被老鼠咬過的電路板
[導(dǎo)讀]“簡介：最近在博文WhatareMouseBitesinPCB?[1]中看到關(guān)于電路板分離工藝的講解，對于電路板設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程有了更深入的了解。關(guān)鍵詞：PCB，Mouse-bite，V型槽??老鼠小巧玲瓏，任何東西一旦被它們咬了就會留下它們那細(xì)小的牙印作為證據(jù)。在你的電路板上，有...
“簡 介： 最近在博文 What are Mouse Bites in PCB?[1] 中看到關(guān)于電路板分離工藝的講解，對于電路板設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程有了更深入的了解。
關(guān)鍵詞：PCB，Mouse-bite，V型槽
老鼠小巧玲瓏，任何東西一旦被它們咬了就會留下它們那細(xì)小的牙印作為證據(jù)。在你的電路板上，有時(shí)也會發(fā)現(xiàn)這些細(xì)細(xì)的牙印。不過不用害怕，這些牙印并不意味著你可能會感染上老鼠傳播的病菌。
實(shí)際上，這些細(xì)小的孔可以幫助你把電路板從整張生產(chǎn)板上進(jìn)行分離?？锥吹奈恢煤统叽绶浅＞_。當(dāng)然，看起來的確與你在那些鼠咬物品上所留下的鼠牙印很像。
因此，你不必去準(zhǔn)備奶酪和老鼠夾子去誘捕那些四處亂竄的老鼠，本文所討論的PCB板上的鼠牙印與真實(shí)老鼠沒有半毛錢的關(guān)系，相反，我們將關(guān)注PCB鼠牙孔洞、相應(yīng)的尺寸，確保你更加深入了解PCB生產(chǎn)工藝以及電路板。
▲ 圖1 小老鼠
01 啥是鼠牙洞？
電路板上的鼠牙洞(Mouse bite) 是PCB制作板的一部分，用于將小型PCB進(jìn)行匯總便于生產(chǎn)過程。除此之外，有的人使用鼠牙印來描述刻畫PCB上的敷銅被過度腐蝕的現(xiàn)象（刻蝕缺口）。本文中的鼠牙印不是這個(gè)意思。
PCB生產(chǎn)商利用CAM軟件將PCB電路板組合擺放成一大張生產(chǎn)板。為了能夠在后期制作工藝中對生產(chǎn)板固定，組裝和制作者需要PCB電路之外提供額外板材空間，對于小型電路板尤為重要。
通常情況下，生產(chǎn)工藝中的板材具有統(tǒng)一的尺寸，所以你可以在一張標(biāo)準(zhǔn)板材上鋪設(shè)多個(gè)PCB電路板圖個(gè)體。這不僅使得生產(chǎn)過程變得容易，更重要的是降低了制作成本，生產(chǎn)多塊的制作成本與一塊相同。
▲ 圖1.1 生產(chǎn)PCB拼接板一旦制作完成，就像之前你將它們匯總成一大張版圖，你需要再重新將它們進(jìn)行分離，這個(gè)過程稱為depanelization(分割面板）過程。分割面板可以使用V-型溝槽、預(yù)先刻痕線或者直接切割。你需要在分隔板的邊緣預(yù)先將這些溝槽刻痕進(jìn)行制作，便于將它們進(jìn)行分離，或者將電路板與固定邊緣板材進(jìn)行分割。這些用于生產(chǎn)過程固定的板材邊緣，被稱為“breakout tabs”。
為了便于分離，通常也會使用密集的小孔排成一條線。當(dāng)電路板從固定邊緣折斷之后，就會留下密集的鼠牙印。你可以后期對他們進(jìn)行打磨光滑。
02 位置與尺寸
用于分離的小洞各式各樣，然而大部分生產(chǎn)商都是用五個(gè)緊排的小洞用于板材分離。分離小洞的直徑在0.5mm（0.020inch）。至于間距，大都在0.76mm（0.03inch）。
PCB板上分離孔洞的所占的空間與尺寸顯得隨機(jī)，這減少了在分離之后的清理工作。越小的孔洞分離后清理越容易，但在加工中需要更多的鉆孔過程，同時(shí)也會節(jié)省更多的材料。
如果分離孔直徑過大，則分離后清理邊緣困難。分離孔在PCB板上的位置也很重要，一個(gè)重要的原則就是它們盡可能靠近PCB邊緣，分離后浪費(fèi)的PCB板材就會很少。
▲ 圖2.1 四個(gè)一張的PCB板
◎ 固定邊界放置條件
在計(jì)劃電路板周圍放置固定邊界是需要考慮以下要素：
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為了防止銑刀被磨損、過度使用、節(jié)省時(shí)間，在電路板周圍不要防止過多的固定邊界；
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固定邊界需要足夠多，能夠支撐電路完成整個(gè)生產(chǎn)工藝過程；
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固定邊界距離電路板上最近的元器件至少預(yù)留0.125英寸（3.2mm）的間隔；
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不要將固定邊界放置距離線路或者敏感器件周圍，這將會導(dǎo)致這些位置在分離的過程中遭受更多的應(yīng)力；
將固定邊界剝離過程產(chǎn)生應(yīng)用對電路造成的危害有可能不會立即被發(fā)現(xiàn)，有時(shí)會造成電路間歇性故障，使得排查過程異常困難。這就是為何需要將固定邊界遠(yuǎn)離電路板，以提高電路成品率。
當(dāng)然，如果固定邊界放置過少，以至于無法支撐電路板完成制作過程全流程。由于電路板的彎曲變形會導(dǎo)致產(chǎn)生組裝過程不可靠。此時(shí)，制作PCB的經(jīng)驗(yàn)知識就會派上用場了。
03 PCB上V型溝槽
為了用于分割電路板，往往需要在電路板上通過銑刀刻畫出V型溝槽，也就是在PCB板厚度方向上切掉一些材料，保留少部分將電路板連接在一起。在生產(chǎn)的最后環(huán)節(jié)，通過銑刀在PCB上銑出V型溝槽輪廓，然后將它們從生產(chǎn)電路板上切割下來?？梢酝ㄟ^專用的V型刻刀來完成。下面是一些關(guān)于V型溝槽的一些準(zhǔn)則：
▲ 圖3.1 PCB上的V型溝槽
◎ 放置V型溝槽準(zhǔn)則
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確保電路板之間空隙為0mm，也就是每塊電路板之間是直接相連，沒有空余電路板需要去除；
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在V型溝中心線與電路板外輪廓需要保持有0.35mm距離；
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V型溝槽需要呈現(xiàn)直線，呈現(xiàn)垂直或者水平直線；
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刻畫V型溝槽的PCCB的尺寸至少需要有75mm×75mm，最大不超過450mm×1245mm；
▲ 圖3.1.1 電路板上的V型溝槽制作過程
04 分離電路板
通常情況下，對于集成在一張PCB面板上的各個(gè)電路板進(jìn)行分離的方法通常有以下三種類型：
◎ 標(biāo)簽卡
這種情況下，一些不需要的PCB部分需要預(yù)先從電路上切除，僅僅留下分離孔洞來連接各個(gè)子電路板。它們相互連接可以使用后續(xù)生成方便，也很容易手工將它們相互掰開。
▲ 圖4.1.1 電路板邊緣的分離孔洞
◎ V型槽
這是最常見的分離電路板的方法。在每個(gè)獨(dú)立的電路板周圍銑出V型溝槽。對于厚的電路板，溝槽深度達(dá)到電路板厚度的三分之一。通常在電路板上面和下面都對稱進(jìn)行刻畫溝槽。
◎ 直接切割
這種情況下，整張電路板上的各個(gè)子模塊之間沒有鼠牙洞，或者V型溝槽。那么怎么分離電路板呢？往往采用兩種辦法：
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對于厚度小于1mm的電路板，可以采用激光切割的方式。這種方式成本高，切割過程也會產(chǎn)生震動和灰塵。
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采用彎弓刀具或者旋轉(zhuǎn)刀具進(jìn)行切割，這種加工工藝便宜，效率不是很高。
相比前面兩種，這種采用切割的方式現(xiàn)在很少使用了。
對于大多數(shù)應(yīng)用來說，采用標(biāo)簽卡、V型溝槽來分割正常生產(chǎn)板上的各個(gè)子電路板是最常用的。對于PCB設(shè)計(jì)者來講需要懂得對于他的應(yīng)用來講，哪一種方法更好，然后在確定如何將電路板匯總成正常生產(chǎn)板來保證分離過程比較容易，并且有著高的支撐強(qiáng)度。
▲ 圖4.3.1 電路板上的分離孔洞
05 標(biāo)簽卡與V型槽
在電路板產(chǎn)生過程中如何選擇采用標(biāo)簽卡式還是V型槽式來分離電路板呢。下面是一些考慮的因素：
◎ 邊緣器件
在設(shè)計(jì)使用標(biāo)簽卡式分離方案時(shí)，需要考慮到分離點(diǎn)不要距離電路板邊緣器件距離太近。通過改變位置來避免這種情況。使用V型槽則只要保證分離溝槽距離電路板最外邊的元器件不要太近即可。
◎ 電路板形狀
如果電路板形狀是規(guī)整的長方形，使用V型溝槽的分離方案比較適合。當(dāng)電路板形狀是不規(guī)則的時(shí)候，則利用標(biāo)簽式，即使用鼠牙洞來分離電路板更好。
▲ 圖5.2.1 電路板分離孔洞
◎ 時(shí)間因素
使用標(biāo)簽卡式的分立方案加工時(shí)間長，而V型溝槽則加工時(shí)間短。
◎ 邊緣質(zhì)量
如果你對于分離完之后電路板的邊緣質(zhì)量要求高的話，則使用標(biāo)簽卡式為好。分離完之后，僅僅在電路板邊緣局部會剩下小的鼠牙印，使用砂紙局部打磨便可以取出。而通過V型槽分離的電路板，整個(gè)邊緣都顯得比較粗糙，需要更多的后期打磨才能夠改善電路板邊緣質(zhì)量。
◎ 材料利用率
V型槽分分離方案對于PCB板材的利用率最高。標(biāo)簽卡則會浪費(fèi)一定的PCB板，從而會使得PCB制作成本上升。
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