所謂【V-cut】是印刷電路板(PCB)廠商依據(jù)客戶的圖紙要求,事先在PCB的特定位置用轉(zhuǎn)盤刀具切割好的一條條分割線,其目的是為了方便后續(xù)SMT電路板組裝完成后的「分板(De-panel)」之用,因?yàn)槠淝懈詈蟮耐庑涂雌饋砭拖駛€(gè)英文的【V】字型,因此得名。
之所以需要在電路板上設(shè)計(jì)出V-Cut,是因?yàn)殡娐钒?PCB)本身具有一定的強(qiáng)度與硬度,如果你想純粹用手來扳開或掰斷PCB是不太可能的事,就算你是大力士可以扳斷,最后也會(huì)將電路板上面的零件弄壞掉,因此需要有這類事先預(yù)先切割好的V-Cut線路來方便作業(yè)員順利將原先的拼板裁切成為單板,這就是【分板(De-panel)】。
因?yàn)橐话汶娐仿惆宓纳a(chǎn)都會(huì)先做拼板(panelization)與加板邊(break-away)的作業(yè),所以當(dāng)電路板打(貼)上所有零件并完成組裝后,當(dāng)然就要在進(jìn)行「分板」作業(yè),才能將板子安裝到機(jī)器中,因?yàn)橥ǔU麢C(jī)產(chǎn)品不會(huì)安裝兩片以上相同的組裝板(
PCBA),至于為什么電路板要先做拼板(panelization)與加板邊的作業(yè),就留待后面的文章再繼續(xù)解說吧!
設(shè)計(jì)【V-cut】的目的與V-Cut分板的作業(yè)
就如同前面篇幅說過,設(shè)計(jì)【V-cut】的主要目的在幫助電路板組裝后方便作業(yè)員分板(De-panel)之用,PCBA分板的時(shí)候一般會(huì)利用【V-Cut分板機(jī)(Scoring machine)】(如左圖),把PCB事先切割好的V型溝槽對(duì)淮Scoring的圓形刀片,然后用力的推過去,有些機(jī)器會(huì)有自動(dòng)送板的設(shè)計(jì),只要一個(gè)按鈕,刀片就會(huì)自動(dòng)移動(dòng)并劃過電路板V-Cut的位置把板子切斷,刀片的高度可以上下調(diào)整以符合不同V-Cut的厚度。(注:PCBA分板除了使用V-Cut的Scoring之外,還有其他的方法,如Routing、郵票孔…等方式。)
雖然PCB上面的V-Cut也可以使用手動(dòng)的方式來折斷或掰斷V-Cut的位置,但深圳宏力捷強(qiáng)烈建議不要使用手動(dòng)的方式折斷或掰斷V-Cut,因?yàn)槭謩?dòng)的時(shí)候會(huì)因?yàn)槭┝c(diǎn)的關(guān)系對(duì)PCB造成彎曲,這非常容易造成PCBA上面的電子零件破裂(crack, micro-crack),尤其是電容類零件,進(jìn)而降低產(chǎn)品的良率與信賴性,有些問題甚至要使用一段時(shí)間后才會(huì)漸漸顯現(xiàn)出來。
參考文章:
V-Cut設(shè)計(jì)及使用上的限制
V-Cut雖然可以方便我們輕易的將板子分開并去掉板邊,但V-Cut可是有設(shè)計(jì)及使用上的限制。
首先,V-Cut只能切直線,而且一刀到底,也就是說V-Cut只能切割成一條線直直的從頭切到尾,它無法轉(zhuǎn)彎改變方向,也不能像裁縫線一樣切一小段后跳掉一小段。
這是因?yàn)閂-Cut的凹槽是使用上下兩片圓盤的電鋸所切出來的,有看過木工師傅裁切木頭吧,意思大概就是那樣,因?yàn)镻CB的裁切都要很精淮(毫米計(jì)算),所以無法做到只切一半就退刀的作業(yè),其實(shí)也不是做不到,而是沒有必要大費(fèi)周章這么做,我們只要放棄V-Cut分板的制程,改用Routing去板機(jī)來裁切板子就可以達(dá)成了。所以一般如果是比較複雜的切斷路徑,就會(huì)改用Routing機(jī)來分板。
其次,PCB厚度太薄也不適合做V-Cut凹槽,一般如果厚度在1.0mm以下的板子,深圳宏力捷就不建議做V-Cut了,這是因?yàn)閂-Cut凹槽會(huì)破壞原本PCB的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,當(dāng)有設(shè)計(jì)V-Cut的板子上面放置有比較重的零件時(shí),會(huì)因?yàn)橹亓Φ年P(guān)系而使得板子變得容易彎曲,這非常不利SMT的焊接作業(yè)(容易造成空焊或短路)。
另外,PCB在行經(jīng)回焊爐的高溫時(shí),板子本身就會(huì)因?yàn)楦邷爻^玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)而軟化變形,如果V-Cut位置及凹槽深度設(shè)計(jì)得不好,會(huì)使得PCB變形更會(huì)嚴(yán)重,不利二次回焊制程。
V-Cut的殘留厚度設(shè)計(jì)與建議
一般來說,我們?cè)诙xV-Cut的凹槽尺寸時(shí)都只會(huì)定義其殘留厚度(Remained thickness),也就是在V-Cut凹槽兩個(gè)倒V口中間剩下的板厚,因?yàn)檫@個(gè)厚度決定了板子是否容易被折斷與變形的嚴(yán)重度。
最普遍的V-Cut殘留厚度建議為板子厚度的1/3,但是最小不建議小于0.35mm,再薄就容易發(fā)生板子于制程中有提前斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。V-Cut最厚不建議大于0.8mm,再厚的話V-Cut切割機(jī)(Scoring)可能無法一次就完全將其切斷,而且也會(huì)增加V-Cut切割機(jī)刀片的損壞程度,降低其使用壽命。
V-Cut的角度定義
最后是V-Cut的V字形夾角角度定義,一般來說V-Cut有30°、45°、60°三種角度可以定義,最常用的為45°。
V-Cut的角度越大,表示板子邊緣被V-Cut吃掉的板材就越多,相對(duì)的PCB上的線路就必須更往內(nèi)縮,以避免被V-Cut切割到,或是裁切V-Cut的時(shí)候受損。
V-Cut的角度越小,理論上越有利PCB的空間設(shè)計(jì),可是卻不利PCB板廠的V-Cut鋸片壽命,因?yàn)樵叫〉腣-Cut角度,就意味著電鋸的刀頭就要越細(xì)薄,也就越容易磨損與折斷其刀片。另外,板子的厚度越厚時(shí),因?yàn)楸仨毲懈畹帽容^深,所以一般V-Cut的角度就得越大,如果是1.6mm以上的板厚時(shí),板廠通常都不愿意接受30°角的V-Cut角度,除非你夠大咖,否則就改用Router切割設(shè)計(jì)吧。
既然Router切割幾乎可以解決所有V-Cut切割所帶來的不利因素,那為什么還要設(shè)計(jì)V-Cut?因?yàn)閮r(jià)錢不一樣啊!這個(gè)世界就是這樣,絕對(duì)沒有便宜又好用的東西,要有的話就稱霸了,也就不會(huì)有其他選擇了,不是嗎!
參考文章:
電路板去板邊—Router 切割機(jī)
深圳宏力捷推薦服務(wù):PCB設(shè)計(jì)打樣 | PCB抄板打樣 | PCB打樣&批量生產(chǎn) | PCBA代工代料