PCBパネル化ガイドライン
ジャンプ先：
- パネル化の方法
- タブルーティングのパネル化に関する設計上の考慮事項
- PCBボードを分解するための指示
- VスコアとタブルーティングPCBパネル
- パネリゼーションプロジェクトのMCLを選択
自動回路基板アセンブリ装置は、多くの場合、小さなボードでの作業に問題があり、組み立てプロセス中に欠陥が頻繁に発生します。これらの欠陥を最小限に抑え、製造プロセスのスループットを向上させるために、多くの企業はパネル化と呼ばれるプロセスを使用して、PCBパネルを作成しています。
PCBパネルとは何ですか？
PCBアレイとも呼ばれるPCBパネルは、複数の個別のボードで構成される単一のボードです。組み立てられると、パネルは、ブレークアウトプロセス中に個々のPCBに分解またはパネル解除されます。プリント回路基板のパネル化プロセスの利点は、自動組立機が組立プロセス中に発生する問題が少なくなる傾向があるため、欠陥が減少することです。さらに、パネリゼーションはスループットを向上させることでコストも削減します。
PCBパネル化を成功させるには、パネル化方法に関する考慮事項を含め、適切に機能するために複数の設計仕様が必要です。これらのPCBパネルの方法とその特定の要件については、この一連のパネル化ガイドラインで詳しく説明します。
パネリゼーション方法
複数のパネル化方法が存在し、それぞれに独自の欠点と利点があります。パネル上のボードのデザインとパネル自体は、多くの場合、パネル化の方法がアプリケーションに最適であるという大きな役割を果たします。これらの要因の中で最も注目すべきものは次のとおりです。
- デザイン： ボードの設計は、最も適切なパネル化方法を決定する上で最も大きな役割を果たします。コンポーネントとボードのエッジの間のクリアランスの量により、エッジがぶら下がっているコンポーネントの存在と同様に、特定の方法が他の方法よりもはるかに適さなくなる場合があります。
- コンポーネント： ボードで使用されるコンポーネントのタイプは、それらの配置と同じくらい重要です。特に敏感なコンポーネントとコネクタは、最も適切なブレイクアウトとパネル化の方法に影響を与える可能性があります。
- 資料： 一部の材料はブレイクアウトプロセス中に破砕しやすいため、PCBで使用される材料は、どのタイプのパネル化方法が最も適切であるかを制限する可能性があります。特に薄いボードは組み立て中に破損する可能性が高く、厚いボードは破損プロセス中に問題が発生する可能性があるため、ボードの厚さも要因になります。
これらの要因により、1つのアプリケーションで使用できる選択肢が制限されます。実際、多くの組立会社は、ブレイクアウトプロセス中の問題を軽減しながら、アレイの構造的完全性を確保するために、任意の1つのプロジェクトでメソッドの組み合わせを使用する場合があります。
現在使用されているパネル化手法は3つありますが、一般的に使用されているのは2つだけです。それらは：
1。 Vスコアのパネル化： この一般的なパネル化の方法は、V字型の溝を持つ個々のPCBを分離します。これらの溝は、角度の付いたブレードを使用して、ボードの上下からボードの厚さの約3分の1を取り除きます。溝の間のボードの残りの3分の1が驚くほど強力であり、手で壊すとPCBと周囲のコンポーネントにストレスがかかる可能性があることを考えると、ブレイクアウトプロセスを完了するために機械が一般的に使用されます。
2。タブルーティングのパネル化： V-groove方式を適切に使用できないPCBアレイは、代わりにタブルーティング方式を使用します。この方法では、PCBはアレイから事前にカットされ、穴あきタブでボード上の所定の位置に保持されます。これらのミシン目パターンでは、3〜5個の穴がよく使用されます。この方法は、エッジがぶら下がっているコンポーネントを使用して設計をサポートできるため、多くの場合有益です。工具の代わりに手で壊すこともできます。
3。ソリッドタブのパネル化： アレイは、各ボード間にしっかりとしたタブを配置して設計できるため、全体的な強度が向上します。ただし、このタイプのPCBパネルのデパネリング方法には、デパネリングルーター、レーザー切断機、またはフック型ブレードツールのいずれかが必要です。ルーターはほこりや振動を引き起こす可能性がありますが、レーザーカッターは非常に高価で、厚さが1mmを超えるボードでは効果がありません。フックブレードオプションは安価ですが、非効率的でブレードが回転する傾向があります。この方法は、他の2つよりも一般的ではない傾向があります。
Vスコアとタブルーティングは、ほとんどのアプリケーションで推奨されるパネル化方法です。 PCB設計者にとって最も重要なことは、2つの方法のどちらがアプリケーションに最適であるかを理解することです。次のステップは、最大の強度とブレイクアウトの成功のためにアレイを設計することです。
多くの人は、効率と表面応力の低減のために、可能な場合はV溝パネル化法を好みます。このタイプのアレイ用のデパネリングマシンも、比較的安価で費用効果が高いです。さらに良いことに、それらは持ち運び可能で、最小限のメンテナンスで済みます。この方法ではボードのエッジが粗くなる傾向がありますが、V溝のパネル化が使用されるアプリケーションではこれが問題になることはめったにありません。
ただし、V溝のパネル化はさまざまなアプリケーションに適していますが、PCBパネルの設計に関してはかなり制限があります。たとえば、V溝のパネル化は、コンポーネントがエッジに近すぎたり、端にぶら下がったりする設計には理想的ではありません。また、次のような、設計プロセス中に考慮しなければならないさまざまな製造上の懸念事項も紹介します。
- クリアランス： 切断プロセス中にコンポーネントが影響を受けないようにするには、コンポーネントとV溝の間に0.05インチのクリアランスを維持する必要があります。カッターが邪魔にならないように、背の高いコンポーネントをさらに離して配置する必要がある場合があります。たとえば、表面実装の多層セラミックチップコンデンサは、スコアラインから少なくとも1/8インチ離しておく必要があります。接続領域が大きいコンポーネントも、V溝に近すぎるとはんだ接合部が破損する可能性があるため、パネル除去のストレスによってはんだ接合部が破損する可能性があるため、溝からさらに離して配置する必要があります。
- ジャンプスコアリング： V溝は、PCBアレイの構造的完全性を低下させ、ウェーブはんだ付け機を通過するときに前縁と後縁がたるむ原因となる可能性があります。これにより、アレイが歪んだり、ウェーブはんだ付け機に引っ掛かったりする可能性があります。アレイを強化し、これらの問題を防ぐために、設計者はアレイの前縁と後縁にジャンプスコアを追加できます。これは、アレイの前縁と後縁に½インチの分離エッジを含め、これらのエッジのほぼ半分にV溝を走らせることで実現できます。ボードを分離する前に、これらの分離エッジを削除するようにデパネリングオペレーターに指示するだけです。
これらの設計上の考慮事項を念頭に置いておくと、Vスコアのパネルで製造および組み立てプロセス中に発生する問題は最小限に抑えられます。
タブルーティングパネル化の設計上の考慮事項
タブルーティングのパネル化は、コンポーネントがエッジの非常に近くまたはエッジの上に配置されるアプリケーションで好まれる傾向があります。円のような非長方形の形状で作られたPCBにも適しています。ただし、タブはこれらのアレイのブレークポイントであるため、特にブレークアウトプロセス中に、これらのアレイの強度と機能を確保するために、いくつかの設計上の選択を行う必要があります。これらの考慮事項には、次のものが含まれます。
- クリアランス： 分離点にかかる応力と破片の可能性があるため、コンポーネントとトレースをタブから少なくとも1/8インチ離してください。表面に取り付けられた多層セラミックチップコンデンサは、干渉を最小限に抑えるために、タブから少なくとも1/4インチ離しておく必要があります。
- ノックアウト： PCBデザインに0.6インチを超える穴が含まれている場合は、ウェーブはんだ付けプロセス中の問題を防ぐために、プレースホルダーまたはノックアウトが必要になる場合があります。ノックアウトは、PCBアレイがたるむ可能性が高いアレイの中央で特に重要です。小さい長方形のノックアウトでは、単一のエッジに幅の広い5穴の穴あきタブを付けることができますが、大きくて不規則な形状のノックアウトでは、複数の3穴の穴あきタブが必要になる場合があります。
- タブの配置： タブの配置は、PCBアレイ設計の整合性を維持するために重要です。タブは、5穴の穴あきタブの場合はボードの端に沿って2〜3インチごとに配置し、3穴の穴あきタブの場合は1.5インチごとに配置する必要があります。タブは、ボードの端で曲がらないように、ボードの端のできるだけ近くに配置する必要がありますが、張り出したコンポーネントの下に配置しないでください。設計者は、タブがボードをサポートするのに十分な大きさであることを確認する必要がありますが、ブレイクアウトプロセスを妨げるのに十分な大きさではありません。
- ミシン目の配置： ボードの側面からの突起を避けたい場合は、タブのミシン目をタブの中央に配置しないでください。代わりに、PCBの端の近く、または2つのPCBの間に配置されている場合はタブの両側に配置してください。
- 配列の配置： PCBを配置するときは、アレイ全体で一貫したブレークラインが存在するように、一度に壊れたすべてのタブが同一線上にあることを確認してください。ブレークラインが一貫していない場合、一部のタブは破損しますが、他のタブはボード表面に対して垂直に引っ張られるだけで、ラミネーションが破れる可能性があります。
これらの考慮事項を念頭に置いて、製造およびブレイクアウトプロセス中に設計で発生する問題を最小限に抑える必要があります。
PCBボードを分解するための指示
PCBアレイを完全に設計したとしても、ブレークアウトプロセス中に問題が発生する可能性があります。破片や裂け目からコンポーネントの損傷まで、不適切に行われた場合、ブレイクアウトプロセスによってボードが破壊される可能性があります。そのため、コストを最小限に抑えるには、適切なボードブレイクアウト方法が不可欠です。このような問題を回避するために、ブレイクアウトプロセス中は、次のガイドラインに留意してください。
- 手でタブを壊す： 適切に設計されたタブルーティングPCBパネルは、多くの場合、手工具で破損する可能性があります。手工具で最良の結果を得るには、ラジオペンチを使用して、各タブを音が聞こえるまでブレークラインで曲げます。ブレークラインに沿って完全に分離するには、タブを反対方向に曲げます。
- 機械によるタブの破壊： 場合によっては、ボードが厚すぎて手で完全に壊せないことがあります。この場合、切削工具を使用することが望ましい場合があります。ソリッドタブのパネル化で前述したように、ここではフックブレードまたはデパネリングルーターが適切なオプションになる場合があります。
- 手でV溝を壊す： ボードのデザインとボードの端にコンポーネントがどれだけ近いかに応じて、タブを壊すのに使用されるような方法を使用して、Vスコアのパネルを手で壊すことができます。
- V溝の切断： Vスコアのパネルは、自由になるために一種のデパネリングマシンを必要とします。この機械は、比較的安価でメンテナンスがほとんど必要ないピザカッタータイプのブレードを使用しています。唯一の欠点は、エッジがルーティングされたオプションよりもいくらか粗くなることです。
VスコアとタブルーティングPCBパネル
PCBパネルでVスコアまたはタブルーティング方法を使用するかどうかの選択は、使用しているPCBの設計に大きく依存します。決定を下す際には、次の要素を考慮してください。
- ボードの形状： アレイに含まれるPCBの形状は、パネリゼーション方式で大きな役割を果たします。正方形または長方形のボードの場合、Vスコアリングが適切に機能します。異常な形状で作業する場合は、タブルーティングがより適切です。
- エッジコンポーネント： PCBがエッジにぶら下がっているコンポーネント、またはエッジの近くに配置されているコンポーネントの存在に依存している場合は、Vスコアよりもタブルーティングのバリエーションの方が適切な場合があります。タブがこれらのエッジコンポーネントの近くに配置されていないことを確認してください。
- エッジ品質： エッジの品質が重要な要素である場合は、Vスコアよりもタブルーティングの方が適している場合があります。このプロセスでは、ラミネートの小さな粗い塊が残りますが、これらは簡単に研磨でき、残りのエッジはルーティングプロセスからスムーズになります。一方、Vスコアリングでは、エッジ全体が粗くなり、滑らかなエッジが必要な場合は、さらにサンディングが必要になる場合があります。
- 時間の費用： タブルーティングは、ルーターで多くの時間を必要とするため、セットアップに多くの時間と労力を要する傾向があります。一方、Vスコアリングは、マシンの下で必要な時間がはるかに短くなります。
- 廃棄物： 材料の無駄が懸念される場合は、Vスコアリングが最大のメリットをもたらします。この方法は、タブルーティングよりもはるかに少ない材料を無駄にします。つまり、ボードあたりの全体的なコストがはるかに少なくなります。
タブルーティングとVスコアリングの方法は相互に排他的ではないことを考慮することも重要です。これらの方法は、特定の状況で組み合わせて使用できます。たとえば、タブルーティングは、コンポーネントがエッジに近いか、エッジにぶら下がっているPCBエッジに使用できますが、Vスコアリングは他のエッジに使用できます。
パネリゼーションプロジェクトのMCLを選択
PCBアレイの設計は、個々のコンポーネントの成功または失敗、およびプロジェクトの全体的なコストに大きな影響を与えます。これにより、上記のPCBアレイ設計の考慮事項が絶対に不可欠になります。包括的または具体的なガイドラインのセットはほとんどありませんが、これらのルールは、PCBアレイ設計の優れたベースラインを提供します。ただし、設計を成功させるためにさらに重要なのは、その作業に適したPCBパネル化サービスを選択することです。そこでMCLが役立ちます。
MCLは、米国で最も経験豊富で有能なPCBサプライヤーのひとつであり、10年以上の経験があります。必要に応じて、MCLがプロジェクトに必要なすべてのパネリングを処理できます。
MCLでは、一貫して優れた製品を時間どおりに提供し、すべてのプロジェクトで高品質のエンジニアリングサービスをお客様にサポートしています。私たちは、あらゆるアプリケーションをサポートするさまざまな製品を提供する包括的なサプライヤーであることに誇りを持っています。エンジニアリングサポートサービスに関しては、専門のエンジニアリングおよび製造スタッフが、DRC、DFM、および編集サービスを使用してさまざまな業界を支援し、毎回成功する設計を保証するための知識とリソースを備えています。
今すぐMCLに連絡して、次のPCBパネル作成プロジェクトについて話し合い、魅力的な価格設定オプションについてお問い合わせください。私たちの優れたカスタマーサービスチームは、次のPCBパネルプロジェクトに最適なソリューションを見つけるお手伝いをする準備ができており、待っています。 （717）558-5975までお電話いただくか、オンラインでお問い合わせください。
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