干貨|被老鼠咬過的電路板

??老鼠小巧玲瓏,任何東西一旦被它們咬了就會留下它們那細小的牙印作為證據。在你的電路板上,有時也會發現這些細細的牙印。不過不用害怕,這些牙印并不意味著你可能會感染上老鼠傳播的病菌。

??實際上,這些細小的孔可以幫助你把電路板從整張生產板上進行分離??锥吹奈恢煤统叽绶浅>_。當然,看起來的確與你在那些鼠咬物品上所留下的鼠牙印很像。

??因此,你不必去準備奶酪和老鼠夾子去誘捕那些四處亂竄的老鼠,本文所討論的PCB板上的鼠牙印與真實老鼠沒有半毛錢的關系,相反,我們將關注PCB鼠牙孔洞、相應的尺寸,確保你更加深入了解PCB生產工藝以及電路板。

干貨|被老鼠咬過的電路板的圖1
▲ 圖1 小老鼠

01 是鼠牙洞?

??路板上的鼠牙洞(Mouse bite) 是PCB制作板的一部分,用于將小型PCB進行匯總便于生產過程。除此之外,有的人使用鼠牙印來描述刻畫PCB上的敷銅被過度腐蝕的現象(刻蝕缺口)。本文中的鼠牙印不是這個意思。

??PCB生產商利用CAM軟件將PCB電路板組合擺放成一大張生產板。為了能夠在后期制作工藝中對生產板固定,組裝和制作者需要PCB電路之外提供額外板材空間,對于小型電路板尤為重要。

??通常情況下,生產工藝中的板材具有統一的尺寸,所以你可以在一張標準板材上鋪設多個PCB電路板圖個體。這不僅使得生產過程變得容易,更重要的是降低了制作成本,生產多塊的制作成本與一塊相同。

干貨|被老鼠咬過的電路板的圖2
▲ 圖1.1 生產PCB拼接板

??一旦制作完成,就像之前你將它們匯總成一大張版圖,你需要再重新將它們進行分離,這個過程稱為depanelization(分割面板)過程。分割面板可以使用V-型溝槽、預先刻痕線或者直接切割。你需要在分隔板的邊緣預先將這些溝槽刻痕進行制作,便于將它們進行分離,或者將電路板與固定邊緣板材進行分割。這些用于生產過程固定的板材邊緣,被稱為“breakout tabs”。

??為了便于分離,通常也會使用密集的小孔排成一條線。當電路板從固定邊緣折斷之后,就會留下密集的鼠牙印。你可以后期對他們進行打磨光滑。

02 置與尺寸

??于分離的小洞各式各樣,然而大部分生產商都是用五個緊排的小洞用于板材分離。分離小洞的直徑在0.5mm(0.020inch)。至于間距,大都在0.76mm(0.03inch)。

??PCB板上分離孔洞的所占的空間與尺寸顯得隨機,這減少了在分離之后的清理工作。越小的孔洞分離后清理越容易,但在加工中需要更多的鉆孔過程,同時也會節省更多的材料。

??如果分離孔直徑過大,則分離后清理邊緣困難。分離孔在PCB板上的位置也很重要,一個重要的原則就是它們盡可能靠近PCB邊緣,分離后浪費的PCB板材就會很少。

干貨|被老鼠咬過的電路板的圖3
▲ 圖2.1 四個一張的PCB板

◎ 固定邊界放置條件

??在計劃電路板周圍放置固定邊界是需要考慮以下要素:

  • 為了防止銑刀被磨損、過度使用、節省時間,在電路板周圍不要防止過多的固定邊界;
  • 固定邊界需要足夠多,能夠支撐電路完成整個生產工藝過程;
  • 固定邊界距離電路板上最近的元器件至少預留0.125英寸(3.2mm)的間隔;
  • 不要將固定邊界放置距離線路或者敏感器件周圍,這將會導致這些位置在分離的過程中遭受更多的應力;

??將固定邊界剝離過程產生應用對電路造成的危害有可能不會立即被發現,有時會造成電路間歇性故障,使得排查過程異常困難。這就是為何需要將固定邊界遠離電路板,以提高電路成品率。

??當然,如果固定邊界放置過少,以至于無法支撐電路板完成制作過程全流程。由于電路板的彎曲變形會導致產生組裝過程不可靠。此時,制作PCB的經驗知識就會派上用場了。

03 PCB上V型溝槽

??了用于分割電路板,往往需要在電路板上通過銑刀刻畫出V型溝槽,也就是在PCB板厚度方向上切掉一些材料,保留少部分將電路板連接在一起。在生產的最后環節,通過銑刀在PCB上銑出V型溝槽輪廓,然后將它們從生產電路板上切割下來??梢酝ㄟ^專用的V型刻刀來完成。下面是一些關于V型溝槽的一些準則:

干貨|被老鼠咬過的電路板的圖4
▲ 圖3.1 PCB上的V型溝槽

◎ 放置V型溝槽準則

  • 確保電路板之間空隙為0mm,也就是每塊電路板之間是直接相連,沒有空余電路板需要去除;
  • 在V型溝中心線與電路板外輪廓需要保持有0.35mm距離;
  • V型溝槽需要呈現直線,呈現垂直或者水平直線;
  • 刻畫V型溝槽的PCCB的尺寸至少需要有75mm×75mm,最大不超過450mm×1245mm;
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▲ 圖3.1.1 電路板上的V型溝槽制作過程

04 離電路板

??常情況下,對于集成在一張PCB面板上的各個電路板進行分離的方法通常有以下三種類型:

◎ 標簽卡

??這種情況下,一些不需要的PCB部分需要預先從電路上切除,僅僅留下分離孔洞來連接各個子電路板。它們相互連接可以使用后續生成方便,也很容易手工將它們相互掰開。

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▲ 圖4.1.1 電路板邊緣的分離孔洞

◎ V型槽

??這是最常見的分離電路板的方法。在每個獨立的電路板周圍銑出V型溝槽。對于厚的電路板,溝槽深度達到電路板厚度的三分之一。通常在電路板上面和下面都對稱進行刻畫溝槽。

◎ 直接切割

??這種情況下,整張電路板上的各個子模塊之間沒有鼠牙洞,或者V型溝槽。那么怎么分離電路板呢?往往采用兩種辦法:

  • 對于厚度小于1mm的電路板,可以采用激光切割的方式。這種方式成本高,切割過程也會產生震動和灰塵。
  • 采用彎弓刀具或者旋轉刀具進行切割,這種加工工藝便宜,效率不是很高。

??相比前面兩種,這種采用切割的方式現在很少使用了。

??對于大多數應用來說,采用標簽卡、V型溝槽來分割正常生產板上的各個子電路板是最常用的。對于PCB設計者來講需要懂得對于他的應用來講,哪一種方法更好,然后在確定如何將電路板匯總成正常生產板來保證分離過程比較容易,并且有著高的支撐強度。

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▲ 圖4.3.1 電路板上的分離孔洞

05 簽卡與V型槽

??電路板產生過程中如何選擇采用標簽卡式還是V型槽式來分離電路板呢。下面是一些考慮的因素:

◎ 邊緣器件

??在設計使用標簽卡式分離方案時,需要考慮到分離點不要距離電路板邊緣器件距離太近。通過改變位置來避免這種情況。使用V型槽則只要保證分離溝槽距離電路板最外邊的元器件不要太近即可。

◎ 電路板形狀

??如果電路板形狀是規整的長方形,使用V型溝槽的分離方案比較適合。當電路板形狀是不規則的時候,則利用標簽式,即使用鼠牙洞來分離電路板更好。

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▲ 圖5.2.1 電路板分離孔洞

◎ 時間因素

??使用標簽卡式的分立方案加工時間長,而V型溝槽則加工時間短。

◎ 邊緣質量

??如果你對于分離完之后電路板的邊緣質量要求高的話,則使用標簽卡式為好。分離完之后,僅僅在電路板邊緣局部會剩下小的鼠牙印,使用砂紙局部打磨便可以取出。而通過V型槽分離的電路板,整個邊緣都顯得比較粗糙,需要更多的后期打磨才能夠改善電路板邊緣質量。

◎ 材料利用率

??V型槽分分離方案對于PCB板材的利用率最高。標簽卡則會浪費一定的PCB板,從而會使得PCB制作成本上升。

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