分离式极片设计工程师指南:穿孔与V割
在设计印刷电路板 (PCB) 时,经常被忽视的一个关键方面是制造后如何将单个电路板与更大的面板分开。这个过程称为去面板化,在很大程度上依赖于分离标签设计。两种常见的方法脱颖而出:穿孔和 V 型评分(也称为 V 型槽)。但是您应该为您的项目选择哪一个呢?在本指南中,我们将比较 PCB 分离极耳穿孔设计和 PCB V 分数设计规则,深入探讨它们的优点、缺点和最佳用例,以帮助您做出明智的决定。
分离式极耳是小型连接器,在制造和组装过程中将单个 PCB 固定在较大的面板内。这些标签可确保组件焊接或测试时的稳定性,但它们的设计目的是在过程完成后轻松拆卸。如果没有精心设计的标签,您可能会在分离过程中损坏电路板或使制造工作流程复杂化。
分离式极耳设计的选择直接影响生产成本、电路板完整性和最终产品质量。设计不当的片会导致锯齿状边缘、应力裂纹,甚至组件损坏。这就是为什么了解穿孔和 V 分数方法之间的差异对于任何从事 PCB 面板处理的工程师来说都是必不可少的。
穿孔设计,涉及沿着分离片创建一系列小钻孔。这些孔削弱了单个 PCB 和面板之间的连接,从而更容易用手或使用最少的工具将电路板卡开。
在典型的设计中,沿着标签区域钻一排孔(通常直径为 0.3 毫米至 0.5 毫米),间隔很近(通常相距 0.5 毫米至 1 毫米)。孔之间的剩余材料充当薄弱环节,使板在施加力时能够干净地断裂。孔的数量和间距可以根据所需的标签强度进行调整。
灵活性:鼠标咬合适用于不规则的电路板形状或由于设计限制而无法进行 V 形刻痕时。
性价比高:这种方法的实施成本通常较低,特别是对于小批量生产,因为它在制造过程中不需要专门的切削工具。
手动分离:电路板通常可以在没有先进设备的情况下手动分离,使其成为原型或小批量项目的理想选择。
粗糙的边缘:折断电路板可能会留下粗糙或锯齿状的边缘,如果考虑美观或安全,则可能需要额外的精加工。
压力风险:折断电路板所需的力可能会引入机械应力,从而可能损坏附近的组件或走线。
力量有限:老鼠咬伤通常比其他方法弱,因此在严格的组装过程中可能无法承受。
V 型刻痕或 V 型槽是一种分板方法,其中使用专用切割工具沿着 PCB 面板两侧的分离线进行 V 形切割。这会产生一个薄而弱的材料部分,使电路板能够精确地折断。
在 V 形刻痕中,30 度或 45 度角的刀片从顶部和底部切入 PCB,在中心留下少量材料(通常为 0.3 毫米至 0.5 毫米厚)。这种剩余的材料称为腹板,在制造过程中将面板固定在一起,但足够弱,可以在需要时干净地断裂。切割的深度和角度对于确保稳定性和易于分离至关重要。
板厚:V 型刻痕在厚度在 0.6 毫米至 2.0 毫米之间的电路板上最有效。较薄或较厚的板可能无法正确划线或可能不可预测地破裂。
对准:顶部和底部 V 形切割必须完美对齐,以避免分离过程中应力不均匀。未对准可能会导致不完全断裂或损坏。
组件间隙:使组件和走线与 V 形分数线保持至少 1.0 毫米的距离,以防止应力或切割错误造成的损坏。
面板布局:V 刻线最适合直线分离。弯曲或不规则的形状不适合这种方法。
干净的边缘:与小鼠咬伤相比,V 型刻痕可产生更光滑的边缘,从而减少分离后精加工的需要。
精度:受控的切割过程可确保一致的结果,使其成为大批量生产的理想选择。
强度:V 刻度标签在制造过程中通常更坚固,与穿孔相比,在组装过程中提供更好的支撑。
灵活性有限:V 型划痕仅适用于直线分离,限制了其在复杂面板设计中的使用。
设备需求:它需要专门的机械,这会增加制造成本,特别是对于小批量生产。
压力问题:虽然风险比小鼠咬伤小,但不正确的 V 刻痕深度仍然会导致分离过程中的应力裂纹。
在穿孔和 V 评分之间做出决定取决于您项目的具体要求。让我们来分析一下老鼠咬伤与 V 分数比较的关键因素的主要区别。
通常更容易用手分离,需要最少的力或工具。但是,这可能会导致结果不一致。V 型刻痕虽然有时需要轻微的弯曲力或分板工具,但可提供更可预测和均匀的分离。
在边缘质量方面,V 得分胜出。精确的切割会留下干净、光滑的边缘,而老鼠咬伤通常会导致边缘粗糙或不均匀,可能需要打磨或精加工。
如果您的 PCB 面板具有不规则形状或弯曲边缘,鼠标咬合是更好的选择,因为 V 刻线仅限于直线。对于网格布局中的矩形或方形板,V 刻痕效率更高。
由于其简单性,老鼠咬伤对于小批量或原型通常更具成本效益。V 刻度虽然由于需要专用工具而成本更高,但在大批量生产中大规模变得经济。
在分离式极耳强度比较中,V 型刻痕通常在制造过程中提供更高的结构完整性。与小鼠咬合设计中孔之间的薄桥相比,V 型刻度(通常为 0.3 毫米至 0.5 毫米厚)留下的材料网具有更强的抗意外断裂能力。例如,V 刻痕标签在处理过程中可能承受高达 10-15 N 的力,而鼠标咬片可能会在 5-8 N 时失效,具体取决于孔间距和材料厚度。
然而,这种优势是需要权衡的。更强的 V 分数标签可能需要更大的力才能分离,如果设计不正确,可能会引入应力。老鼠咬伤虽然较弱,但可以通过调整孔的数量和大小来调整,以平衡强度和分离的难易程度。
除了和 V 评分之外,还有其他 PCB 分板方法值得探索,具体取决于您的项目需求。
布线涉及切割 PCB 周围的大部分材料,留下小标签将其固定到位。这些标签后来在拆板过程中被折断或切割。这种方法提供干净的边缘并适用于复杂的形状,但由于所需的精度可能既耗时又昂贵。
激光分板使用聚焦光束以极高的精度切割 PCB 材料。它非常适合必须避免机械应力的精密或高密度电路板。然而,它比传统方法更昂贵、更慢。
对于非常小的运行或原型,可以使用剪刀或旋转切割机等手动工具。由于结果不一致且人工成本高,不建议将这种方法用于生产。
无论您选择穿孔还是 V 分数,遵循这些最佳实践都将确保设计成功。
考虑电路板材料:FR-4 是最常见的 PCB 材料,适用于这两种方法,但柔性或较薄的材料可能需要进行特定调整以避免开裂。
优化选项卡放置:将卡舌放置在远离敏感组件或高应力区域的地方。通常,对于大多数设计来说,每侧 2-3 个标签就足够了。
测试原型:在全面生产之前,请在原型面板上测试您的分离式标签设计,以确定强度或分离方面的潜在问题。
查阅制造商指南:不同的制造厂可能对老鼠咬伤或 V 刻度有特定的要求或限制。在完成设计之前,请务必确认兼容性。
在PCB分离极耳穿孔设计和PCB V分数设计规则之间进行选择归结为平衡成本、设计复杂性和产量。老鼠咬合具有灵活性和经济性,使其成为原型或不规则形状的理想选择。另一方面,V 型刻痕提供更干净的边缘和更高的强度,非常适合大批量、直线分离。
通过正确的分离式极耳设计,您不仅可以提高效率,还可以提供满足您应用需求的高质量 PCB。在应对下一个设计挑战时,请牢记这些见解。
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