?
深圳電路板拼板就是把幾個(gè)PCB單元板采用各種可能的連接方式組合在一起，如下圖所示。通常情況下，硬件設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)一塊PCB時(shí)，他考慮的是電氣信號(hào)和線路板上元件的排布，關(guān)注的是產(chǎn)品的功能問題。而對(duì)于PCB的制造及組裝方面就考慮較少。要實(shí)現(xiàn)PCB的制造順利，特別是SMT組裝方面，就需要特別關(guān)注PCB深圳電路板的拼板設(shè)計(jì)。
?
?
一、深圳電路板拼板的目的和意義
提高SMT組裝效率，一個(gè)拼板包含的單板數(shù)量越多， 單個(gè)PCB在軌道傳輸運(yùn)行的平均時(shí)間就越少，貼裝設(shè)備的利用率越高，就可以大大提高SMT的生產(chǎn)效率。
?
提高SMT生產(chǎn)品質(zhì)，防止在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)不良問題。PCB上元件的分布密度大，部分元件如板邊連接器的外形輪廓可能超出PCB邊緣，在回流焊接或波峰焊接完成前，這些元件都是可移動(dòng)的，所以需要有額外的工藝邊增加整個(gè)PCB拼板面積，防止這些板邊元件受到外部因素的影響而降低組裝質(zhì)量。
?
方便操作，防止損傷。拼板的設(shè)計(jì)也是為了方便產(chǎn)線的操作，一個(gè)PCB的組裝完成需要經(jīng)歷很多步驟，將PCB成品或半成品放入周轉(zhuǎn)箱，周轉(zhuǎn)架進(jìn)行傳遞、存放、貯存、運(yùn)輸?shù)?。這些操作過程中都需要特定的工藝邊，防止PCB板上的元件損傷。
?
?
二、深圳電路板拼板設(shè)計(jì)規(guī)則
?
?不管什么樣的PCB，通常都需要采用拼板結(jié)構(gòu)。只是拼板的設(shè)計(jì)方式很多，有時(shí)很難確定采用何種拼板方式、拼板數(shù)量，需要綜合考慮多方面因素。
?
拼板類型
?
PCB拼板一般有兩種方式（如上圖），ABAB或AAAA。不能簡單籠統(tǒng)地說哪一種拼板形式好，這需要考慮板上的元件密度和分布狀況以及設(shè)備配置狀況來確定，兩種拼板形式都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。
?
1. ABAB?，俗稱鴛鴦板或陰陽板或正反拼板設(shè)計(jì)，這種板的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是拼板兩面的元件分布是對(duì)稱的，完全一樣。這樣的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)就是設(shè)備配置簡單容易，生產(chǎn)前的準(zhǔn)備操作簡單易行，所有的SMT組裝只需要一次準(zhǔn)備就好了：一張鋼網(wǎng)，一套貼片程序，SPI檢查程序，回流焊接溫度曲線等。但是，對(duì)于PCB兩面元件分布密度差異較大的產(chǎn)品來說，這可能會(huì)導(dǎo)致另外的問題。有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可能大部分元件集中在PCB的一面上，而另一面只有較少的、簡單封裝的元件，這種ABAB拼板方式就不太好了。這種設(shè)計(jì)有時(shí)會(huì)導(dǎo)致一些細(xì)間距元件的印刷、貼裝問題。如果板上有大質(zhì)量元件，有時(shí)也會(huì)帶來二次回流時(shí)元件掉落風(fēng)險(xiǎn)。最后，對(duì)于大批量的生產(chǎn)，這種拼板導(dǎo)致設(shè)備的利用率不會(huì)太高。
?
2. AAAA/BBBB，這種非陰陰板設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)其板上元件的分布特點(diǎn)：大小，密集程度合理安排設(shè)備配置，生產(chǎn)流程，提高設(shè)備利用率。也因?yàn)橄嗤Y(jié)構(gòu)的元件處于拼板同一側(cè)，所以可以合理安排生產(chǎn)流程，如避免密間距元件的印刷短路或高外形、大質(zhì)量元件在二次回流時(shí)的掉件問題。這種拼板形式的不足的地方，主要是拼板的兩個(gè)面的生產(chǎn)和組裝是完全不一樣的，與ABAB相反，所有的準(zhǔn)備如鋼網(wǎng)，SPI檢查程序、貼裝程序、AOI檢查、回流溫度曲線等，正反兩面是不同的，甚至生產(chǎn)線也需要準(zhǔn)備兩條，這不適用于小批量多型號(hào)的產(chǎn)品。當(dāng)然，對(duì)于大批量，如果產(chǎn)線配置緊張也不建議作為首選設(shè)計(jì)。特別是在NPI階段，給生產(chǎn)計(jì)劃安排帶來困擾。
?
3. 有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)多種類型的板拼接在一個(gè)拼板內(nèi)，這也是有可能的，如下圖所示。如果產(chǎn)品內(nèi)部含有多塊PCB，而且這些板內(nèi)部信號(hào)層分布相似就可以考慮采用此種設(shè)計(jì)。
?
深圳電路板拼板單元板數(shù)量
?
1.一個(gè)拼板內(nèi)應(yīng)該包括多少個(gè)單元板，這個(gè)數(shù)量問題需要根據(jù)實(shí)際情況來確定，原則上，數(shù)量越多越好，數(shù)量越多，單個(gè)PCB在軌道上傳輸損耗的時(shí)間就越少，設(shè)備的利用率越高；同時(shí)，拼板數(shù)量越多，PCB制造所用的材料利用率也越高，成本也就相應(yīng)降下來了。當(dāng)然這也是有一個(gè)限度，有時(shí)隨著拼板數(shù)量的增加，單元板的材料成本反而會(huì)上升，這主要是由于深圳電路板制造廠家的設(shè)備能力限制了。具體一個(gè)拼板需要包含多少個(gè)單元板，這可能需要從以下幾個(gè)方面來考慮：
?
1. 設(shè)備的能力，設(shè)備能夠生產(chǎn)制造（印刷或貼裝）的最大PCB尺寸。在這個(gè)最大容許尺寸范圍內(nèi)，包含多少個(gè)單元板都是可以的。
?
2. PCB厚度，如果PCB板厚度較小，這就需要考慮回流或波峰時(shí)整個(gè)板的變形了，所以，拼板尺寸也就需要考慮減小PCB的變形對(duì)組裝質(zhì)量的影響。
?
3. 是否夾具輔助生產(chǎn)，對(duì)于厚度較小的PCB，如果有夾具輔助生產(chǎn)，其拼板尺寸也可以放寬要求，但這可能會(huì)涉及成本增長問題了。
?
4. 生產(chǎn)操作是否容易，尺寸太大可能帶來操作安全問題，這也是需要考慮的問題。
?
連接點(diǎn)形狀&尺寸
?
拼板內(nèi)部單元板之間，單元板和工藝邊之間需要設(shè)計(jì)一個(gè)適當(dāng)?shù)倪B接，既能保證生產(chǎn)過程中有足夠的強(qiáng)度支撐，又需要考慮組裝完成后，切除工藝邊和連接點(diǎn)操作簡單容易，而且不會(huì)造成其它的質(zhì)量問題。
?
連接點(diǎn)的設(shè)計(jì)，?一般主要有三種形式（如下圖）：V-Scoring，郵票孔及常規(guī)連接。究竟采用哪一種方式，主要根據(jù)自己的設(shè)備生產(chǎn)能力確定：如果沒有自動(dòng)分板設(shè)備，而僅是采用手動(dòng)分板，就可以考慮采用V-Scoring或郵票孔連接方式；如果采用機(jī)械設(shè)備分板工藝，采用任何一種設(shè)計(jì)都是可以的。
?
1. V-Scoring設(shè)計(jì)：通常這個(gè)角度保持為30°，45°或60°，切口中心保留厚度一般為0.5mm，這可以根據(jù)實(shí)際情況去修整。如果拼板外形大，而且板上的元件重，擔(dān)心工藝邊斷裂而影響生產(chǎn)，這個(gè)厚度可適當(dāng)增加。反之，如果沒有這些擔(dān)心，反而分板毛刺偏大影響裝配，這個(gè)厚度也可以適當(dāng)減小。
?
2. 郵票孔的設(shè)計(jì)尺寸可參照下圖，孔徑和孔距設(shè)計(jì)原則也V-Scoring一樣，一般用于手工分板設(shè)計(jì)，需要考慮生產(chǎn)組裝過程中足夠強(qiáng)度也需要考慮分板簡單易行。
?
3. 普通連接設(shè)計(jì)一般說來沒有強(qiáng)度方面的顧慮，只需要考慮后續(xù)的分板問題，這種連接需要采用機(jī)械設(shè)備輔助分析，如Punch、?Router等。建議尺寸如下圖所示，主要需要考慮后續(xù)分板的效率問題。
?
?
?
深圳電路板拼板其它設(shè)計(jì)規(guī)則：
?
在拼板內(nèi)每個(gè)單元板之間保留 1.6mm 或?2.4mm的間隔以有利于Router或Punch分板，如果采用小于1.6mm的寬度，需要考慮設(shè)備是否適用于這類小間隙。
?
?
2. 在拼板的四角上，設(shè)計(jì)不需要鍍層的工具孔，整個(gè)拼板要保證最少兩個(gè)孔，孔的尺寸 3.05±0.05mm?？椎闹行膽?yīng)該定位在PCB角落，X、Y方向各5mm的位置。
?
3. 拼板的四角上應(yīng)該設(shè)計(jì)5mm半徑的圓角或倒角，以防止在軌道傳輸帶上卡板。
?
?
4. 拼板設(shè)計(jì)必須保證基準(zhǔn)點(diǎn)邊緣（包括綠油開孔）距離拼板邊緣至少5mm的距離。正反兩面基準(zhǔn)點(diǎn)不要對(duì)稱放置，這樣可以通過設(shè)備自身的識(shí)別功能防止PCB反向進(jìn)入機(jī)器。
?
5. 可在拼板邊緣設(shè)計(jì)一處方向標(biāo)識(shí)，如下圖邊緣處的半圓形孔，以防止生產(chǎn)時(shí)，PCB方向錯(cuò)誤。
?
?6.PCB拼板的最大外形公差要求控制在0.05mm范圍內(nèi)。
?
7.?完成拼板設(shè)計(jì)所需要資料
???如果想要設(shè)計(jì)一個(gè)好的拼板圖，必須要有足夠的信息支撐，否則就可能因?yàn)槠窗逶O(shè)計(jì)不合理造成后續(xù)的SMT組裝或分板質(zhì)量問題。要完成一個(gè)合格的拼板設(shè)計(jì)，通常需要下面的數(shù)據(jù)信息支持。
Gerber文件，包含PCB元件分布，考慮拼板間隔及連接點(diǎn)放置位置；
PCB外形輪廓圖，了解PCB的外形尺寸規(guī)格；
大型元件，特別是板邊元件的規(guī)格書，需要設(shè)計(jì)拼板間隔，避位等。
?
4. 拼板設(shè)計(jì)不良對(duì)生產(chǎn)的影響
? ? ? 在實(shí)際工作中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦鞣N各樣的原因，存在一些拼板設(shè)計(jì)問題，這些問題可能導(dǎo)致生產(chǎn)不能正常進(jìn)行、分板困難等。
?
沒有避位設(shè)計(jì)，板邊的元件不能正常裝；
?
單元板之間的距離太小，造成模具制造困難或刀具容易損壞；
?
工藝邊太窄，軌道傳輸時(shí)時(shí)，靠近板邊的錫膏或元件被抹除；
?
拼板尺寸過大，高溫變形而導(dǎo)致焊接不良；
?
工藝邊不足或連接點(diǎn)偏少，導(dǎo)致拼板剛性不足而影響生產(chǎn)。
?
?總結(jié)
?
?以上主要是討論深圳電路板的拼板設(shè)計(jì)要求，對(duì)于柔性FPC，可能因?yàn)樯a(chǎn)方式的不同，而拼板方面的要求也會(huì)不同。不管怎么樣，拼板的設(shè)計(jì)都是為了滿足SMT的組裝要求和安全操作，組裝完成后還是要回歸到單板成品組裝的，所以不管硬板還是軟板，拼板設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮其組裝強(qiáng)度要求，也要考慮生產(chǎn)完成后的分板要求，能夠滿足這兩點(diǎn)，就是一個(gè)好的拼板設(shè)計(jì)了。
?
相關(guān)鏈接: http://newsker.cn/Technology.html
?
更多資訊請(qǐng)關(guān)注下方微信或點(diǎn)擊網(wǎng)址
?
newsker.cn
?
?
?
?