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La despanelización es un paso del proceso de ensamblaje de componentes electrónicos de alto volumen . Para aumentar el rendimiento de las líneas de fabricación de placas de circuito impreso (PCB) y de montaje superficial (SMT), las PCB se organizan a menudo en un proceso llamado panelización, de modo que constan de muchas PCB individuales más pequeñas que se utilizarán en el producto final. Este conjunto de PCB se denomina panel o multibloque. El panel grande se divide o "despaneliza" en un paso específico del proceso; según el producto, esto puede ocurrir justo después del proceso SMT , después de la prueba en circuito (ICT), después de la soldadura de elementos de orificio pasante o incluso justo antes del ensamblaje final de la PCB (PCBA) en la carcasa.
Riesgos
Al seleccionar una técnica de despanelado, es importante tener en cuenta los riesgos, entre los que se incluyen:
- Esfuerzo mecánico: el despanelado puede ser una operación violenta que puede doblar la placa de circuito impreso, provocando la fractura de algunos componentes o, en el peor de los casos, la rotura de las pistas. Para mitigar este riesgo, se recomienda evitar colocar componentes cerca del borde de la placa y orientarlos en paralelo a la línea de rotura.
- Tolerancia: algunos métodos de separación de paneles pueden resultar en una placa de circuito impreso (PCBA) de dimensiones diferentes a las previstas. Para mitigar este problema, es recomendable comunicarse con el fabricante para indicarle las dimensiones críticas y seleccionar un método de separación de paneles que se ajuste a sus necesidades. La separación manual de paneles ofrece la tolerancia más amplia, mientras que la separación láser ofrece la más estricta.
Principales tecnologías de despanelado
Actualmente se utilizan seis técnicas principales de corte para el desmontaje de paneles:
- freno de mano
- cortador de pizza / corte en V
- Cortadora por chorro de agua
- puñetazo
- enrutador
- sierra
- láser
Freno de mano
Este método es adecuado para circuitos resistentes a la tensión (por ejemplo, sin componentes SMD). El operario simplemente rompe la placa de circuito impreso, normalmente siguiendo una ranura en V previamente preparada, con la ayuda de una plantilla adecuada.
Cortador de pizza / Corte en V
Una cortadora de pizza es una cuchilla giratoria, a veces accionada por su propio motor. El operario mueve una placa de circuito impreso premarcada a lo largo de una ranura en V, generalmente con la ayuda de una plantilla especial. Este método se suele utilizar únicamente para cortar paneles grandes en otros más pequeños. El equipo es económico y solo requiere afilar la cuchilla y lubricarla como mantenimiento.
Utiliza una plantilla a base de aluminio para fijar la placa de circuito impreso en su lugar.
Cortadora por chorro de agua
Para cortar el panel de PCB, se utiliza un chorro de agua a alta presión. Este chorro suele estar mezclado con partículas abrasivas, lo que facilita un corte suave. El cortador por chorro de agua ofrece alta precisión y exactitud, y se utiliza habitualmente para cortar láminas metálicas.
Puñetazo
El troquelado es un proceso en el que se extraen placas de circuito impreso individuales del panel mediante una plantilla especial. Esta plantilla consta de dos partes: una con cuchillas afiladas y la otra con soportes. La capacidad de producción de este sistema es alta, pero las plantillas son bastante caras y requieren afilado periódico.
Enrutador
Una fresadora de despanelado es una máquina similar a una fresadora de madera . Utiliza una fresa para mecanizar el material de la placa de circuito impreso (PCB). La dureza del material de la PCB desgasta la fresa, que debe reemplazarse periódicamente.
El proceso de fresado requiere que las placas individuales se conecten mediante pestañas en un panel. La fresa mecaniza todo el material de la pestaña, lo que genera mucho polvo que debe aspirarse. Es fundamental que el sistema de aspiración sea seguro contra descargas electrostáticas (ESD) . Además, la fijación de la placa de circuito impreso debe ser firme; normalmente se utiliza una plantilla de aluminio o un sistema de sujeción por vacío.
Los dos parámetros más importantes del proceso de fresado son: la velocidad de avance y la velocidad de rotación . Estos se eligen según el tipo y el diámetro de la broca y deben ser proporcionales (es decir, aumentar la velocidad de avance debe ir acompañado de aumentar la velocidad de rotación).
Las fresadoras generan vibraciones de la misma frecuencia que su velocidad de rotación (y armónicos superiores), lo cual puede ser importante si hay componentes sensibles a las vibraciones en la superficie de la placa. El nivel de tensión es menor que en otros métodos de separación de paneles. Su ventaja radica en su capacidad para cortar arcos y girar en ángulos agudos. Su desventaja es su menor capacidad.
Sierra
Una sierra es capaz de cortar paneles a altas velocidades de avance. Puede cortar placas de circuito impreso con y sin ranuras en V. Corta poco material y, por lo tanto, genera poca cantidad de polvo.
Las desventajas son: la capacidad de cortar solo en líneas rectas y una tensión mayor que en el fresado.
Láser
Algunos fabricantes ofrecen ahora el corte por láser como método adicional.
El despanelado láser UV utiliza una fuente láser Nd:YAG bombeada por diodo con una longitud de onda de 355 nm (ultravioleta) . A esta longitud de onda, el láser es capaz de cortar, perforar y estructurar sustratos de circuitos rígidos y flexibles. El haz láser, capaz de realizar cortes con un ancho inferior a 25 μm, se controla mediante espejos de escaneo galvánico de alta precisión con una exactitud de repetición de +/-4 μm. [ 1 ]
Con una fuente láser UV se pueden cortar diversos materiales de sustrato, entre ellos FR-4 y sustratos similares a base de resina, poliimida , cerámica, PTFE , PET , aluminio, latón y cobre.
Ventajas: exactitud, precisión, baja tensión mecánica y capacidad de contorno y corte flexible.
Desventajas: la inversión inicial suele ser mayor que en las tecnologías de separación de paneles tradicionales, y además se recomienda que el grosor óptimo del panel no supere 1 mm.
Las fuentes láser de CO2 también se han utilizado para el despanelado, pero se consideran obsoletas, ya que la tecnología láser UV proporciona cortes más limpios, menor estrés térmico y mayor precisión.
Véase también
Referencias
- ↑ Meier, Dieter J.; Schmidt, Stephan H. (c. 2002). "Tecnología láser para PCB para HDI rígido y flexible: formación, estructuración y enrutamiento de vías" (PDF) . Garbsen, Alemania; Wilsonville, Oregón, EE. UU.: LPKF Laser & Electronics AG. Archivado (PDF) del original el 24 de febrero de 2024. Consultado el 24 de febrero de 2024 .(5 páginas)
Enlaces externos
- Desbaste de paneles: un estudio sobre rendimiento y productividad: los sistemas de sierra pueden proporcionar una alternativa rápida y de bajo estrés a los métodos de rotura manual.
- Calculadora de paneles PCB de CircuitPeople
- Fabricación de placas de circuitos impresos