Возможно ли за один проход сделать надрезку панели, провести депанелизацию и сделать разъем на краю платы? Существуют ли какие-нибудь методики и прецеденты такого процесса? Каковы скрытые проблемы и риски?В первую очередь следует обращать внимание на компоновку и дизайн самой платы, на то, какие компоненты расположены на ее краях (особенно хрупкие керамические конденсаторы), где находятся отверстия, площадки и т.д.
Что касается самой надрезки, усилий, прикладываемык к фрезе или «ножу для пиццы» (pizza cutter), то они должны быть номинальны. Сами платы и процесс описаны в спецификации IPC-782.
При депанелизации стоит обращать внимание на целостность паяных соединений. Нельзя допускать растрескиваний. Надежность паяных соединений должны проверяться на заводе-изготовителе.
Комментарии
Стандарта IPC-782 больше не существует. В 2005 году он был заменен IPC-7351. Кроме того, создание скошенных кромок для краевых разъемов платы обычно выполняется в цехе по производству плат. Они могут выполнить правильное, контролируемое скашивание фасок. Следует избегать любых механических операций на краях панели, за исключением, возможно, депанелизации с помощью «резака для пиццы». Но при этом также достигается минимальная нагрузка на компоненты.
Frank, PIEK
Вам следует проверить характеристики ответного разъема. Краевые разъемы обычно имеют скос, необходимый для надежной вставки разъема. Разделение панелей V-Score также может привести к тому, что на краях останется много случайных волокон текстуры, поэтому оцените, является ли это проблемой. Что касается покрытия, вам, вероятно, удастся обойтись ENIG, если ожидаемый срок службы разъема небольшой.
Don Adams, Bose
Есть одна оговорка: необходимо учитывать ESD (антистатическую защиту устройства). Во время любого фрезерного процесса могут создаваться огромные трибоэлектрические заряды (tribolectric effect). Это единственная причина, по которой почти вся трассировка и надрезка выполняются на уровне печатной платы, до сборки и оплавления чувствительных деталей, а разделение — после. Однако в определенных ситуациях это полезно, если все сделано правильно, используя ионизатор, хорошо заземленный фрезер и рабочий стол/приспособление внутри машины. Также помогает определенная форма контроля влажности внутри машины (от 40 до 55%) и другие методы снижения влажности.
Гораздо лучший вариант — проанализировать дизайн печатной платы, чтобы получить комбинацию надрезанных кромок, маршрутов и минимизировать как стоимость разделения, так и напряжение, деформацию и накопление заряда, которое может привести к скрытому повреждению.
Планируйте расположение поверхностных керамических чипов и резисторов, BGA, стеклянных диодов и других деталей без выводов вдали от краев разреза, а компоненты в корпусах SOIC, QFP и т.д. с соответствующими выводами размещайте вдоль длинных кромок, обеспечивая при этом не менее 0.1 дюйма от надрезанных краев, чтобы колесо резака не повредило их. На этом примере можно увидеть, что немного размышлений в процессе проектирования и компоновки легко окупится, когда дело доходит до автоматического разделения панелей и устранения нагрузок. Хорошая программа обучения такой простой вещи, как депанелирование, часто упускается из виду.
И еще: IPC-TM-650 — это бесплатная библиотека методов испытаний, и деформацию разделения панелей можно измерить с помощью описанных там тензорезисторных методов, включая источники для всего оборудования. Вы действительно можете протестировать свои проекты во время разработки, и это на самом деле совсем не дорого по сравнению с предложением переделки/утилизации сотен или тысяч треснувших плат, дефекты которых остались незамеченными при визуальном осмотре и тестировании, а затем вышли из строя в полевых условиях.
Richard Stadem, Analog Technologies Corp.
Использование «ножей для пиццы» может вызвать ненужные нагрузки, поэтому мы рекомендуем полуавтоматическую машину для разделения панелей. Мы предлагаем модели, которые позволяют резать доски с V-образной насечкой, используя фрезы и пильные полотна на одном станке без необходимости переналадки.
Tom Herndon, SCHUNK Electronic Solutions
Как контрактные производители электроники, мы работаем с широким спектром печатных плат, и нам часто приходится разделять платы на панелях, не причиняя им вреда. Поскольку размер платы продолжает уменьшаться, а плотность компонентов — увеличиваться, для нас становится все более важным иметь возможность увеличивать наши производственные мощности для таких процессов. Мы установили UV-лазер Hylax Technology мощностью 20 Вт и CO2-лазер Epilog Fusion M2 40 мощностью 75 Вт, которые позволяют нам разделять панели с печатными платами автоматически, не нагружая сами платы и не вызывая повреждений или скрытых сбоев.
Steve Kelly, Z-Axis
Ответ на вопрос – да, такие методики существуют. Нож для пиццы для разделения панелей с насечками может сработать, но лучше подумать: «Какая нагрузка возникает на моей плате во время депанелизации?»
Стоимость ремонта собранной печатной платы считается в 10 раз большей, чем стоимость ремонта голой печатной платы. Современные бессвинцовые сплавы и сверхтонкие компоненты усугубляют проблемы ограничения механических напряжений из-за того, что они менее пластичны и устойчивы к таким повреждениям.
Испытания на деформацию, которые мы провели, сравнивая устройства «в стиле пиццы» с фрезерными устройствами, показали, что механическое напряжение в первом случае более чем в 10 раз выше, чем при более контролируемом процессе фрезерования, при котором детали механически закрепляются на фрезерном станке, при этом каждая цепь вырезается с точностью до 0,005″, предотвращая любые возможные ошибки оператора.
При использовании маршрутизатора плат отдельные платы массива не подвергаются чрезмерному напряжению и вибрации. Кроме того, с помощью управления Servo Z платы с выступающими компонентами и деталями вблизи края можно отделять без специальных приспособлений или дополнительных операций. Фрезерованная плата оставляет гладкий край без неровностей, который не требует каких-либо дополнительных ручных операций или манипуляций.
Patty Chonis, A-Tek Systems Group
Всегда есть страшилки. При использовании фрез V-Score простейшее оборудование — это открытая фреза с короткой направляющей, где диск зафиксирован (и вращается), а оператор перемещает саму панель. Это означает, что оператор и регулировка машины точно контролируют место разреза, но требуется некоторый навык.
Если вы хотите улучшить свои шансы, используйте машину V-Score, которая позволяет фиксировать панель на станке. Эти типы резаков V-Score имеют подвижное режущее колесо на салазках и убирают ответственность за центровку от оператора, обеспечивая более низкий уровень дефектов и улучшенное качество резки.
Bruce Webster, Iridium Communications, USA
Подробнее в статье. Еще статьи по теме монтажа и изготовления печатных плат: