Dominando a Painelização de PCB: Estratégias Comprovadas para Design e Produção Eficientes

A painelização é obrigatória com a consideração de eficiência de fabricação de PCB. Por um lado, a painelização leva à melhoria da eficiência de fabricação de PCB, de modo que o lead time pode ser reduzido. Por outro lado, para PCBs pequenos com formas irregulares, a painelização é a maneira de fabricação mais eficaz. Para montagem de PCB, a painelização é útil porque pode reduzir o custo de mão de obra e é conveniente controlar a qualidade dos produtos.

No entanto, a painelização tem algumas restrições também. O tamanho do painel de PCB completo deve conformar-se às capacidades de fabricação de equipamentos de automação, incluindo impressoras de pasta, equipamentos SPI, máquinas SMT, forno de refluxo, equipamentos AOI, AI Panasert e máquinas de solda por onda. Geralmente falando, o tamanho máximo de layout geral é 450 x 330 mm, enquanto o tamanho mínimo de layout geral é 50 x 50 mm. Alguns PCBs irregulares que têm tamanhos pequenos e não podem ser painelizados só dependem de veículo auxiliar para fabricação assistida.

No entanto, um problema sempre permanece proeminente no processo de painelização quando fabricantes de PCB e fabricantes SMT falham em tomar plena consideração da fabricabilidade e atingir a maximização do benefício do custo de fabricação. Eles têm que depender dos métodos de combinação mais adequados de acordo com requisito específico de PCB com consideração de custo e capacidade de fabricação.

Alguns métodos de combinação de painelização são exibidos a seguir:

Painelização por Ordem (Order Panelization)

Como um método comum, a painelização por ordem é o método de painelização mais massivamente usado. Muitas vantagens contribuem para seu status de líder atual. Primeiro, este tipo de painelização é compatível com todas as circunstâncias, sem considerações a serem tomadas de condições de fabricação de fabricantes SMT e combinação de produtos. Segundo, a painelização por ordem não é influenciada pelo número de fabricação, permitindo o número máximo de painéis efetivamente baseado no número máximo de equipamentos SMT, de modo que leva à maior fabricabilidade entre todas as combinações de painelização. Terceiro, qualidade de impressão não será diminuída devido à influência de orientação de pad de componentes especiais no processo de design de estêncil de impressão. Finalmente, dificuldade operacional não será acumulada devido às diferentes orientações de painéis em cada execução de todo o procedimento.

Para fabricantes de PCB, o custo também é aceitável com o método de painelização por ordem e a qualidade pode ser mantida no nível mais alto. A painelização por ordem pode ser exibida na Figura 1 abaixo.

Painelização por Ângulo de Rotação (Rotation Angle Panelization)

Para atingir a utilização ótima de materiais de placa e diminuir o desperdício de materiais de placa, a painelização é implementada rotacionando 90 ou 180 graus, o que é chamado de painelização por ângulo de rotação. Este tipo de painelização atende às deficiências da painelização por ordem como resultado da vacância de espaço por componentes especiais.

A painelização por ângulo de rotação apresenta algumas desvantagens. Primeiro, eficiência de montagem é possivelmente diminuída após rotação de ângulo. E qualidade de montagem possivelmente ficará longe do estado estável. Força operacional de trabalhadores também será aumentada em termos de inspeção visual após montagem, já que cada vez tem que ver uma mudança de direção, levando a alta probabilidade de erros. Painelização por ângulo de rotação exibida na Figura 2.

Painelização de Duas Faces (Double-side Panelization)

Exibida na Figura 3, painelização de duas faces refere-se a painelização na qual ambos os lados de um PCB são painelizados em um lado como um painel.

Este tipo de painelização está disponível para PCBs dos quais ambos os lados não têm componentes de grande volume e baixa resistência ao calor. Caso contrário, componentes no lado traseiro de um PCB com alto volume e peso possivelmente cairão e componentes com baixa resistência ao calor serão queimados.

Este tipo de painelização apresenta algumas vantagens. Primeiro, funciona bem em aumentar eficiência geral de SMT e diminuir custo de fabricação. Fabricação de PCB de camada dupla pode ser completada através de processo de uma vez, economizando um estêncil impresso e tempo gasto em troca de produtos e grandemente aumentando a eficiência de utilização de equipamentos SMT. Segundo, apenas uma curva de espécime é requerida de acordo com soldagem por refluxo e soldagem por onda, de modo que material de curva de espécime pode ser economizado. Além disso, a força de gestão para fabricação de campo não causará muito desperdício, de modo que este tipo de painelização é adequado para produção em massa.

Este tipo de painelização apresenta desvantagens também. Primeiro, PCBs com BGA não são adequados para este tipo de painelização, já que levará a dificuldades de retrabalho. Segundo, a quantidade de produtos de fabricação sofre limitações porque painéis devem ser arranjados baseados em números pares. Caso contrário, sucata de uma placa será gerada. Terceiro, AI e DIP não podem ser realizados até que o corte seja terminado, de modo que eficiência de plug-in e taxa de utilização de DIP serão influenciadas. Finalmente, mais dificuldades serão expostas a fabricantes de substrato, pois é difícil para eles controlar qualidade.

Painelização de Combinação (Combination Panelization)

Painelização de combinação, também chamada de painelização característica, é um tipo de painelização na qual diferentes tipos de PCBs são combinados juntos de acordo com princípios de combinação. É exibida na Figura 4 abaixo.

Este tipo de painelização apresenta algumas vantagens. Primeiro, é adequada para o modelo de fabricação contendo múltiplas combinações de PCB em produtos como eletrodomésticos e brinquedos. Segundo, é benéfica para melhoria de eficiência de produção e encolhimento de custo, de modo que rotação de produtos e estoque de semi-acabados podem ser grandemente reduzidos, o que é capaz de atender ao requisito de envio rápido dos clientes.

No entanto, este tipo de painelização apresenta desvantagens também. Por um lado, no processo de trabalho de linha de montagem, diferenciação de produtos é difícil de gerenciar, levando a caos de produtos. Por outro lado, quando uma placa entre a combinação sofre má qualidade ou até sucata, o número geral de painelizações cairá e é ruim para remediação de fabricação.

As maneiras ideais de combinação de painéis de PCB são determinadas por eficiência de fabricação, dificuldade e custo e métodos de despainelização são extremamente significativos e essenciais, com os métodos mais comumente usados de V-groove e furo de encaixe (snap hole). No processo de design de método de despainelização, pressão deve ser levada em plena conta, a fim de obviar a deformação causada por refluxo e garantir a conveniência da despainelização. Furos de encaixe são utilizados principalmente para PCBs cuja espessura é 1,0 mm ou abaixo e têm componentes sensíveis a força externa, como BGA, de modo que possibilidades de deformação por refluxo podem ser reduzidas para garantir qualidade, melhorar eficiência de fabricação e distribuir força externa.

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