Pautas de panelización de PCB

Saltar a:

• Métodos de panelización
• Consideraciones de diseño para la panelización de enrutamiento de pestañas
• Instrucciones para romper placas PCB
• Puntuación V frente a paneles de PCB de enrutamiento de pestañas
• Elija MCL para su proyecto de panelización

El equipo de ensamblaje de placas de circuito automatizado a menudo tiene problemas para trabajar con placas más pequeñas, lo que genera defectos más frecuentes durante el proceso de ensamblaje. Para minimizar estos defectos y mejorar el rendimiento del proceso de fabricación, muchas empresas utilizan un proceso denominado panelización, que da como resultado un panel de PCB.

¿Qué es un panel PCB?

Un panel de PCB, también llamado matriz de PCB, es una placa única que consta de varias placas individuales. Una vez ensamblado, el panel se separa o se despaneliza en PCB individuales durante el proceso de desmontaje. El beneficio del proceso de panelización de la placa de circuito impreso es una disminución de los defectos, ya que las máquinas de ensamblaje automatizadas tienden a encontrar menos problemas durante el proceso de ensamblaje. Además, la panelización también reduce los costos al mejorar el rendimiento.

La panelización exitosa de PCB requiere múltiples especificaciones de diseño para funcionar correctamente, incluidas las consideraciones relacionadas con los métodos de panelización. Detallaremos estos métodos de panel de PCB y sus requisitos específicos más detalladamente en este conjunto de pautas de panelización.

Métodos de panelización

Existen múltiples métodos de panelización, cada uno con sus propios inconvenientes y beneficios. El diseño de las placas en el panel y el propio panel a menudo desempeñarán un papel importante en el método de panelización que mejor se adapte a la aplicación. Los más notables de estos factores incluyen:

• Diseño: El diseño del tablero juega el papel más importante en la determinación del método de panelización más apropiado. La cantidad de espacio libre entre los componentes y el borde de la tabla puede hacer que ciertos métodos sean mucho menos adecuados que otros, al igual que la presencia de componentes que cuelgan del borde.
• Componentes: Los tipos de componentes utilizados en la placa son tan importantes como su ubicación. Los componentes y conectores particularmente sensibles pueden jugar un papel en el método de separación y panelización más apropiado.
• Materiales: Los materiales utilizados en una PCB pueden limitar qué tipo de método de panelización es el más apropiado, ya que algunos materiales son más propensos a astillarse durante el proceso de ruptura. El grosor de la tabla también es un factor, ya que es más probable que las tablas delgadas se rompan durante el montaje, y las tablas gruesas pueden resultar más problemáticas durante el proceso de desmoldeo.

Estos factores limitan las opciones disponibles para cualquier aplicación. De hecho, muchas empresas de ensamblaje pueden usar una combinación de métodos en cualquier proyecto para garantizar la integridad estructural de la matriz y, al mismo tiempo, mitigar los problemas durante el proceso de arranque.

Hay tres técnicas de panelización en uso hoy en día, aunque solo dos se practican comúnmente. Ellos son:

1. Panelización de puntuación V: Este método común de panelización separa las PCB individuales con ranuras en forma de V. Estas ranuras eliminan aproximadamente un tercio del grosor de la tabla de la parte superior e inferior de la tabla con una hoja en ángulo. Por lo general, se usa una máquina para terminar el proceso de ruptura, teniendo en cuenta que el tercio restante de la placa entre las ranuras es sorprendentemente fuerte, y romperlo a mano puede ejercer presión sobre la PCB y los componentes circundantes.

2. Panelización de enrutamiento de pestañas: Las matrices de PCB que no pueden usar de manera factible un método de ranura en V, en su lugar, usarán un método de enrutamiento de pestañas. Con este método, los PCB se precortan de la matriz y se mantienen en su lugar en la placa con lengüetas perforadas. A menudo se utilizan de tres a cinco orificios en estos patrones de perforación. Este método suele ser beneficioso por su capacidad para admitir diseños con componentes que cuelgan de los bordes. También se puede romper a mano en lugar de con herramientas.

3. Panelización de pestañas sólidas: Las matrices se pueden diseñar con pestañas sólidas entre cada placa, lo que mejora la resistencia general. Sin embargo, el método de despanelado para este tipo de panel de PCB requiere un enrutador de despanelado, una máquina de corte por láser o una herramienta de hoja en forma de gancho. El enrutador puede generar polvo y vibraciones, mientras que el cortador láser es extremadamente costoso e ineficaz en tableros de más de 1 mm de espesor. La opción con hoja de gancho es menos costosa pero ineficiente y propensa a la rotación de la hoja. Este método tiende a ser menos común que los otros dos.

V-Score y Tab Routing son los métodos de panelización preferidos para la mayoría de las aplicaciones. Lo más importante para los diseñadores de PCB es comprender cuál de los dos métodos es mejor para su aplicación. El siguiente paso es diseñar su matriz para lograr la máxima fuerza y ​​el éxito de ruptura.

Muchos prefieren el método de panelización con ranura en V cuando es posible por su eficiencia y reducción de la tensión superficial. Las máquinas despaneladoras para este tipo de matriz también son relativamente económicas y rentables. Aún mejor, son portátiles y requieren un mantenimiento mínimo. Aunque el método tiende a dar como resultado bordes de tabla más ásperos, esto rara vez es una preocupación para las aplicaciones donde se usa la panelización con ranura en V.

Sin embargo, aunque la panelización con ranura en V es preferible para varias aplicaciones, es bastante restrictiva en términos de diseño de paneles de PCB. Por ejemplo, la panelización con ranura en V no es ideal para diseños en los que los componentes se colocan demasiado cerca o cuelgan sobre un borde. También introducen varios problemas de fabricación que deben tenerse en cuenta durante el proceso de diseño, como:

• Liquidación: Para garantizar que los componentes no se vean afectados durante el proceso de corte, se debe mantener un espacio libre de 0,05 pulgadas entre los componentes y las ranuras en V. Es posible que los componentes más altos deban colocarse más lejos para asegurarse de que el cortador no interfiera con ellos. Por ejemplo, los condensadores de chip de cerámica multicapa montados en la superficie deben mantenerse al menos a 1/8 de pulgada de distancia de la línea marcada. Los componentes con áreas de conexión más grandes también deben colocarse más lejos de la ranura, ya que la tensión de la despanelización puede fracturar las juntas de soldadura si se colocan demasiado cerca de la ranura en V.
• Puntuación de salto: Las ranuras en V pueden reducir la integridad estructural de una matriz de PCB, lo que hace que los bordes anterior y posterior se comben cuando se ejecuta a través de una máquina de soldadura por ola. Esto puede hacer que la matriz se deforme o quede atrapada en la máquina de soldadura por ola. Para fortalecer una matriz y evitar estos problemas, los diseñadores pueden agregar puntuación de salto a los bordes de entrada y salida de la matriz. Esto se puede lograr incluyendo un borde separable de ½ pulgada en los bordes delantero y trasero del arreglo y ejecutando la ranura en V aproximadamente a la mitad de estos bordes. Simplemente instruya a los operadores de depanelado para que eliminen estos bordes resquebrajados antes de separar las tablas.

Si se tienen en cuenta estas consideraciones de diseño, un panel ranurado en V debería experimentar problemas mínimos durante el proceso de fabricación y ensamblaje.

Consideraciones de diseño para la panelización de enrutamiento de pestañas

La panelización de enrutamiento de pestañas tiende a preferirse en aplicaciones donde los componentes se colocan muy cerca o sobre un borde. También es preferible para PCB fabricados en formas no rectangulares como círculos. Sin embargo, debido a que las pestañas son los puntos de ruptura de estos arreglos, se deben realizar varias elecciones de diseño para garantizar la resistencia y la funcionalidad de estos arreglos, especialmente durante el proceso de ruptura. Algunas de estas consideraciones incluyen:

• Liquidación: Debido a la tensión ejercida en los puntos de ruptura y la posibilidad de que se astillen, mantenga los componentes y las huellas a una distancia mínima de 1/8 de pulgada de las lengüetas. Los capacitores de chip de cerámica multicapa montados en la superficie deben mantenerse más alejados, al menos a ¼ de pulgada de las lengüetas para garantizar una interferencia mínima.
• Knockouts: Si su diseño de PCB incluye orificios de más de 0,6 pulgadas, es posible que se requiera un marcador de posición o un orificio ciego para evitar problemas durante el proceso de soldadura por ola. Los golpes de gracia son particularmente importantes en el medio de una matriz, donde es más probable que las matrices de PCB se comben. Los orificios ciegos rectangulares más pequeños pueden tener una lengüeta perforada ancha de cinco orificios en un solo borde, mientras que los orificios ciegos más grandes y de forma más irregular pueden requerir múltiples lengüetas perforadas de tres orificios.

• Ubicación de la pestaña: La ubicación de las pestañas es importante para mantener la integridad de su diseño de matriz de PCB. Las lengüetas deben colocarse cada 2 a 3 pulgadas a lo largo del borde de la tabla para las lengüetas perforadas de cinco orificios y cada 1,5 pulgadas para las lengüetas perforadas de tres orificios. Las lengüetas deben colocarse lo más cerca posible del borde de una tabla para evitar curvas en el borde de una tabla, pero no deben colocarse debajo de componentes que sobresalgan. El diseñador también debe asegurarse de que las pestañas sean lo suficientemente grandes para soportar las tablas, pero no lo suficientemente grandes como para interferir con el proceso de desprendimiento.
• Colocación de perforación: Si desea evitar las protuberancias del costado de su placa, nunca coloque perforaciones de pestañas en el centro de una pestaña; en su lugar, colóquelas cerca del borde de la PCB, o en cada lado de la pestaña si se coloca entre dos PCB.
• Disposición de matriz: Cuando organice los PCB, asegúrese de que todas las pestañas rotas a la vez sean colineales para que haya líneas de ruptura uniformes en toda la matriz. Si las líneas de ruptura no son consistentes, algunas pestañas se romperán mientras que otras simplemente se tirarán perpendicularmente a la superficie del tablero, lo que puede rasgar la laminación.

Con estas consideraciones en mente, su diseño debería encontrar problemas mínimos durante los procesos de fabricación y desmontaje.

Instrucciones para romper placas PCB

Incluso si diseña una matriz de PCB perfectamente, aún pueden ocurrir problemas durante el proceso de ruptura. Desde el astillado y el desgarro hasta el daño de los componentes, el proceso de ruptura puede destruir una placa si no se realiza correctamente. Es por eso que los métodos adecuados de separación de tableros son esenciales para mantener los costos al mínimo. Tenga en cuenta las siguientes pautas durante el proceso de ruptura para evitar tales problemas:

• Romper pestañas a mano: Un panel de PCB enrutado con pestañas correctamente diseñado a menudo se puede romper con herramientas manuales. Para obtener los mejores resultados con una herramienta manual, use alicates de punta ancha para doblar cada lengüeta en una línea de ruptura hasta que se agriete audiblemente. Para separar completamente a lo largo de la línea de ruptura, doble las pestañas en la dirección opuesta.
• Breaking Tabs by Machine: En algunos casos, el tablero puede ser demasiado grueso para romperlo completamente a mano. En este caso, puede ser preferible utilizar una herramienta de corte. Una hoja de gancho o un enrutador para despanelar pueden ser una buena opción aquí, como se discutió anteriormente con la panelización de pestañas sólidas.
• Romper ranuras en V a mano: Según el diseño de la placa y qué tan cerca estén los componentes de los bordes de la placa, los paneles ranurados en V se pueden romper a mano usando un método como el que se usa para romper las lengüetas.
• Corte de ranuras en V: Los paneles ranurados en V requieren un tipo de máquina despaneladora para liberarse. Esta máquina utiliza una cuchilla tipo cortadora de pizza, que es relativamente económica y requiere poco mantenimiento. El único inconveniente es que los bordes serán un poco más ásperos que las opciones enrutadas.

Puntuación V frente a paneles de PCB de enrutamiento de pestañas

La elección de utilizar métodos de enrutamiento de puntuación V o tabulación en su panel de PCB dependerá en gran medida del diseño de la PCB con la que esté trabajando. Considere los siguientes factores al tomar su decisión:

• Formas de tablas: Las formas de los PCB incluidos en una matriz juegan un papel importante en el método de panelización. Para tableros cuadrados o rectangulares, la puntuación en V funciona bien. El enrutamiento de pestañas es más apropiado cuando se trabaja con formas inusuales.
• Componentes de borde: Si su PCB se basa en la presencia de componentes que cuelgan del borde, o componentes colocados cerca de un borde, alguna variación de enrutamiento con pestañas puede ser más apropiada que la puntuación en V. Solo asegúrese de que las pestañas no estén ubicadas cerca de estos componentes de borde.
• Calidad de borde: Si la calidad del borde juega un factor, el enrutamiento con pestañas puede ser preferible al marcado en V. Aunque el proceso deja pequeñas protuberancias ásperas de laminado, estas se pueden lijar fácilmente y los bordes restantes quedan suaves debido al proceso de enrutamiento. El marcado en V, por otro lado, da como resultado bordes ásperos en todo el contorno, lo que puede requerir más lijado si se necesitan bordes lisos.
• Gasto de tiempo: El enrutamiento de pestañas tiende a tomar más tiempo y trabajo para configurar, ya que requieren mucho tiempo en el enrutador. La puntuación en V, por otro lado, requiere mucho menos tiempo debajo de las máquinas.
• Residuos: Si le preocupa el desperdicio de material, la puntuación en V ofrece el mayor beneficio. El método desperdicia mucho menos material que el enrutamiento con pestañas, lo que significa mucho menos costo general por tablero.

También es importante tener en cuenta que los métodos Tab Routing y V-scoring no se excluyen mutuamente. Estos métodos se pueden utilizar en combinación en determinadas circunstancias. Por ejemplo, el enrutamiento de pestañas se puede usar para bordes de PCB que tienen componentes cerca o colgando sobre el borde, mientras que el marcado en V se puede usar en otros bordes.

Elija MCL para su proyecto de panelización

Los diseños de matriz de PCB tienen un impacto masivo en el éxito o fracaso de los componentes individuales y el costo total del proyecto. Esto hace que las consideraciones de diseño de matriz de PCB descritas anteriormente sean absolutamente esenciales. Si bien no son un conjunto completo o concreto de pautas, estas reglas brindan una buena línea de base para sus diseños de matriz de PCB. Sin embargo, aún más crucial para el éxito de su diseño es elegir los servicios de panelización de PCB adecuados para el trabajo. Ahí es donde MCL puede ayudar.

MCL es uno de los proveedores de PCB con más experiencia y capacidad en los Estados Unidos, con más de 10 años de experiencia. Si lo prefiere, MCL puede encargarse de todos los paneles que necesita para su proyecto.

En MCL, constantemente entregamos productos superiores a tiempo y apoyamos a nuestros clientes con servicios de ingeniería de alta calidad en cada proyecto. Nos enorgullecemos de ser un proveedor integral que ofrece una variedad de productos para respaldar cualquier aplicación. En cuanto a nuestros servicios de soporte de ingeniería, nuestro personal experto en ingeniería y fabricación tiene el conocimiento y los recursos para ayudar a una variedad de industrias con DRC, DFM y servicios de edición para garantizar diseños exitosos en todo momento.

Comuníquese con MCL hoy para analizar su próximo proyecto de creación de paneles de PCB y asegúrese de preguntarnos acerca de nuestras atractivas opciones de precios. Nuestro excelente equipo de servicio al cliente está listo y esperando para ayudarlo a encontrar la mejor solución para su próximo proyecto de panel de PCB. Llámenos al (717) 558-5975 o comuníquese con nosotros en línea.

Solicite una cotización gratis