เกินกว่าการแคปเจอร์ภาพ: การแบ่งแผงอัจฉริยะสำหรับ PCB รูปทรงไม่สม่ำเสมอ

เสียงนั้นเป็นที่รู้กันดี เสียงแตกแหลมตามด้วยความรู้สึกจมที่แผ่นบอร์ดอีกใบกำลังมุ่งเข้าสู่กองเศษซาก มันฉีกขาดตรงโค้ง พร้อมเอามาสเตอร์บล็อกบางส่วนติดไปด้วยและทิ้งขอบหยาบที่จะไม่พอดีกับกล่อง มันเป็นต้นทุนของการมองข้ามการสร้างแผง PCB เป็นสิ่งที่ตามหลัง—เป็นเช็คบ็อกซ์สุดท้ายก่อนการผลิต สำหรับแผงรูปสี่เหลี่ยมง่าย วิธีที่ถูกที่สุดอาจเพียงพอ แต่สำหรับการออกแบบที่มีลักษณะไม่เรียบเสมอกัน การมี tolerances คับแน่น หรือโลหะฐานที่เปราะ กลยุทธ์การสร้างแผงของคุณไม่ใช่การประหยัดค่าใช้จ่าย มันเป็นการป้องกันที่สำคัญต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์และงบประมาณของโครงการ

ที่ Bester PCBA เราเคยเห็นหลายดีไซน์ที่การประหยัดไม่กี่เซ็นต์ในการสร้างแผงนำทาง ส่งผลให้สูญเสียเป็นพันดอลลาร์ในเศษซาก การแก้ไขใหม่ และความล่าช้า วิธีการเริ่มต้นด้วยการใช้การกัดเมาส์เป็นเครื่องมือที่หยาบในกระบวนการที่ต้องการความแม่นยำทางการผ่าตัด การเลือกวิธี depaneling ที่ถูกต้องเป็นการตัดสินใจพื้นฐานด้านการออกแบบเพื่อการผลิต ซึ่งปกป้องการลงทุนของคุณและจำเป็นต้องก้าวข้ามทางเลือกง่าย ๆ อย่างการใช้แรงฉีกแบบธรรมดา ไปสู่การออกแบบที่ได้รับการวิศวกรรมมากขึ้น

ความรับผิดชอบที่ซ่อนเร้นของการกัดเมาส์: เมื่อเส้นทางราคาถูกทำให้คุณจ่ายมากขึ้น

การกัดเมาส์, กลุ่มรูเล็ก ๆ ที่เจาะตามขอบของแผ่นบอร์ด เป็นวิธีเริ่มต้นของอุตสาหกรรมด้วยเหตุผล: ราคาถูกและรวดเร็ว พวกมันสร้างจุดอ่อน ทำให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถฉีกแผงออกจากแผงได้ด้วยแรงมหาศาล สำหรับแผ่นบอร์ดที่มีขอบตรงและแข็งแรงเช่น FR-4 วิธีนี้ใช้ได้ดีพอสมควร ปัญหาเกิดขึ้นเมื่อวิธีนี้นำไปใช้กับบอร์ดที่ไม่ธรรมดา

ฟิสิกส์ของความล้มเหลว: การสะสมแรงกดบนขอบโค้ง

นึกภาพการฉีกกระดาษกึ่งรูเจาะ แรงจะเดินทางอย่างเรียบร้อยตามแนวจุดประเปาะเพราะแรงดันกระจายอย่างเท่าเทียมตามเส้นทางตรง ขอบไม่สม่ำเสมอหรือโค้งจะทำลายหลักการนี้ เมื่อคุณใช้แรงดัดงอบนเส้นโค้ง ความเครียดจะไม่เป็นไปตามเส้นทางของการกัดเมาส์อีกต่อไป แต่จะไปสะสมอยู่ที่จุดแหลมคมที่สุดของโค้งหรือมุมของรูแตก ซึ่งแรงดันในบริเวณนี้เกินกว่าความแข็งแรงของวัสดุ ทำให้เกิดรอยร้าวที่เบี่ยงเบนออกนอกเส้นทางและฉีกเข้าไปในบอร์ด ปล่อยให้เกิดรอยร้าวหยาบที่ไม่สามารถแก้ไขได้

วัสดุเปราะและรอยร้าวเล็ก ๆ : ทำไมเซรามิกส์และ Rogers ถึงไม่สามารถรับมือกับการฉีกขาดได้

ปัญหานี้จะยิ่งรุนแรงขึ้นเมื่อทำงานกับพื้นผิวที่เปราะ เช่น เซรามิกส์ Rogers หรือแม้แต่ FR-4 ที่บางมาก ซึ่งขาดความยืดหยุ่นเหมือนเสร็จไฟเบอร์กลาสทั่วไป พวกมันไม่สามารถโค้งงอเพื่อดูดซับความเครียดจากการฉีกขาด เมื่อถูกแรงเฉียบพลันและเป็นจุดๆ จากการแยกด้วยลูกบิดเมาส์ พวกมันไม่ขาด แต่จะแตกกระจาย ซึ่งอาจแสดงเป็นรอยร้าวใหญ่บนแผงวงจร หรือในลักษณะที่ร้ายแรงกว่าเป็นรอยร้าวจุลภาคในพื้นผิวหรือจุดบัดกรีของส่วนประกอบใกล้เคียง ตัวปิดบังบัดกรี ซึ่งเป็นชั้นบางและเปราะ มักเป็นผู้เสียชีวิตรายแรก ลอกออกจากขอบและทำให้ความเชื่อถือในระยะยาวของแผงลดลง สำหรับวัสดุเหล่านี้ การใช้รอยเมาส์บิทไม่ได้เป็นความเสี่ยงที่คำนวณไว้เท่านั้น แต่มันคือการรับประกันความล้มเหลวในอนาคต

วิธีแก้ปัญหาที่เป็นปรัชญา: ออกแบบด้วยแท็บที่นำทางและการบรรเทาแรงดัน

เมื่อความเสี่ยงของการแตกหักที่ไม่สามารถควบคุมได้เป็นเรื่องยอมรับไม่ได้ คุณต้องละทิ้งแนวคิดเรื่อง “การแตก” ไปเสียโดยสิ้นเชิง วิธีที่ดีกว่าคือการใช้แท็บแยกที่เป็นเส้นทางของแผงวงจร วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการตัดเส้นรอบรูปของแผงให้สมบูรณ์ โดยปล่อยให้ยังคงติดอยู่กับโครงสร้างแผงด้วยแท็บเล็ก ๆ ที่วางอย่างดีและวางไว้อย่างเหมาะสม

แท็บกับรอยเมาส์บิท: จากการแตกไปสู่การแยกที่ควบคุมได้

ความแตกต่างเชิงแนวคิดคือสิ่งสำคัญ โดยมี mouse-bites ขอบบอร์ดทั้งเส้นทางเป็นรูรั่วที่อ่อนแอและออกแบบให้แตกได้ ด้วย routed tabs ขอบบอร์ดเป็นเส้นขอบที่เรียบร้อยและเนียนสนิท แท็บไม่ใช่เส้นทางของความอ่อนแอแต่เป็นสนับสนุนโครงสร้างเล็กๆ ที่ยึดบอร์ดในระหว่างการประกอบ การแยกบอร์ดไม่ใช่การฉีกแต่เป็นการตัดหรือแตกควบคุมจุดเฉพาะที่ออกแบบไว้ ซึ่งให้ความควบคุมเต็มที่แก่ผู้ออกแบบเกี่ยวกับตำแหน่งแรงแยกเพื่อปกป้องส่วนที่เหลือของบอร์ดจากแรงกดดันกลศาสตร์

กฎการออกแบบที่สำคัญสำหรับแท็บร้าวที่แข็งแรง

เพียงแค่ใช้แท็บไม่เพียงพอ พวกมันต้องถูกออกแบบอย่างถูกต้อง ใน Bester PCBA เราพบว่าการออกแบบที่เชื่อถือได้มากที่สุดปฏิบัติตามหลักการสำคัญไม่กี่ประการ

ตำแหน่งและการกระจายแท็บ: กระจายแท็บให้เสมอกันรอบขอบบอร์ดเพื่อสนับสนุนที่มั่นคงในระหว่างการประกอบ หลีกเลี่ยงการกลุ่มแท็บไว้ด้านเดียว สำหรับรูปร่างแปลก ให้วางแท็บที่ขอบสุดเพื่อป้องกันการโครงหรือสั่นในระหว่างการหยิบและวาง ความกว้างของแท็บเป็นการแลกเปลี่ยน; เราแนะนำ 2 มม. ถึง 5 มม. ถ้าแคบเกินไป บอร์ดอาจไม่มั่นคง ถ้ากว้างเกินไป ต้องใช้แรงมากเกินไปในการถอด

Perf-Tabs สำหรับการแยกที่สะอาดขึ้น: สำหรับการแยกที่สะอาดที่สุด เรายกให้ “perf-tabs” หรือ “stamp-hole” แท็บ ซึ่งเป็นการเจาะรูเล็กๆ ไม่เคลือบบนฐานของแท็บโดยทั่วไปจะเป็น 0.5 มม. ถึง 0.8 มม. รูเหล่านี้ทำงานเหมือน mouse-bites เฉพาะที่ เพื่อให้เมื่อแท็บแตกหัก การแตกร้าวเกิดขึ้นอย่างสะอาดที่ขอบบอร์ด ซึ่งเหลือเศษชิ้นเล็กและเนียนกว่าแท็บเต็มและต้องระบุให้ชัดเจนในแบบสร้างของคุณ

เมื่อความแม่นยำเป็นเรื่องที่ไม่สามารถต่อรองได้: กรณีศึกษาสำหรับการตัดแผงด้วยเลเซอร์

สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูงสุด แม้เพียงเศษเสี้ยวเล็กน้อยจากแผ่นเทปที่ออกแบบมาอย่างดี ก็เกินความจำเป็นแล้ว เมื่อความราบเรียบของขอบเป็นความต้องการเชิงกลที่สำคัญ เมื่อบอร์ดมีความหนาแน่นพร้อมส่วนประกอบที่อ่อนไหว หรือเมื่อวัสดุฐานมีความเปราะเป็นพิเศษ โซลูชันสุดท้ายคือการแยกแผ่นด้วยเลเซอร์

จุดศูนย์ความเครียด ขอบที่สมบูรณ์แบบ: วิธีที่การตัดด้วยเลเซอร์ปลดปล่อยการออกแบบของคุณ

การแยกด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการไม่สัมผัส มันใช้ลำแสงเลเซอร์ความเข้มสูงที่โฟกัสเพื่อเผาหรือระเหยวัสดุบอร์ดตลอดแนวของบอร์ด เนื่องจากไม่มีการสัมผัสโดยตรงกับบอร์ด กระบวนการนี้จึงไม่มีความเครียดกลศาสตร์—ไม่มีการดัดงอ ไม่มีแรงบิด และไม่มีแรงสั่นสะเทือนที่ถ่ายเทไปยังชิ้นส่วนหรือข้อต่อบัดกรี ลำแสงเลเซอร์สามารถตามเส้นโค้งใดก็ได้ด้วยความแม่นยำระดับไมครอน สร้างขอบที่เรียบเนียนและปิดสนิทโดยไม่มีเศษหรือรอยร้าว ซึ่งปลดปล่อยความสามารถในการวางชิ้นส่วนให้ใกล้ขอบบอร์ดมากขึ้นกว่ากระบวนการกลไกใดๆ

การตัดสินใจ: Routed Tabs กับ Laser Depaneling

ทางเลือกระหว่าง routed tabs กับ laser depaneling ขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะของโครงการของคุณ ในขณะที่ routed tabs เป็นการปรับปรุงที่สำคัญกว่าม mouse-bites, การตัดด้วยเลเซอร์มีคุณภาพและความแม่นยำที่ไม่เทียบเท่า เราใช้โครงสร้างต่อไปนี้เพื่อชี้นำลูกค้าของเรา

คุณสมบัติ	Routed Tabs (พร้อมรู Perf)	Laser Depaneling
ความเครียดทางกล	ต่ำ	Zero
คุณภาพขอบ	ดี, มีร่องรอยเล็กน้อย	สมบูรณ์แบบ เรียบเนียน
ความใกล้ชิดของฟีเจอร์	ดี (~3mm จากขอบ)	ยอดเยี่ยม (~0.5mm จากขอบ)
ต้นทุนเริ่มต้น	ปานกลาง	สูง
สนับสนุนวัสดุ	ยอดเยี่ยมสำหรับวัสดุส่วนใหญ่	ดีที่สุดสำหรับวัสดุเปราะและยืดหยุ่น

การบังคับความสำเร็จ: กฎ DFM ที่สำคัญสำหรับแผงที่มีแท็บนำทาง

การเลือกวิธีการที่ถูกต้องเป็นเพียงครึ่งเดียวของการต่อสู้ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์สูงสุด การเลือกนั้นต้องสนับสนุนด้วยกฎการออกแบบที่เข้มงวด กลยุทธ์การจัดแผ่นที่ดีสามารถถูกทำลายได้จากองค์ประกอบที่วางผิดที่ และนี่คือจุดที่ความเชี่ยวชาญในการผลิตเป็นสิ่งสำคัญ

ความศักดิ์สิทธิ์ของเขตห้ามเข้า: การปกป้ององค์ประกอบและสายเทิร์น

เราพิจารณาพื้นที่รอบแท็ปเบรกเอาท์เป็นพื้นที่ต้องห้าม เมื่อแท็ปแตกมันจะยืดหยุ่น แม้แต่การยืดหยุ่นเล็กน้อยก็สามารถถ่ายแรงกดดันไปยังบอร์ดโดยรอบ ทำให้การเชื่อมต่อของคาปาซิเตอร์ใกล้เคียงเป็นรอยร้าวหรือแตกหัก สำหรับเหตุผลนี้ โซนห้ามเข้าโดยรอบแท็ปจึงไม่ใช่ข้อเสนอแนะ แต่เป็นข้อกำหนด เราบังคับใช้โซนห้ามเข้าอย่างเข้มงวด โดยทั่วไปจะขยายออกไป 3-5 มม. จากแท็ปเข้าไปในบอร์ด ซึ่งไม่อนุญาตให้วางองค์ประกอบหรือสายเทิร์นที่สำคัญ การละเว้นกฎนี้เป็นการเชิญชวนให้เกิดความผิดพลาดเป็นช่วง ๆ และความล้มเหลวในสนาม

เศษซากจะเป็นตัวบังคับใช้เอง

คิดใหม่เกี่ยวกับ Fiducials: การทำให้ได้แนวตรงบนแถวที่มีรูปร่างผิดปกติ

การออกแบบแผงมาตรฐานใช้เครื่องหมายอ้างอิงสามจุดบนโครงแผงเพื่อให้แนวตรงในระดับทั่วไปรวมทั้งสมมุติว่ามีรูปแบบซ้ำกันอย่างสม่ำเสมอ แผงวงจรที่มีรูปร่างผิดปกติมักจะวางซ้อนในแถวที่ไม่เป็นระเบียบเพื่อใช้งานแผงได้สูงสุด ที่นี่ เครื่องหมายอ้างอิงทั่วไปร่วมกันไม่เพียงพอที่จะรับประกันความแม่นยำในการจัดเรียงในแต่ละบอร์ด วิธีแก้ไขคือใช้เครื่องหมายอ้างอิงในท้องถิ่น การวางเครื่องหมายอ้างอิงสองสามจุดใกล้แต่ละบอร์ดหรือกลุ่มอนุญาตให้เครื่องจักรประกอบแก้ไขความผิดพลาดเล็กน้อยในการหมุนหรือตำแหน่งภายในแผง วิธีนี้สำคัญสำหรับส่วนประกอบแบบละเอียดและเป็นข้อกำหนดในการทำลายแผงด้วยเลเซอร์

มุมมองของ Bester PCBA: แนวทางที่มุ่งเน้นผลผลิตเป็นสำคัญในการสร้างแผง

บทสนทนาเกี่ยวกับการแบ่งกลุ่มแผงบ่อยครั้งถูกครอบงำด้วยต้นทุนล่วงหน้า—เป็นมุมมองที่ผิดพลาด วิธีที่แท้จริงในการวัดผลกลยุทธ์การแบ่งกลุ่มแผงไม่ใช่จากใบเสนอราคาการผลิต แต่เป็นจากผลผลิตสุดท้ายของบอร์ดดีที่เชื่อถือได้ วิธีการที่ถูกจะผลิตเศษซาก 10% ซึ่งมีมูลค่ามากกว่ามากเมื่อเทียบกับวิธีที่แข็งแกร่งซึ่งไม่สร้างเศษเลย

คำแนะนำของ Bester PCBA ของเราไม่มีข้อกังขา เราสนับสนุนวิธีการแบ่งกลุ่มแผงที่ดีที่สุดสำหรับการรักษาความสมบูรณ์ของการออกแบบของคุณ สำหรับเส้นโค้งที่ไม่ปกติและวัสดุที่เปราะบาง ซึ่งหมายความว่าการปล่อยให้มีรอยหยักและการใช้การควบคุมวิศวกรรมของร่องตัดหรือความแม่นยำสูงสุดของการตัดด้วยเลเซอร์ นี่ไม่ใช่เรื่องของการขายบริการเพิ่ม แต่เป็นการปกป้องสินค้าของคุณ

เป็นเรื่องของการผลิตด้วยจุดประสงค์