如何選擇PCB連板數(shù)量?
一般來說,當設(shè)計工程師把印刷電路板(Printed Circuit Board)的外觀形狀定下來后,就應該馬上接著進行電路板的合板/拼板/連板 (panelization)工作。 連板的目的不外乎:增加生產(chǎn)線的產(chǎn)出。減少板材的損耗:
最常見到的的連板會以兩片以上的相同電路板合成一塊大電路板,比如 2 in 1 (二合一), 3 in 1 (三合一), 4 in 1 (四合一)等;也有用不同形狀的電路板合成一塊大板子的情形,但不多見,因為生管在安排生產(chǎn)時較難配合剛好數(shù)量的不同板子;也有將同一片板子作成【陰陽板】的例子,【陰陽板】大多意謂正(top)、反(bottom)面配置, 這通常運用在零件較少的電路板,比如手機板,因為可以充分利用SMT的長線打板功能,以增加效率,但缺點是使用上有所限制,而且可能造成受熱不均的現(xiàn)象,比如說有些電路板會把較重的零件集中設(shè)計某一面,然后這一面作為第二次打件以避免較重零件掉落,當然這種板子就無法采用【陰陽板】的設(shè)計;還有些板子可能有較會吸熱的零件(如大面積的ATM讀卡槽), 也比較不適合采用【陰陽板】的設(shè)計。 當然也有變通的【陰陽板】打件法可以服這個問題,但先不在這里討論。
基本上,在設(shè)計幾連板時,應該要考慮下列的因素,要注意的是,最后都應該將之化為金錢來作最后的衡量標準??紤]電路板材的最佳使用率一般的電路板廠商為了快速量產(chǎn)及壓低成本,都會有其基本的標準板材大小,比如說 16.16"x16.16", 18.32"x18.32", 20.32"x20.32",... 等,我們要做的就是盡量把這些板材全部用完,也就是說要選擇一張合適的標準板材大小把我們的板子塞進去,達到板材利用率最高的目的。因為電路板的價錢會隨著板材的大小來定價錢,同樣一張板材可以塞得下越多電路板,則電路板子的價錢就越便宜。 當然,電路板的價錢還得考慮幾層板、、鉆幾個孔、有沒有HID... 等。
考慮 SMT 的打件/貼件效率
SMT加工線通常有所謂的長線及短線之分,短線就是線短一點,大多只有一部快速機及一臺慢速機,最多就是再多加一部快速機;長線就是線長一點,快速機及慢速機多擺幾部。 但是不論長短線,錫膏印刷機總是有的,一般來說,以板長150mm的合板為例,印刷一次錫膏的時間約需35~40秒,如果僅以 2 in 1 的合板來投入SMT短線,那么可能每一臺機器所分配到的時間約為10~26秒,很明顯的時間全都低于錫膏印刷的時間,也就是說后面的貼見機都在等錫膏印刷機,這樣就造成SMT機器的閑置,也減少產(chǎn)能。如果把 2 in 1的連板改為 4 in 1,那么效率馬上就提升 (每小時的產(chǎn)出)
2 in 1 board | 錫膏印刷(秒) | 快速機一(秒) | 快速機二(秒) | 慢速機(秒) | 瓶頸時間(秒) | 每小時產(chǎn)出 |
Top | 38 | 26 | 26 | 10 | 38 | 188片 |
Bottom | 40 | 34 | 35 | 24 | 40 | 180片 |
4 in 1 board | 錫膏印刷(秒) | 快速機一(秒) | 快速機二(秒) | 慢速機(秒) | 瓶頸時間(秒) | 每小時產(chǎn)出 |
Top | 38 | 52 | 52 | 20 | 52 | 276片 |
Bottom | 40 | 68 | 70 | 48 | 70 | 204片 |
注:
每小時的產(chǎn)出: { [ 60(秒/分鐘) x 60(分鐘/小時) ] / 瓶頸時間(秒) } x 合板數(shù)量。
另外,就我的了解,電路板廠會比較希望連板的數(shù)目越少越好,因為這樣可以避免掉 cross board (X-board) 的損失。 所謂 cross board 就是合板中有一板以上的不良板子,一般的SMT打件工廠都不希望接受這種板子,因為會造成效率的損失,但這種電路板在制程中又無法絕對避免,所以連板數(shù)越多,電路板廠報廢的數(shù)量就會越多,相對的成本也就提高。就如同一開始所說的,最終的結(jié)果還是要換算成金錢,來計算采用及連板材是最佳的連板數(shù)。 而且可能不同的板廠及不同的 SMT 工廠的結(jié)果都會有所不同。其他還必須考慮后制程-去板邊時該采用 V-cut 或是 router 制程,這些也會影響到連板的設(shè)計,有機會再討論...