実装に向けて面付けの最適化について

すべてのプリント回路基板形とサイズに合えるように、パネルレイアウトを構築する際に、基板設計者がさまざまな課題を抱えています。問題の範囲を説明するために、具体的な案件に基づいて、面付けに注意しべき点をご紹介させていただきます。

一、自動組立における面付けの役割

面付けには複数の利点があって、場合によっては自動組立の必要があります。例えば、小サイズの機械に達するには、または取扱を容易にするために、複数のサブ基板を接続して面付けする必要であります。すこし困難なように見えても、生産回数は下がられ、組立時間が大幅に短縮されます。

ポイント1:自動組立の場合、は機械間の移動を可能にするため、四辺余白付が必要です。(捨て基板 OR マージン )

これらの捨て基板がなければ、実際に生産する時、機械は基板を正しく位置にすることは困難になります。また、これらのマージンにより、組立中に個々の基板のすべての部品に両側からアクセスできることを確保します。

個々の基板のサイズと形状を除いて、部品のレイアウト、パネル強度、面付なしの手順、個々のPCB機能などの他の要因もよく配慮しなくてはいけません。たとえば、もしコネクタとマイクロUSBコネクタが部分的に重ねると、両方を同時に組立てることは不可能です。

この問題を回避するために、コネクタのリフロー工程は省略されました。回路基板は面付けで処理されない場合、コネクタを手で1つずつ実装するしかありません。実は、設計者はこの問題を設計段階で回避することができます。

解決策:

通常、オーバハングした部品はV-cutのラインを越えるすべきではありません。越えると、ブレードを使用する際には、オーバハングした部品は分割される恐れがあります。その原因は、部品の上面と底面に金接点があります。それはコネクタへの挿入を支持するためにきれいに配線する必要があります。したがって、単に基板を回転させて、これらのエッジに沿ってV -スコアcutをすることが不可能になります。少し創造力がある方法が必要になります。

それはできるだけ基板を引き離しながら、パネルがもっと強くなったらよいです。それで、タブを戦略的に配置してください。技術者はこれらのタブを手動で取り除く必要がありますが、オーディオジャックを1つずつはんだ付するよりもはるかに早めに仕上げできますでしょう。

二、四辺余白付を正しく位置する

もう一つのケースをご紹介いたします。下記の図1ご覧下さい。

パネルを作るために、これらの大きな六角形基板の上部と底面には余白部分を追加します。しかし、実装中にピックアップ機は正しく基板の位置を認識できず、基板をうまく実装しませんでした。

その原因は、パネルのフロントエッジにPCB材料の不足によって、実装作業を妨げるからです。更に、斜めのエッジを引き起こす可能性もあります。結果は、進行方向もある程度に間違って沿って行き、面付けが停止される恐れがあリます。これにより、ピックアップカメラが正確に基板に配置することが難しくなります。

解決策

ハンマーにまっすぐな垂直エッジを提供するために、過多の材料の断片がパネルの前端に取り付けます。そして、これからのパネル設計では、穴あきのタブを使用して接続することで、隅の材料を置き換えます。

三、適切な四辺余白付を配慮する

例:

3番目のケースでは、3×4のパネルのGrove 2-Channel SPDTリレーモジュール基板を構築します。ただし、基板に搭載する中継器は重すぎで、3×4 パネルを崩れさせてしまい、基板は中央に向かって曲がります。リフロー工程とウェーブソルダリング中、不良な接点と基板の反りを引き起こします。

ところで、ウェーブはんだ付の装置のプログラムを微調整すれば問題を軽減することができますが、品質不良率は依然として厳しくなり、結果は作り直す必要があります。

変形せずにリレーの重量に耐えられるため、パネルを2×4のレイアウトに小さめサイズにします。

これらの三つのケースは、製造のためにPCB設計を越える最も予想されない場所から生じる可能性のある問題の完全な範囲を示しています。部品のレイアウト、機器の機能からロードパネルの物理学まで、設計者はソフトウェアとハードウェアだけでなく、製造と実装も理解し、考慮する必要があります。Seeedなどのアジャイル技術者はに専門知識がたくさん蓄積しています。更に、現在は無料で実装向けの資料審査サービス提供しています。詳しくはDFAサービス-基板組立性審査までご覧下さい。

設計上の決定はコストに大きな影響を与える可能性があります。それなら、どのようにすれば良いです。完璧なガイドラインはありませんが、パネル設計を検討する際にいくつかのところに気をつけば役立ちます。

パネル設計に対するいくつのポイント:

ボードの形状:原則として、パネルはできる限り長方形で対称的である必要があリます。そうしないと、不均衡と非対称により、パネルに弱い局所が生じたり、歪みになったりします。

ボードサイズ:サイズの方、50×50mm より大きく、280×280mm 未満のパネルサイズが採用されることをお勧めします。最小限と最大限はマシンによれば異なりますが、その範囲内の寸法を維持することは、ほとんどの実装との互換性を保証し、より簡単に取り扱う基板が作れます。部品が特に重い場合、または部品間接続が苦手な場合で、小パネルの方が適してます。

四辺余白付:取り扱いを容易にし、パネルの強度を高めるために、少なくとも 2 つの反対側(できれば最も長い辺に沿って)で少なくとも 5mm の四辺余白付幅をお勧めします。一般的に、パネル基準点は、機械登録のために四辺余白付のパネルの 3 つのコーナーに加えられます。

部品の配置:部品の近くに V-cutとスタンプホール/タブを加えてないでください。面付なし中に基板にかかる応力は、部品またははんだ接点を破壊しやすい可能になりますから。特に陶製部品のような壊れやすい部品は、基板の端から 5 mm 以内に受けなければなりません。高応力を避けるように、 V-cutを使うならば、粉型のスロットは部品のそばにそのまま作ることができます。

面付なしの場合:

実装した基板をどのように分割するか、設計開始する時に対応する面付けの設計を考えて作成する必要があります。 V-cutかタブとスタンプホールか手で操作すればいいか、自動化されるかと言うと、たとえば面付なし機を使うならば、パネルは離れていなければならなくて、刃が障害を打つことなく簡単に通ることができるような方法で配慮されなければなりません。また、簡単に分割されるかどうかも配慮する必要があります。

手ですれば、歪んだ基板にかかる応力により、部品またははんだ接点が簡単に破損する可能性があるため、V-cutとスタンプホール/タブは部品の近くに加えられてはいけません。特に陶製部品のような壊れやすい部品は、基板の端から 5 mm 以内に受けなければなりません。

適切なツールがなければならない。

PCB製造上の考慮事項:

端面スルーホールを作成するにはパネルのアウターエージ(プレート仕上げするために)に穴あきか、ルータ加工する(めっきホールするために)必要があります。しかし、多くの場合に、エッジが確保され、 V-cutまたはタブをクロスすることができないため、パネル設計に大きな影響を与える可能性があります。そこで、基板の隅上に端面スルーホールがある正方形の基板は面付けできないと言われていますが、実際にすこし思い込めば、一つ手があります。

スルーホールかめっきホールがある正方形の基板。相互接続部品は、一体化を保持する。

 

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