Différentes méthodes de panélisation de PCB
Comme pour de nombreux procédés dans l'industrie électronique, la panélisation des circuits imprimés offre d'innombrables possibilités et variantes. Chaque fabricant ayant sa propre approche, vous, en tant que concepteur, devez parfois adapter votre conception ou rechercher un autre partenaire pour la production. Les trois méthodes les plus courantes sont expliquées ci-dessous :
Panneautage par rainures en V : cette méthode consiste à séparer les circuits imprimés par des rainures fraisées en V d'une profondeur égale à un tiers de la hauteur du panneau. La séparation ultérieure est ensuite réalisée par une machine spécialement adaptée aux coupes droites. Cette méthode est donc particulièrement recommandée pour les circuits imprimés répondant à trois exigences : absence de composants en surplomb, absence d'angles arrondis et distance suffisante entre la limite du composant et le bord du circuit imprimé.
Mise en panneaux par routage par languettes : les circuits imprimés sont fraisés le long de leurs contours, tout en conservant quelques ponts de matière qui maintiennent la carte en place pendant la fabrication et l'assemblage du panneau. Ce type de mise en panneaux ne convient pas aux circuits imprimés comportant de gros transformateurs et autres composants plus lourds, ce qui complique considérablement la séparation. Il convient également de noter que cette méthode réduit les contraintes sur les circuits imprimés et donc le risque d'écaillage.
Panélisation par routage de languettes avec ponts de matériau perforés : ce procédé est similaire au routage de languettes simple décrit précédemment. Cependant, les ponts de matériau sont ici également perforés de petits trous, ce qui simplifie grandement la séparation et offre un meilleur contrôle, la trajectoire de la fracture étant plus facile à prévoir. Cependant, cette méthode est encore moins adaptée aux circuits imprimés comportant des composants lourds, dont le poids peut rompre les ponts de matériau.
Les inconvénients de la panélisation des PCB
Le panélisation des circuits imprimés est une façon de protéger leur intégrité. De plus, elle permet Fabricants de PCB en Chine Assembler plusieurs cartes simultanément permet de réduire les coûts et les délais de production. Le montage des panneaux doit être réalisé correctement afin que les circuits imprimés ne soient pas endommagés ou autrement endommagés lors de la séparation.
Défis:
Le lambris présente un certain nombre de défis dans plusieurs domaines :
1. Dépanélisation - inconvénients de certaines méthodes de dépanélisation :
Si vous utilisez une défonceuse, un nettoyage supplémentaire peut être nécessaire avant l'expédition. Cette méthode génère beaucoup de poussière qui doit être aspirée.
2. Remplacement des pièces avant routage nécessaire pour éviter toute interférence avec la dépanélisation :
Les composants saillants peuvent tomber dans les pièces adjacentes.
3. Fichiers de données incomplets – parfois, des fichiers incomplets sont fournis par les fabricants de PCB, ce qui peut augmenter les coûts de plusieurs manières :
« Trous de rupture » ou « piqûres de souris » – Ces minuscules trous permettent l’utilisation de petites cartes de circuits imprimés dans un réseau.
Tolérances cumulatives et de repérage – Si le fichier de données ne présente pas de tolérances strictes, l'effet cumulatif de légers écarts peut entraîner des erreurs. Si la matrice comporte plusieurs cartes, le repérage ne peut plus être centré.
DFM et panélisation PCB
Lorsque les entreprises développent des circuits imprimés en grandes quantités, elles cherchent des moyens de réduire les coûts de fabrication grâce à de simples astuces. Cela ne demande que peu d'efforts si les détails de la production sont étudiés en détail dès les premières phases de conception et pris en compte lors du développement du circuit imprimé (ce qui est donc fortement recommandé). Cette optimisation précoce de l'agencement par rapport aux processus de fabrication prévus est généralement appelée « conception orientée production » ou « conception orientée production ».Conception pour la fabrication" (en abrégé : DFM).
Il existe différentes méthodes DFM permettant de réaliser des économies considérables à long terme. Ma stratégie privilégiée consiste à contacter les fabricants dès le début afin de connaître leurs compétences, leurs défis et leurs modèles économiques spécifiques. Cela me permet d'identifier les aspects de ma conception qui peuvent être mis en œuvre facilement (et donc à moindre coût) et ceux qui impliquent des efforts supplémentaires (et donc des coûts plus élevés).
J'en ai profité il y a quelques années, par exemple, lorsque j'ai conçu un amplificateur pour haut-parleur. J'avais initialement privilégié un circuit imprimé de forme ronde, car il pouvait être monté directement derrière le châssis, lui aussi rond, de manière esthétique. Cependant, lorsque j'ai discuté de mon idée avec le fabricant, il est rapidement devenu évident que les circuits imprimés de forme ronde (soi-disant simple) étaient si coûteux à fabriquer que cela réduisait considérablement la viabilité économique du modèle.
J'ai donc finalement opté pour un modèle rectangulaire standard, dont les coûts de fabrication étaient considérablement réduits. En adaptant mon agencement en conséquence, j'ai pu augmenter la marge bénéficiaire du produit final et mener le projet à bien.
Les panneaux PCB réduisent les coûts
Une approche DFM peu répandue est la panélisation. Cette méthode consiste à appliquer plusieurs configurations de circuits imprimés sur un substrat ou un panneau plus grand, puis à les assembler sous cette forme. Les économies souhaitées résultent de la possibilité de fabriquer plusieurs circuits imprimés simultanément.
Une fois la fabrication et l'assemblage terminés, le panneau est divisé en circuits imprimés individuels. On obtient ainsi d'un seul coup un lot complet de circuits imprimés finis et (espérons-le) pleinement fonctionnels, prêts à être installés et vendus. Cela paraît simple, n'est-ce pas ? Mais pas si vite : pour que la production en série des circuits imprimés se déroule le plus efficacement possible et génère les économies souhaitées, il est important de prendre en compte certaines subtilités importantes lors de la fabrication des panneaux.
Facteurs qui affectent le coût de la panélisation des PCB
Bien sûr, la plupart des concepteurs s'intéressent moins aux détails techniques des différents procédés qu'aux coûts et aux défis associés. En règle générale, les coûts et les efforts dépendent de la complexité du design à fabriquer et évoluent avec elle. Il convient également de noter que la fabrication par panélisation pose les défis suivants, qui ont également un impact sur les coûts :
Séparation : Si une fraiseuse est utilisée pour séparer les circuits imprimés entièrement assemblés, des puces et autres résidus restent à la surface des PCB. Ces résidus doivent ensuite être éliminés ultérieurement lors d'une étape distincte, ce qui implique des efforts et des coûts supplémentaires. Si vous préférez utiliser une scie à la place d'une défonceuse, tenez compte, lors de la conception du contour de votre circuit imprimé, du fait que seules des coupes droites sont possibles. Une troisième option consiste à utiliser un laser moderne, qui ne convient toutefois qu'aux PCB d'une épaisseur maximale de 1 mm. Dans ce cas, il est impossible de créer des PCB multicouches, quelle que soit leur épaisseur.
Fractures : La plupart des procédés de séparation laissent des fractures grossières sur les côtés des pièces, notamment lors de la panélisation par fraisage à languettes avec ponts de matériau perforés (voir ci-dessus). Pour une manipulation sûre des circuits imprimés, il est nécessaire de les meuler aux points concernés, ce qui implique un travail supplémentaire.
Composants en porte-à-faux : Comme mentionné précédemment, les composants en porte-à-faux peuvent limiter considérablement le nombre de méthodes de panélisation possibles pour votre conception. Dans ce cas, la séparation des circuits imprimés finis peut également poser problème, car la tête de fraisage risque d'entrer en collision avec un composant en porte-à-faux et d'endommager l'ensemble du panneau. Il va sans dire que de telles pannes entraînent des coûts et des retards imprévus.
Chaîne d'approvisionnement en PCB : une chaîne d'approvisionnement en PCB complète et stable aide les fabricants à obtenir suffisamment de composants et d'autres matières premières à des prix compétitifs, tandis que toute pénurie de composants ralentira non seulement la progression de la fabrication, mais augmentera également le coût de votre panneauisation de PCB.
Possibilités de détection précoce et de remède préventif aux problèmes potentiels
Les concepteurs de circuits imprimés expérimentés s'appuient sur diverses méthodes éprouvées pour la détection et la correction précoces des problèmes potentiels.
Comme mentionné précédemment, une conception basée sur les principes DFM permet de garantir une fabrication et une production aussi rentables que possible. Pour la fabrication de circuits imprimés, il est notamment nécessaire de se renseigner sur les fabricants et leurs procédés de fabrication dès le début du projet de conception. Ainsi, vous pourrez optimiser votre implantation pour la production dès le départ.
De plus, de nombreux défis liés à la fabrication automatisée de circuits imprimés sont plus faciles à relever avec un logiciel de conception performant. Par exemple, Altium Designer® offre des fonctionnalités complètes pour la panélisation de circuits imprimés grâce à la fonctionnalité « Embedded Board Array ». Cela permet d'assembler facilement un panneau avec plusieurs conceptions de circuits imprimés identiques ou différentes. Et comme les conceptions originales ne sont pas simplement copiées dans le panneau, mais liées à celui-ci, les modifications apportées à une conception originale sont immédiatement visibles dans la configuration du panneau.
Bien sûr, il existe de nombreuses autres façons de réduire les coûts de fabrication, outre le revêtement. Néanmoins, ce point mérite une attention particulière, car des erreurs à ce niveau peuvent rapidement entraîner des coûts supplémentaires imprévus, voire des circuits imprimés totalement inadaptés.
Il est donc essentiel de suivre les conseils et les principes DFM présentés ici – et dans de nombreux autres articles – et de privilégier une conception orientée production tout au long du processus de conception. Cela vous permettra non seulement de gagner du temps, mais aussi de réduire les coûts de fabrication et le risque de corrections ultérieures.
Si vous souhaitez en savoir plus sur la manière dont Altium peut vous aider à surmonter vos défis en matière de panneaux, parlez-en à l'un de nos experts dès aujourd'hui.
GERBER RS274-X ÉTENDU – Données PCB
– Si votre système de conception le permet, utilisez le périphérique étendu RS 274-X pour l'exportation des données. Le principal avantage est que toutes les informations sur la forme et la taille des panneaux sont contenues dans l'en-tête. L'importation des données est simplifiée et minimise le risque de préparation incorrecte des panneaux. Le temps de traitement des données est également considérablement réduit, ce qui se répercute sur les coûts de préparation des données.
