Diferentes métodos de panelización de PCB
Como ocurre con muchos procesos en la industria electrónica, existen innumerables posibilidades y variantes en la panelización de PCB. Dado que cada fabricante tiene su propio enfoque, usted, como diseñador, deberá adaptar su diseño en cada momento o buscar un socio diferente para la producción. A continuación, se explican los tres métodos más comunes:
Panelización mediante ranuras en V: Con este método, las placas de circuito impreso se separan entre sí mediante ranuras fresadas en V con una profundidad de un tercio de la altura del panel. La separación posterior se realiza mediante una máquina especialmente adecuada para cortes rectos. Por lo tanto, este método se recomienda especialmente para placas de circuito impreso que cumplan tres requisitos: ausencia de componentes salientes, ausencia de esquinas redondeadas y una distancia suficiente entre el límite del componente y el borde de la placa.
Panelización mediante fresado de pestañas: En este método, las placas de circuito se fresan a lo largo de sus contornos, manteniendo una serie de puentes de material que las sujetan firmemente en su lugar durante la fabricación y el montaje del panel. Este tipo de panelización no es adecuado para placas de circuito impreso con transformadores grandes y otros componentes más pesados que dificultan considerablemente la separación. Cabe destacar que este método reduce la carga sobre las placas de circuito impreso y, por lo tanto, el riesgo de astillado.
Panelización mediante enrutamiento de pestañas con puentes de material perforados: Este proceso es similar al enrutamiento de pestañas simple descrito anteriormente. Sin embargo, en este caso, los puentes de material se perforan adicionalmente con pequeños orificios, lo que simplifica enormemente la separación y ofrece un mayor control, ya que la trayectoria de la fractura es más fácil de predecir. Sin embargo, este método es aún menos adecuado para placas de circuito impreso con componentes pesados, cuyo peso puede romper los puentes de material.
Las desventajas de la panelización de PCB
El panelado de PCB es una forma de proteger su integridad. Además, la panelización permite... Fabricantes de PCB de China Ensamblar varias placas simultáneamente reduce costos y tiempo de producción. El panelado debe realizarse correctamente para evitar daños en las placas de circuito impreso durante la separación.
Desafíos:
Los paneles presentan una serie de desafíos en varias áreas:
1.Despanelización: desventajas de algunos métodos de despanelización:
Si utiliza una fresadora, podría requerirse una limpieza adicional antes del envío. Este método genera mucho polvo que debe extraerse.
2. Reemplazo de piezas previas al enrutamiento necesarias para evitar interferencias con la despanelización:
Los componentes que sobresalen pueden caer en piezas adyacentes.
3. Archivos de datos incompletos: a veces, los fabricantes de PCB proporcionan archivos incompletos, lo que puede aumentar los costos de varias maneras:
“Agujeros de ruptura” o “mordeduras de ratón”: estos pequeños orificios permiten el uso de pequeñas placas de circuitos en una matriz.
Tolerancias acumulativas y de registro: Si el archivo de datos no tiene tolerancias estrictas, el efecto acumulativo de pequeñas desviaciones puede generar errores. Si hay varias placas en la matriz, el registro ya no se puede centrar.
Panelización de DFM y PCB
Cuando las empresas desarrollan placas de circuito impreso para grandes cantidades, buscan maneras de reducir los costos de fabricación con pequeños trucos. Esto requiere relativamente poco esfuerzo si los detalles de la producción se discuten en detalle en la fase inicial del proceso de diseño y se tienen en cuenta en el desarrollo de la placa de circuito impreso (lo cual es muy recomendable). Esta optimización temprana del diseño con respecto a los procesos de fabricación planificados se conoce generalmente como "diseño orientado a la producción" o "Diseño para fabricación" (abreviado: DFM).
Existen diversos métodos DFM que permiten obtener ahorros considerables a largo plazo. Mi estrategia preferida es simplemente contactar con las empresas fabricantes desde el principio y conocer sus habilidades, desafíos y modelos de negocio específicos. De esta manera, puedo hacerme una idea de qué aspectos de mi diseño se pueden implementar fácilmente (y, por lo tanto, de forma económica) y qué elementos implican un esfuerzo adicional (y, por consiguiente, mayores costes).
Me beneficié de esto hace unos años, por ejemplo, cuando diseñé un amplificador para un altavoz e inicialmente preferí una PCB con un factor de forma redondo, ya que podía montarse directamente detrás del chasis, también redondo, del altavoz de forma visualmente atractiva. Sin embargo, al comentar mi idea con el fabricante, rápidamente me di cuenta de que las PCB con una forma redonda (supuestamente simple) son tan caras de fabricar que reducen considerablemente la viabilidad económica del diseño.
Así que, al final, me decidí por un diseño rectangular estándar, cuyos costes de fabricación eran considerablemente menores. Al adaptar mi diseño en consecuencia, logré aumentar el margen de beneficio del producto final y culminar el proyecto con éxito.
Los paneles de PCB reducen los costes
Un enfoque DFM poco común es la llamada panelización. Con este método, se aplican varios diseños de placas de circuito impreso a un sustrato o panel más grande y luego se ensamblan de esta forma. El ahorro deseado se debe a la posibilidad de fabricar varias PCB simultáneamente.
Tras completar el proceso de fabricación y ensamblaje, el panel se divide en las placas de circuito impreso individuales. De esta forma, se obtiene un conjunto completo de PCB terminadas y (con suerte) completamente funcionales de una sola vez, listas para ser instaladas y vendidas. ¿Suena fácil, verdad? Pero no tan rápido: para que la producción en masa de PCB se desarrolle con la mayor fluidez posible y genere los ahorros deseados, es necesario tener en cuenta algunos detalles importantes al panelar.
Factores que afectan el costo de panelización de PCB
Por supuesto, la mayoría de los diseñadores están menos interesados en los detalles técnicos de los distintos procesos que en los costos y desafíos asociados. La regla general es que los costos y el esfuerzo dependen de la complejidad del diseño a fabricar y aumentan con ella. Cabe destacar también que la fabricación basada en panelización plantea los siguientes desafíos, que también repercuten en los costos:
Separación: Si se utiliza una fresadora para separar las placas de circuito impreso (PCB) completamente ensambladas, quedan chips y otros residuos en la superficie de las PCB, que deben eliminarse posteriormente en un paso independiente, lo que implica un mayor esfuerzo y costes. Si prefiere utilizar una sierra en lugar de una fresadora, tenga en cuenta al diseñar el contorno de su placa de circuito que solo se pueden realizar cortes rectos. Una tercera opción es utilizar un láser moderno, que, sin embargo, solo es compatible con PCB de 1 mm o menos de grosor, por lo que en este caso no es posible crear diseños de PCB multicapa de ningún grosor.
Fracturas: La mayoría de los procesos de separación dejan fracturas rugosas en los laterales de las piezas, especialmente en el caso de la panelización mediante el fresado de pestañas con puentes de material perforados (véase más arriba). Para que las PCB individuales se puedan manipular con seguridad, es necesario rectificarlas en los puntos afectados, lo que implica un trabajo adicional.
Componentes sobresalientes: Como ya se mencionó, los componentes sobresalientes pueden limitar drásticamente la cantidad de métodos de panelización disponibles para su diseño. En tal caso, también pueden surgir problemas con la separación de las PCB terminadas, ya que existe el riesgo de que el cabezal de fresado colisione con un componente sobresaliente y dañe todo el panel. Huelga decir que estas averías implican costos y retrasos imprevistos.
Cadena de suministro de PCB: una cadena de suministro de PCB completa y estable ayuda a los fabricantes a obtener suficientes componentes y otras materias primas a precios competitivos, mientras que cualquier escasez de componentes no solo ralentizará el progreso de fabricación, sino que también aumentará el coste de panelización de PCB.
Posibilidades de detección temprana y tratamiento preventivo de problemas potenciales
Los diseñadores de PCB experimentados confían en varios métodos probados para la detección temprana y corrección de problemas potenciales.
Como ya se mencionó, un diseño basado en los principios DFM puede garantizar eficazmente que el panelado y la producción sean lo más rentables posible. Para la panelización de PCB, es necesario, entre otras cosas, informarse sobre las empresas de fabricación adecuadas y sus procesos de fabricación desde la fase inicial del proyecto de diseño. De esta manera, podrá diseñar su diseño para la producción de forma óptima desde el principio.
Además, muchos de los desafíos de la fabricación automatizada de PCB son más fáciles de superar si se utiliza un software de diseño de primera clase. Por ejemplo, Altium Designer® ofrece amplias funciones para la panelización de PCB mediante la función "Matriz de Placas Integradas". Esto permite ensamblar fácilmente un panel con varios diseños de PCB idénticos o diferentes. Y como los diseños originales no se copian simplemente en el panel, sino que se vinculan a él, los cambios en un diseño original se aprecian inmediatamente en el diseño del panel.
Por supuesto, existen muchas otras maneras de ahorrar costos de fabricación además del panelado. Sin embargo, este punto merece especial atención, ya que los errores en este aspecto resultan rápidamente en costos adicionales imprevistos o incluso en PCB completamente inadecuados.
Por lo tanto, es fundamental seguir los consejos y principios del DFM que se encuentran aquí y en muchos otros artículos, y prestar atención al diseño orientado a la producción durante todo el proceso. Esto no solo ahorra tiempo, sino que también puede reducir los costos de fabricación y el riesgo de correcciones posteriores.
Si desea obtener más información sobre cómo Altium puede ayudarlo a superar sus desafíos de paneles, hable hoy con uno de nuestros expertos.
GERBER RS274-X AMPLIADO – Datos de PCB
Si su sistema de diseño lo permite, utilice el dispositivo extendido RS 274-X para la exportación de datos. La principal ventaja es que toda la información sobre la forma y el tamaño de los paneles se incluye en el encabezado. La importación de datos es más sencilla y minimiza el riesgo de preparación incorrecta de los paneles. El tiempo de procesamiento de datos también se reduce significativamente, lo que a su vez se traduce en menores costos de preparación.
