布局注意事项的PCB面板化指南

2021-09-01

布局注意事项的PCB面板化指南

小电路板需要遵循PCB拼板指南进行制造

早在扫描仪、激光打印机和复印机使文档复制变得容易之前，就必须手动复制文档。然后，在 1803 年，测谎复印机——一种机械模仿使用钢笔和墨水在第二份文件上书写内容的系统——获得了专利。发明人意识到，如果您只需编写一份文件就可以制作出两份文档，那么您的工作效率就会提高一倍。 

印刷电路板的制造面板通过同时创建电路板的多个副本来实现与早期测谎复印机相同的原理。然而，使用制造面板进行制造和组装还有许多其他好处。为了确保最大限度地发挥这些面板的优势，PCB设计人员需要了解如何最好地布局电路板设计。以下是一些可以提供帮助的PCB面板化指南。

用于 PCB生产的制造面板

印刷电路板制造面板旨在帮助自动化制造和组装过程。面板将具有与电路板相同的材料和板层堆叠配置，其尺寸和形状将根据构建电路板所需的不同制造工艺进行调整。尽管 18 X 24 英寸是许多面板的标准尺寸，但它们可以根据它们所包含的PCB的需要制成不同的尺寸。

面板本身将包含一个或多个印刷电路板设计实例。板子越小，面板内可以放置的实例越多，制造商会安排图像以充分利用空间。以下是使用面板进行PCB制造的其他一些好处：

小板可能难以处理；对它们进行镶板可以提高制造效率并减少缺陷。

与改变制造工艺以接受较小的板相比，镶板是一种更具成本效益的生产方法。

面板可以包含必要的基准点、对齐孔和其他制造生物要求，而不是将它们安装到较小的板上。

在面板中一次构建多个板可降低整体制造成本。

在面板中构建印刷电路板通常是最好的选择，您的制造商将能够准确地向您展示它将如何使您的特定项目受益。但是，布局设计人员需要注意一些与面板相关的问题：

在制造完成后，电路板最终必须从其面板上移除或去面板。制造商将在面板设计中加入特殊功能，以促进这种去面板化。布局设计师必须了解这些功能的要求，并在PCB设计中提供必要的间隙，以防止损坏组件和电路。

电路板设计人员还需要为其他面板要求提供间隙。这些包括组件可以在电路板侧面伸出多远，如下图所示，或者是否需要添加加强筋。如果在布局中没有做到这一点，那么面板设计师将不得不解决这些问题，从而增加他们流程的时间和复杂性。

所述PCB布局需要根据将如何在面板被布局制造进行优化。例如，SMT 组件必须按特定方向对齐才能进行波峰焊接。为了保持这种首选的组件对齐，面板设计者可能会被限制在面板内最有效的电路板布置。

接下来，我们将更深入地了解添加到面板以帮助对电路板进行去面板化的特殊功能。

一些组件延伸到板的边缘，必须在面板中考虑

揭秘去面板化

合同制造商通常为印刷电路板设计创建制造面板。这些人一直在制造面板，并且最熟悉他们的制造流程和制造合作伙伴的流程。创建面板数据库后，其数据将发送到制造商以构建原始电路板。在这里，面板通过为设备提供更多材料来引导、固定和以其他方式工作，从而帮助制造过程。

原始板完成后，它们将被送回 PCB CM，后者将部件组装到板上，同时仍处于面板中。此时，单个 PCB必须与其面板分离，制造商将依靠面板中设计的一些特殊功能来帮助此过程。通过沿着称为“V 型槽”的预切通道切割，或通过移除将预先布线的电路板固定到位的小断开标签，电路板从面板上断开。

Tab-Routing 或 Breakout 选项卡

对于使用断接片的面板，使用路由器在面板中的电路板轮廓周围铣削，但战略性放置的突片除外，这些突片被断开以对电路板进行分板。当电路板具有复杂的形状或悬垂的组件（如连接器）时，分接片提供比 V 型槽更大的灵活性。每个标签通常钻有三到五个小孔。这些孔的直径为 0.020 英寸，间距为 0.030 英寸。它们可以更容易地打破标签以对板进行分板。

V型槽

对于具有长而直的侧面且没有悬垂部分的电路板，使用 V 型槽面板化。在板的顶部和底部，三角锯用于切割板材料的大约三分之一，留下一条薄薄的材料带将板固定在面板中。板子拆开后，用简单的工具就可以分离出来。如下图所示，在面板中切割 V 形槽比创建断接片要快得多。将电路板穿过锯只需要很少的时间，并且 V 形槽比将电路板布线用于断开标签占用的空间要少得多。

现在我们已经探索了PCB制造面板的不同方面，让我们来看看PCB设计人员需要了解的一些布局指南，以便成功进行面板化。

一块带有 V 型槽的电路板面板，以方便拆板

PCB拼板布局指南

制造过程中的目标是减少生产过程中的劳动力、材料和出错机会，同时提高最终产品的精度和质量。在PCB制造中也是如此，为了帮助实现这一目标，PCB设计人员需要了解他们的布局决策将如何影响面板及其制造。例如，改变电路板的形状或减小其尺寸可能有助于提高面板的制造效率。PCB拼板指南的另一个示例是可能使用相同的层堆叠配置设计其他系统板，以便不同的板可以拼装在一起。对于形状不同寻常的大型电路板，在同一面板上包含较小尺寸的电路板有助于降低制造成本。

PCB布局的面板要求的最关键领域是观察间隙。电路和组件的敏感区域需要远离电路板边缘，以在分板过程中保护它们。此外，断接片和 V 形槽都有必须保持的独特间隙。提醒一下，这些只是PCB面板化指南；您应该使用 PCB CM 确认实际间隙，因为它们往往因制造商而异。

突破标签：

为防止电路板破裂时碎片造成任何损坏，组件应与标签保持至少 0.125 英寸的距离。较高的组件，如电解电容器，应与标签保持 0.250 英寸的距离。

虽然铜迹线和平面可以非常靠近电路板的边缘（0.005 英寸），但它们应该远离标签所在位置 0.125 英寸。

确保有足够的空间容纳制造操作期间支撑电路板所需的标签数量。

注意电路板上电路的敏感区域，这些区域可能更容易受到分线片施加在电路板上的压力的影响。

V 型槽：

如果要使用 V 型槽切割，请将组件与板边缘保持 0.050 的距离。

较高的组件应与电路板边缘保持 0.125 英寸的距离，以避免受到切割工具的干扰。

还应为具有大焊盘的组件留出更多间隙，以避免在分板过程中其焊点出现应力断裂。

铜走线和平面应远离板边缘 0.020 英寸。

每个制造商的面板要求可能略有不同，这些间隙值应与您自己的PCB CM 核对。以下是 PCB布局期间需要考虑的其他一些面板细节：

在设置板边间隙之前，请务必了解将使用什么分板方法（断接片或 V 型槽）。

找出波峰焊板在面板中的排列方式，以根据波峰相应地放置 SMT 分立元件。

确保在图纸中指定悬垂组件轮廓，以便制造商相应地创建面板。

大型组件可能会导致面板的重量不平衡，尤其是在它们集中的情况下。这些可能会迫使制造商使用加强筋或其他面板支撑设备，这可能需要在您的布局中放置元件放置禁区。

如果足够大，薄电路板也可能在面板中下垂。这也可能需要支架或托盘在制造过程中支撑电路板，这反过来可能会影响您的组件放置。

最终，最好的建议是与您的合同制造商合作，以确保您设计的电路板完全可制造。您的布局中还有其他可制造性领域也需要观察，幸运的是，您的设计工具可以为这些领域提供很大帮助。

在 Cadence 的 Allegro PCB编辑器中设置装配封装间距规则的设计

有助于制造的PCB布局功能

正如我们所见，间隙对于创建良好的PCB制造面板非常重要。然而，这些间隙对于整个电路板的可制造性至关重要。这是高级PCB设计工具可以帮助设计规则和约束系统等功能的地方，以在整个设计过程中保持您的间隙正确。正如您在上面看到的，Cadence 的 Allegro PCB编辑器中的约束管理器可以轻松设置为管理组件到组件的间隙。此外，可以创建组件类，使您的工作变得更加轻松。

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