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Jun 29, 2023

加工機や試験機での壊れやすい不規則な PCB の取り扱い

I produttori possono utilizzare dispositivi e pannelli per fissare o incorniciare oggetti fragili, sottili o fragili.

メーカーは、治具やパネルを使用して、壊れやすい、薄い、または奇妙な形状の PCB を固定したりフレームに組み込むことができます。 この記事では、このような基板を標準の組立機械や検査機械に簡単に取り付けるための方法について説明します。

不規則で壊れやすい PCB を標準的な組み立て機械で処理することは、多くの場合困難です。 寸法が標準ではないため、奇妙な形状、薄い基板、または壊れやすい基板は、リフロー、部品配置、またはその他の標準的な処理機械に適切に適合しません。 適切なサポートと位置合わせが不足していると、処理システムを通過するときに壊れやすい基板に負担がかかり、曲がったり、損傷したりする可能性があります。 さらに、これはプロセスの精度に影響を与える可能性があります。

これらの課題を克服するために、エンジニアは SMT 治具またはパネル化技術を使用する場合があります。 2 つの方法はそれぞれ、標準寸法を備えたキャリアと、不規則なボードを取り付け、固定し、サポートするための設備を提供します。

SMT 治具は、メーカーが単一または複数の不規則な基板をロードし、標準の処理機械にそれらを通すことを可能にする剛性 PCB キャリアです。 これにより、電子部品の自動実装、赤外線リフローはんだ付け、ウェーブはんだ付け、自動検査などが可能になります。

通常、固定具はさまざまなデザイン、素材、サイズ、厚さで入手できます。 一部の製品は複数の基板を搭載できるため、複数の PCB を同時に処理できます。 他の設計では、一次側プロセスと二次側プロセスの両方をサポートするように調整されています。

一般に、合成プラスチックや合成石材からアルミニウム合金やエポキシガラスに至るまで、治具の材質は静電気が発生せず、繰り返しの熱サイクルや化学物質に変形や磨耗することなく耐えられる必要があります。 特に、薄い器具はより優れた熱管理を提供します。

一般的な治具は、高温耐性、精密加工に適した優れた機械的強度、パレット クリーナーや可溶性フラックスに耐える優れた耐摩耗性と耐薬品性を備えています。

治具は、フレキシブル回路基板や壊れやすい薄い PCB により適しています。 ただし、新しいボード設計にはそれぞれカスタムの治具が必要で、メーカーが製造して納品するまでに 3 ～ 4 日かかる場合があります。 そのため、治具を使用すると、PCB の製造にかかるコストと時間が増加する可能性があります。

治具は基板をサポートし、基板が印刷、コンポーネントの配置、およびリフローのプロセスを通過する際の歪みを防ぐ必要があります。 その構造は、両面リフロープロセス中に底面コンポーネントを適切に保護する必要があります。

PCB のロードとアンロードの容易さ、および複数の PCB を処理できることは、高度な生産ラインでは重要です。 さらに、治具は PCB の熱に敏感な領域を熱から保護する必要があります。

その他の望ましい機能は次のとおりです。

パネライゼーションとは、標準の処理機械に適合する単一の基板上に複数の PCB のアレイを配置することです。 パネルには、同様または異なるサイズと形状の複数のボードを保持できます。 この方法は、新しい PCB 設計ごとにカスタム キャリアが必要なフィクスチャに比べて、高速かつ低コストです。

PCB の用途、厚さ、形状、コンポーネントのレイアウト、エッジの種類、その他の要因に応じて、さまざまなパネル化およびパネル解除方法があります。

2 つの一般的な方法は、V 溝パネライゼーションとブレークアウェイ タブ パネライゼーションです。 これらはそれぞれ、メイン アレイからボードを分離するために異なる方法を使用しており、利点と制限があります。

V 溝パネル化では、ボードの厚さの 3 分の 1 を上面と底面から切断します。 残りの部分は別々のボードを接合し、パネルを剥がす際に機械で切断されます。 これは、PCB へのストレスを軽減するのに役立ちます。 V 溝方法の 1 つの課題は、制限があり、エッジから張り出したコンポーネントを持つ PCB では使用できないことです。

タブ ルートまたはブレークアウェイ タブ方式は、類似または異なる設計の PCB、または V 溝の使用が不可能または現実的でない場合に適しています。 設計者は、異なるまたは類似の基板間に穴あきタブ配線スペースを残し、処理後に分離できるようにします。

ただし、SMT コンポーネントとトレースは穿孔穴から少なくとも 3.00 mm 離れている必要があります。 これにより、基板を分離する際の表面応力や破片によって発生する可能性のある PCB やコンポーネントへの損傷が防止されます。 この方法の欠点の 1 つは、エッジに不要なボードの突起が残る可能性があることです。

パネル解除はメインアレイから個々のボードを分離するプロセスであり、通常は適用されるパネル化方法によって異なります。 選択は、PCB の端に設けるクリアランスと、傷つきやすい SMT デバイスや端近くの吊り下げコネクタの存在によって決まります。

レーザー切断やパネル剥離ルーターなどの自動方法と、手やその他の工具を使用してタブを破壊する手動方法があります。

自動機械は追加コストにつながり、パネル取り外しルーターなどの一部のものは振動、騒音、大量の粉塵を発生させます。 また、ボードをしっかりと保持する必要があります。 レーザー切断は正確で機械的ストレスが少ないですが、資本集約的であり、厚さ約 1 mm の基板にしか適用できません。

タブを手動で取り外すかどうかは、基板のデザインと厚さによって異なります。 フック型ブレードなどの一部のツールを使用してボード間の固体タブを破壊するのは困難で非効率的な場合があるため、特別な注意が必要です。 たとえば、ブレードが基板間のわずかな隙間内で回転すると、PCB の有用な部分を簡単に噛み込んでしまう可能性があります。 また、ブレードの刃先をテーピングすると、タブの小さな部分が基板からはみ出します。

穴あきタブの PCB アレイをパネルから外すときは注意が必要です。 そうしないと、間違った方法ではんだマスクまたは活性表面層が割れたり裂けたりする可能性があります。 理想的なブレークアウト方法では、基板に損傷を与えたり、PCB 表面からコンポーネントに応力を伝達したりしてはなりません。

メーカーは、治具やパネルを使用して、壊れやすい、薄い、または奇妙な形状の PCB を固定したりフレームに組み込むことができます。 これにより、標準的なアセンブリ、リフロー、または自動検査機に基板を簡単に取り付けることができます。

この技術により、不規則な基板の処理に加えて、各基板を個別に処理するのではなく、複数の基板を同時に処理できるため、生産時間とコストが削減されます。