如何選擇PCB連板數量?
一般來(lái)說(shuō),當設計工程師把印刷電路板(Printed Circuit Board)的外觀(guān)形狀定下來(lái)后,就應該馬上接著(zhù)進(jìn)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(xiàn)的產(chǎn)出。減少板材的損耗:
最常見(jiàn)到的的連板會(huì )以?xún)善陨系南嗤娐钒搴铣梢粔K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(jiàn),因為生管在安排生產(chǎn)時(shí)較難配合剛好數量的不同板子;也有將同一片板子作成【陰陽(yáng)板】的例子,【陰陽(yáng)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(cháng)線(xiàn)打板功能,以增加效率,但缺點(diǎn)是使用上有所限制,而且可能造成受熱不均的現象,比如說(shuō)有些電路板會(huì )把較重的零件集中設計某一面,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(wú)法采用【陰陽(yáng)板】的設計;還有些板子可能有較會(huì )吸熱的零件(如大面積的ATM讀卡槽), 也比較不適合采用【陰陽(yáng)板】的設計。 當然也有變通的【陰陽(yáng)板】打件法可以服這個(gè)問(wèn)題,但先不在這里討論。
基本上,在設計幾連板時(shí),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(qián)來(lái)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(chǎng)商為了快速量產(chǎn)及壓低成本,都會(huì )有其基本的標準板材大小,比如說(shuō) 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(shuō)要選擇一張合適的標準板材大小把我們的板子塞進(jìn)去,達到板材利用率最高的目的。因為電路板的價(jià)錢(qián)會(huì )隨著(zhù)板材的大小來(lái)定價(jià)錢(qián),同樣一張板材可以塞得下越多電路板,則電路板子的價(jià)錢(qián)就越便宜。 當然,電路板的價(jià)錢(qián)還得考慮幾層板、、鉆幾個(gè)孔、有沒(méi)有HID... 等。
考慮 SMT 的打件/貼件效率
SMT加工線(xiàn)通常有所謂的長(cháng)線(xiàn)及短線(xiàn)之分,短線(xiàn)就是線(xiàn)短一點(diǎn),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(cháng)線(xiàn)就是線(xiàn)長(cháng)一點(diǎn),快速機及慢速機多擺幾部。 但是不論長(cháng)短線(xiàn),錫膏印刷機總是有的,一般來(lái)說(shuō),以板長(cháng)150mm的合板為例,印刷一次錫膏的時(shí)間約需35~40秒,如果僅以 2 in 1 的合板來(lái)投入SMT短線(xiàn),那么可能每一臺機器所分配到的時(shí)間約為10~26秒,很明顯的時(shí)間全都低于錫膏印刷的時(shí)間,也就是說(shuō)后面的貼見(jiàn)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(shí)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(shí)間(秒) | 每小時(shí)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(shí)間(秒) | 每小時(shí)產(chǎn)出 |
Top | 38 | 52 | 52 | 20 | 52 | 276片 |
Bottom | 40 | 68 | 70 | 48 | 70 | 204片 |
注:
每小時(shí)的產(chǎn)出: { [ 60(秒/分鐘) x 60(分鐘/小時(shí)) ] / 瓶頸時(shí)間(秒) } x 合板數量。
另外,就我的了解,電路板廠(chǎng)會(huì )比較希望連板的數目越少越好,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(chǎng)都不希望接受這種板子,因為會(huì )造成效率的損失,但這種電路板在制程中又無(wú)法絕對避免,所以連板數越多,電路板廠(chǎng)報廢的數量就會(huì )越多,相對的成本也就提高。就如同一開(kāi)始所說(shuō)的,最終的結果還是要換算成金錢(qián),來(lái)計算采用及連板材是最佳的連板數。 而且可能不同的板廠(chǎng)及不同的 SMT 工廠(chǎng)的結果都會(huì )有所不同。其他還必須考慮后制程-去板邊時(shí)該采用 V-cut 或是 router 制程,這些也會(huì )影響到連板的設計,有機會(huì )再討論...