblage automatisés. Ces deux éléments sont essentiels pour garantir un positionnement précis des composants et un repérage cohérent à toutes les étapes de la production.
