Panduan Profesional Panelisasi PCB untuk Manufaktur Efisien

Lompat ke:

• Metode Panelisasi
• Pertimbangan Desain untuk Panelisasi Tab Routing
• Instruksi untuk Memecah Papan PCB
• V-Score vs. Tab Routing Panel PCB
• Pilih MCL untuk Proyek Panelisasi Anda

 

Perangkat perakitan papan sirkuit otomatis seringkali mengalami kesulitan bekerja dengan papan yang lebih kecil, yang mengakibatkan lebih banyak cacat selama proses perakitan. Untuk meminimalkan cacat ini dan meningkatkan throughput proses manufaktur, banyak perusahaan menggunakan proses yang disebut panelisasi, yang menghasilkan panel PCB.

Apa Itu Panel PCB?

Panel PCB, juga disebut array PCB, adalah satu papan yang terdiri dari beberapa papan individual. Setelah dirakit, panel kemudian dipecah, atau di-depanelisasi, menjadi PCB individual selama proses breakout. Manfaat proses panelisasi papan sirkuit cetak adalah penurunan cacat karena mesin perakitan otomatis cenderung mengalami lebih sedikit masalah selama proses perakitan. Selain itu, panelisasi juga mengurangi biaya dengan meningkatkan throughput.

Panelisasi PCB yang sukses memerlukan beberapa spesifikasi desain untuk bekerja dengan benar, termasuk pertimbangan di sekitar metode panelisasi. Kami akan memberikan detail metode panelisasi PCB ini dan persyaratan spesifiknya lebih menyeluruh dalam serangkaian panduan panelisasi ini.

Metode Panelisasi

Ada beberapa metode panelisasi, masing-masing dengan kelemahan dan manfaatnya. Desain papan pada panel dan panel itu sendiri seringkali akan memainkan peran besar dalam menentukan metode panelisasi mana yang paling sesuai untuk aplikasi. Beberapa faktor paling menonjol di antaranya meliputi:

• Desain: Desain papan memainkan peran terbesar dalam menentukan metode panelisasi yang paling sesuai. Jarak clearance antara komponen dan tepi papan dapat membuat metode tertentu jauh kurang cocok daripada metode lain, seperti halnya keberadaan komponen yang menjalar ke tepi.
• Komponen: Jenis komponen yang digunakan pada papan sama pentingnya dengan penempatannya. Komponen dan konektor yang sangat sensitif dapat memainkan faktor dalam metode breakout dan panelisasi yang paling sesuai.
• Material: Material yang digunakan dalam PCB dapat membatasi jenis metode panelisasi mana yang paling sesuai, karena beberapa material lebih mudah pecah saat proses breakout. Ketebalan papan juga merupakan faktor, karena papan yang sangat tipis lebih mudah pecah selama perakitan, dan papan tebal dapat menjadi lebih bermasalah selama proses breakout.

Faktor-faktor ini membatasi pilihan yang tersedia untuk setiap aplikasi. Faktanya, banyak perusahaan perakitan mungkin menggunakan kombinasi metode pada setiap proyek untuk memastikan integritas struktural array sambil masih mengurangi masalah selama proses breakout.

Ada tiga teknik panelisasi yang digunakan saat ini, meskipun hanya dua yang umum dilakukan. Mereka adalah:

1. Panelisasi V-Score: Metode panelisasi umum ini memisahkan PCB individual dengan lubang V. Lubang ini menghapus sekitar satu dari tiga ketebalan papan dari atas dan bawah papan dengan bilah berjajar sudut. Mesin biasanya digunakan untuk menyelesaikan proses breakout, mengingat satu dari tiga sisa papan di antara lubang terlalu kuat, dan memecah dengan tangan dapat menimbulkan stres pada PCB dan komponen di sekitarnya.

2. Panelisasi Tab Routing: Array PCB yang tidak dapat secara layak menggunakan metode lubang V akan menggunakan metode tab routing sebagai gantinya. Dengan metode ini, PCB dipotong sebelumnya dari array dan dijaga di tempat pada papan dengan tab berlubang. Tiga hingga lima lubang sering digunakan dalam pola lubang ini. Metode ini sering bermanfaat karena kemampuannya mendukung desain dengan komponen yang menjalar ke tepi. Ini juga dapat dipecah dengan tangan alih-alih dengan alat.

3. Panelisasi Tab Padat: Array dapat dirancang dengan tab padat di antara setiap papan, yang meningkatkan kekuatan keseluruhan. Namun, metode depaneling untuk jenis panel PCB ini memerlukan router depaneling, mesin pemotong laser, atau alat bilah bentuk kait. Router dapat menghasilkan debu dan getaran, sedangkan pemotong laser sangat mahal dan tidak efektif pada papan yang tebal lebih dari 1 mm. Opsi bilah kait lebih murah tetapi tidak efisien dan rentan terhadap rotasi bilah. Metode ini cenderung kurang umum daripada dua metode lainnya.

V-Score dan Tab Routing adalah metode panelisasi yang disukai untuk sebagian besar aplikasi. Hal terpenting bagi desainer PCB adalah memahami metode mana dari keduanya yang terbaik untuk aplikasi mereka. Langkah selanjutnya adalah merancang array mereka untuk kekuatan dan keberhasilan breakout maksimal.

Banyak yang memilih metode panelisasi lubang V jika memungkinkan karena efisiensi dan pengurangan stres permukaan. Mesin depaneling untuk jenis array ini juga relatif murah dan efisien biaya. Lebih baik lagi, mereka portable dan memerlukan pemeliharaan minimal. Meskipun metode ini cenderung menghasilkan tepi papan yang lebih kasar, ini jarang menjadi masalah untuk aplikasi di mana panelisasi lubang V digunakan.

Namun, meskipun panelisasi lubang V lebih disukai untuk berbagai aplikasi, ini cukup terbatas dalam hal desain panel PCB. Misalnya, panelisasi lubang V tidak ideal untuk desain di mana komponen ditempatkan terlalu dekat dengan atau menjalar di atas tepi. Mereka juga memperkenalkan berbagai kekhawatiran manufaktur yang harus dipertimbangkan selama proses desain, seperti:

• Clearance: Untuk memastikan komponen tidak terpengaruh selama proses pemotongan, jarak clearance 0,05 inci harus dipertahankan antara komponen dan lubang V mana pun. Komponen yang lebih tinggi mungkin perlu ditempatkan lebih jauh untuk memastikan pemotong tidak mengganggu mereka. Misalnya, kapasitor keramik chip multilaner permukaan harus dijaga setidaknya 1/8 inci dari garis skor. Komponen dengan area koneksi yang lebih besar juga harus ditempatkan lebih jauh dari lubang, karena stres depanelisasi dapat meretakan lem solder jika mereka ditempatkan terlalu dekat dengan lubang V.
• Jump-Scoring: Lubang V dapat mengurangi integritas struktural array PCB, menyebabkan tepi depan dan belakang sag saat dijalankan melalui mesin solder gelombang. Ini dapat menyebabkan array meremukkan atau terjebak dalam mesin solder gelombang. Untuk memperkuat array dan mencegah masalah ini, desainer dapat menambahkan jump scoring ke tepi depan dan belakang array. Ini dapat dicapai dengan menyertakan tepi breakaway 1/2 inci pada tepi depan dan belakang array dan menjalankan lubang V setengahnya melalui tepi ini. Beri instruksi kepada operator depaneling untuk menghapus tepi breakaway ini sebelum memisahkan papan.

Jika pertimbangan desain ini dipertimbangkan, panel yang di-V-score seharusnya mengalami masalah minimal selama proses manufaktur dan perakitan.

Pertimbangan Desain untuk Panelisasi Tab Routing

Panelisasi tab routing cenderung lebih disukai dalam aplikasi di mana komponen ditempatkan sangat dekat dengan atau di atas tepi. Ini juga lebih disukai untuk PCB yang dibuat dalam bentuk non-persegi panjang seperti lingkaran. Namun, karena tab adalah titik pecah untuk array ini, beberapa pilihan desain harus dibuat untuk memastikan kekuatan dan fungsionalitas array ini, terutama selama proses breakout. Beberapa pertimbangan ini meliputi:

• Clearance: Karena stres yang diletakkan pada titik breakaway dan potensi pecahan, jaga komponen dan jejak setidaknya 1/8 inci dari tab. Kapasitor keramik chip multilaner permukaan harus dijaga lebih jauh, setidaknya 1/4 inci dari tab untuk memastikan gangguan minimal.
• Knock-Outs: Jika desain PCB Anda termasuk lubang lebih besar dari 0,6 inci, tempat penahan, atau knockout, mungkin diperlukan untuk mencegah masalah selama proses solder gelombang. Knockout sangat penting di tengah array, tempat array PCB lebih mungkin sag. Knockout persegi panjang yang lebih kecil dapat memiliki tab berlubang lima yang lebar di satu tepi, sementara knockout yang lebih besar dan bentuk tidak teratur mungkin memerlukan beberapa tab berlubang tiga.

• Penempatan Tab: Penempatan tab penting untuk menjaga integritas desain array PCB Anda. Tab harus ditempatkan setiap 2 hingga 3 inci sepanjang tepi papan untuk tab berlubang lima, dan setiap 1,5 inci untuk tab berlubang tiga. Tab harus ditempatkan sedekat mungkin dengan tepi papan untuk menghindari lentur di tepi papan, tetapi tidak boleh ditempatkan di bawah komponen yang menjalar. Desainer juga harus memastikan tab cukup besar untuk mendukung papan, tetapi tidak besar sehingga mengganggu proses breakout.
• Penempatan Lubang: Jika Anda ingin menghindari propulsi dari sisi papan Anda, jangan pernah menempatkan lubang tab di tengah tab – alih-alih, jalankan mereka dekat tepi PCB, atau di setiap sisi tab jika ditempatkan di antara dua PCB.
• Pengaturan Array: Saat menyusun PCB, pastikan semua tab yang dipecah pada waktu yang sama adalah kolinear sehingga ada garis pecah yang konsisten di seluruh array. Jika garis pecah tidak konsisten, beberapa tab akan pecah sementara yang lain hanya ditarik secara tegak lurus ke permukaan papan, yang dapat meretakan laminasi.

Dengan pertimbangan ini diingat, desain Anda seharusnya mengalami masalah minimal selama proses manufaktur dan breakout.

Instruksi untuk Memecah Papan PCB

Bahkan jika Anda merancang array PCB dengan sempurna, masalah masih dapat terjadi selama proses breakout. Dari pecahan dan retakan hingga kerusakan komponen, proses breakout dapat merusak papan jika dilakukan dengan tidak tepat. Itulah sebabnya metode breakout papan yang tepat sangat penting untuk menjaga biaya tetap minimum. Perhatikan pedoman berikut selama proses breakout untuk menghindari masalah tersebut:

• Memecah Tab dengan Tangan: Panel PCB tab routing yang dirancang dengan baik seringkali dapat dipecah dengan alat tangan. Untuk hasil terbaik dengan alat tangan, gunakan penangkar hidung lebar untuk membengkokkan setiap tab pada garis pecah hingga terdengar retakan. Untuk memisahkan sepenuhnya sepanjang garis pecah, bengkokkan tab ke arah yang berlawanan.
• Memecah Tab dengan Mesin: Dalam beberapa kasus, papan mungkin terlalu tebal untuk dipecah sepenuhnya dengan tangan. Dalam kasus ini, menggunakan alat pemotong mungkin lebih disukai. Bilah kait atau router depaneling mungkin menjadi opsi yang baik di sini, seperti yang sebelumnya dibahas dengan panelisasi tab padat.
• Memecah Lubang V dengan Tangan: Bergantung pada desain papan dan seberapa dekat komponen dengan tepi papan, panel yang di-V-score dapat dipecah dengan tangan menggunakan metode seperti yang digunakan untuk memecah tab.
• Memotong Lubang V: Panel yang di-V-score memerlukan jenis mesin depaneling untuk melepaskan. Mesin ini menggunakan bilah jenis pemotong pizza, yang relatif murah dan memerlukan sedikit pemeliharaan. Kelemahan satu-satunya adalah tepi akan sedikit lebih kasar daripada opsi routing.

V-Score vs. Tab Routing Panel PCB

Memilih apakah akan menggunakan metode V-score atau tab routing di panel PCB Anda akan sangat bergantung pada desain PCB yang Anda kerjakan. Pertimbangkan faktor-faktor berikut saat membuat keputusan Anda:

• Bentuk Papan: Bentuk PCB yang termasuk dalam array memainkan peran besar dalam metode panelisasi. Untuk papan persegi atau persegi panjang, V-scoring berfungsi dengan baik. Tab routing lebih sesuai saat bekerja dengan bentuk yang tidak biasa.
• Komponen Tepi: Jika PCB Anda bergantung pada keberadaan komponen yang menjalar ke tepi, atau komponen yang ditempatkan dekat tepi, beberapa variasi tab-routing mungkin lebih sesuai daripada V-scoring. Pastikan saja bahwa tab tidak terletak dekat komponen tepi ini.
• Kualitas Tepi: Jika kualitas tepi memainkan faktor, tab-routing mungkin lebih disukai daripada V-scoring. Meskipun proses ini menghasilkan sisa laminasi kecil yang kasar, ini dapat dengan mudah digosok, dan tepi yang tersisa halus dari proses routing. Di sisi lain, V-scoring menghasilkan tepi yang kasar di sekelilingnya, yang mungkin memerlukan lebih banyak penggosokan jika tepi halus diperlukan.
• Biaya Waktu: Tab routing cenderung memerlukan lebih banyak waktu dan tenaga kerja untuk diatur, karena mereka memerlukan banyak waktu di router. Di sisi lain, V-scoring memerlukan waktu yang jauh lebih sedikit di bawah mesin.
• Buangan: Jika buangan material menjadi perhatian, V-scoring memberikan manfaat terbesar. Metode ini membuang jauh lebih sedikit material daripada tab-routing, yang berarti biaya keseluruhan yang jauh lebih rendah per papan.

Penting juga untuk dipertimbangkan bahwa metode Tab Routing dan V-scoring tidak saling eksklusif. Metode ini dapat digunakan secara kombinasi dalam kondisi tertentu. Misalnya, tab routing dapat digunakan untuk tepi PCB yang memiliki komponen dekat atau menjalar di atas tepi, sementara V-scoring dapat digunakan pada tepi lainnya.

Pilih MCL untuk Proyek Panelisasi Anda

Desain array PCB memiliki dampak besar terhadap keberhasilan atau kegagalan komponen individual dan biaya keseluruhan proyek. Ini membuat pertimbangan desain array PCB yang dijelaskan di atas sangat penting. Meskipun jarang merupakan serangkaian pedoman yang komprehensif atau konkret, aturan-aturan ini memberikan dasar yang baik untuk desain array PCB Anda. Bahkan lebih penting bagi keberhasilan desain Anda, namun, adalah memilih layanan panelisasi PCB yang tepat untuk pekerjaan. Itulah tempat MCL dapat membantu.

MCL adalah salah satu penyedia PCB yang paling berpengalaman dan kompeten di Amerika Serikat, dengan lebih dari 10 tahun pengalaman. Jika Anda lebih suka, MCL dapat mengurus semua panelisasi yang Anda butuhkan untuk proyek Anda.

Di MCL, kami secara konsisten menyediakan produk unggul tepat waktu dan mendukung pelanggan kami dengan layanan teknis berkualitas tinggi untuk setiap proyek. Kami bangga menjadi penyedia komprehensif, menawarkan berbagai produk untuk mendukung aplikasi apa pun. Seperti yang terkait dengan layanan dukungan teknis kami, staf teknis dan manufaktur ahli kami memiliki pengetahuan dan sumber daya untuk membantu berbagai industri dengan layanan DRC, DFM dan editing untuk memastikan desain yang sukses setiap kali.

Hubungi MCL hari ini untuk membahas proyek penciptaan panel PCB berikutnya Anda, dan jangan ragu untuk menanyakan kepada kami tentang opsi harga yang menarik kami. Tim layanan pelanggan yang kami miliki siap dan menunggu untuk membantu Anda menemukan solusi terbaik untuk proyek panel PCB berikutnya Anda. Hubungi kami di (717) 558-5975 atau hubungi kami secara online.

 

Ajukan Kutipan Gratis