Скрайбирование печатных плат

7 августа 2009

СКРАЙБИРОВАНИЕ (англ. v-scoring)

это технологическая операция, заключающаяся в нанесении линейных V-образных надрезов заданной глубины на поверхность заготовки печатной платы с обеих сторон. Основная цель такой обработки — упростить последующее разделение панели на отдельные платы, особенно после того, как на них уже выполнена автоматическая сборка компонентов.

Как выполняется скрайбирование: инструмент и параметры

Надрезы наносятся на специальном скрайбирующем станке с использованием алмазных фрез. Рабочая часть фрезы имеет треугольную форму и характеризуется рабочим углом при вершине. Наиболее распространенный угол — 30°, однако существуют фрезы с углами 45°, 60° и 90°, которые применяются для специфических задач.

На производственной линии ООО «ЭЛЕКТРОконнект» используется фреза именно с углом 30° — это обеспечивает оптимальный баланс между прочностью соединения плат в заготовке и легкостью их последующего ручного разделения.

Важная особенность процесса: надрезы выполняются непрерывно, проходя через всю заготовку от края до края, и всегда располагаются строго параллельно её внешним сторонам. После нанесения надрезов отдельные печатные платы остаются соединенными друг с другом тонким центральным перешейком — вебом (от англ. web, паутина). Толщина веба — это ключевой параметр операции, который задается технологом. Типичное значение для большинства стандартных плат составляет около 0,3 мм. Как выглядит в разрезе: 

Геометрические ограничения: какие платы можно скрайбировать?

Технология скрайбирования накладывает жесткие ограничения на форму изготавливаемых плат:

• Подходят только прямоугольные или квадратные платы.

• Не подходят платы круглой, овальной, многоугольной или любой другой сложной формы. Для их производства используется исключительно фрезеровка.

Кроме того, при компоновке заготовки под скрайбирование действуют строгие правила. Платы размещаются на панели вплотную друг к другу, одинаковыми ровными рядами. В отличие от фрезерованных плат, где можно произвольно вращать отдельные платы на 90° для более плотной упаковки, здесь такой возможности нет. Все платы должны быть ориентированы одинаково.

Почему прототипные заказы редко делают со скрайбированием

Именно из-за описанного выше ограничения большинство прототипных (мелкосерийных) заказов не могут быть выполнены методом скрайбирования. Причина проста: в прототипной заготовке часто объединяют несколько разных типов плат, имеющих различные размеры. Эффективно разместить их идеальными ровными рядами без зазоров и поворотов практически невозможно. Поэтому, если вы заказываете прототип и указываете требование «скрайбирование», производитель в большинстве случаев оставляет за собой право проигнорировать его и выполнить фрезеровку.

Несовместимость с гальваническими покрытиями: важное ограничение

Скрайбирование категорически несовместимо с заказами, требующими нанесения гальванического золота или никеля на контактные ламели (например, на краевые разъемы). Проблема возникает из-за того, что непрерывный надрез V-скор пересекает и физически обрезает тонкие проводники — подводки тока, которые используются для нанесения этих гальванических покрытий. В результате нарушается электрический контакт, и качественное золочение или никелирование ламелей становится невозможным.

Нормирование отступа меди от края платы

Чтобы избежать повреждения медных проводников при скрайбировании и последующем разламывании плат, конструктор должен соблюдать минимальное расстояние от края печатной платы до ближайших медных элементов. Это расстояние напрямую зависит от общей толщины платы и заданной толщины веба. Нормы приведены в таблице:

Эти значения являются расчетными и гарантируют, что медь не попадет в зону механического воздействия.

Важный нюанс: итоговый размер платы после разделения

При проектировании необходимо учитывать, что окончательные размеры готовой платы (после отделения от общей панели) будут не в точности равны расстоянию между надрезами, а несколько больше. Это связано с тем, что при ручном или автоматическом обламывании край пластика слегка разлохмачивается и выступает за линию надреза. Типичный пример: для платы толщиной 1,5 мм с вебом 0,3 мм добавка к размеру составляет примерно 0,2 мм с каждой стороны.

Рекомендация: если для вашего устройства критична точная ширина или длина платы, закладывайте запас на эту прибавку при оформлении заказа.

Передача заказчику и повторяемость заказов

Готовый заказ со скрайбированием может быть передан заказчику в одном из двух вариантов:

• В виде единого скрайбированного блока (несколько плат, соединенных на одной панели).

• В виде нескольких блоков (по частям) — по отдельному требованию клиента.

Важно помнить о принципе повторяемости: если первичный (головной) заказ был выполнен по технологии скрайбирования, то все последующие повторные заказы на ту же плату автоматически будут изготовлены таким же способом. Технологический процесс закрепляется и не меняется без веских причин.

Можно ли переделать скрайбированный заказ во фрезерованный?

Да, это возможно, но потребует полной перекомпоновки производственных данных. При переходе от скрайбирования к фрезеровке выполняются следующие шаги:

1. Заготовка пересобирается заново — на этот раз с увеличенным технологическим зазором между платами (типовой шаг 2,3 мм).

2. Все фотошаблоны для каждого слоя платы перерисовываются с учетом новых границ.

3. Стоимость изготовления новых фотошаблонов включается в счет заказа.

Поэтому такое изменение целесообразно только при достаточно больших тиражах.

Частный случай: скрайбирование прототипов с помощью «прыжкового» скрайбера

В дополнение к основным правилам стоит отметить, что производственные возможности завода «ЭлектроКоннект» постоянно расширяются. В отдельных случаях (оговаривается индивидуально) прототипную плату со скрайбированием можно разместить на общей заготовке вместе с другими платами. Для этого используется технология так называемого прыжкового скрайбера. Однако такой подход требует от инженера-конструктора специальной подготовки Gerber-файлов и не является стандартной услугой.

Завод «ЭлектроКоннект» выполняет изготовление печатных плат на заказ для предприятий электронной промышленности. Используются современные технологии производства HDI печатных плат.