パネル化は、～を考慮するうえで欠かせない要素ですPCB製造効率。一方では、パネル化によってPCB製造効率が向上し、リードタイムを短縮することができます。他方では、不規則な形状の小型PCBに対して、パネル化は最も効果的な製造方法です。PCB組立パネル化は、人件費を削減でき、製品の品質管理にも便利であるため有用です。
しかし、パネル化にもいくつかの制限があります。全体のサイズはPCBパネルは、ペースト印刷機、SPI装置、SMTマシン、リフロー炉、AOI装置、AIパナサートおよびフローはんだ付け装置などの自動化設備の製造能力に適合していなければなりません。一般的に、全体レイアウトの最大サイズは450×330mmであり、最小サイズは50×50mmです。サイズが小さく、パネル化できない不規則なPCBの一部は、補助治具に依存して補助的な製造を行うしかありません。
しかし、PCBメーカーがパネル化の工程を行う際には、常にある問題が顕著に残ります。SMT 製造業者製造容易性を十分に考慮できず、製造コストの利益最大化を達成できない。特定のPCB要件に応じて、コストと製造能力を考慮しながら、最も適切な組み合わせ方法に依存しなければならない。
パネル化のいくつかの組み合わせ方法は、次のように示されています。
・注文パネル化
一般的な方法として、オーダーパネル化は最も広く使用されているパネル化手法です。多くの利点が、その現在のリーダー的地位に寄与しています。
第一に、このタイプのパネル化はあらゆる状況に対応可能であり、SMT メーカーの製造条件や製品の組み合わせを考慮する必要がありません。
第二に、オーダーパネル化は製造数量の影響を受けず、SMT 設備の最大台数に基づいて最大数のパネルを効率的に確保できるため、あらゆるパネル化の組み合わせの中で最も高い生産性を実現します。
第三に、ステンシル設計の印刷工程において、特殊部品のパッド方向の影響によって印刷品質が低下することはありません。
最後に、全工程の各ロットでパネルの向きが異なっていても、そのために作業難易度が累積することはありません。
PCBメーカーにとっても、発注パネル化の方法であればコストは許容範囲であり、品質も最高水準に維持することができます。発注パネル化の例を図1に示します。
・回転角度のパネル化
基板材料の最適な利用を実現し、基板材料の無駄を減らすために、90度または180度回転させて面付けを行う方法が採用されており、これを回転角面付けと呼びます。この種の面付けは、特殊な部品による空きスペースが原因で生じる、通常の面付けの欠点を補うものです。
回転角度パネル化にはいくつかの欠点があります。まず第一に、角度を回転させた後は実装効率が低下する可能性があります。また、実装品質が安定した状態から外れてしまう可能性もあります。さらに、組立後の目視検査においては、毎回方向の変化を確認しなければならないため、作業者の作業負荷が増大し、ミスが発生する確率も高くなります。図2に回転角度パネル化を示します。
・両面パネル化
図3に示すように、両面パネル化とは、PCB の両面を一方の面上で1つのパネルとしてパネル化することを指します。
この種類の面付けは、両面に大きな体積で耐熱性の低い部品が実装されていないプリント基板に対して利用可能です。そうでない場合、プリント基板の裏面にある体積および重量の大きい部品は脱落する可能性があり、耐熱性の低い部品は焼損するおそれがあります。
このタイプのパネル化にはいくつかの利点があります。まず第一に、SMT全体の効率を高め、製造コストを削減するのに優れています。二層PCBの製造は一度の工程で完了でき、プリントステンシルを1枚節約できるほか、製品切り替えに要する時間も削減でき、利用効率を大幅に向上させます。SMT装置第二に、リフローはんだ付けおよびフローはんだ付けにおいては、試験片のカーブは1種類のみでよいため、試験片カーブ用の材料を節約することができます。さらに、現場製造に対する管理強度によって過度な無駄が生じることもないため、この種のパネル化は量産に適しています。
このタイプの面付けには欠点もあります。まず第一に、BGA を搭載した PCB は、このタイプの面付けには適していません。リワークが困難になるためです。第二に、パネルは偶数個単位で配置しなければならないため、生産数量に制約が生じます。そうしないと、基板のスクラップが発生します。第三に、カットが完了するまで AI と DIP を実施できないため、挿入効率および DIP の稼働率に影響を及ぼします。最後に、品質管理が難しいため、基板メーカーにとってはより大きな困難が生じます。
・コンビネーションパネル化
コンビネーション面付けは、特性面付けとも呼ばれ、さまざまな種類のPCBを、組み合わせの原則に従って一つのパネルにまとめるタイプの面付けです。以下の図4に示されています。
この種の面付けにはいくつかの利点があります。第一に、家庭用電化製品や玩具などの製品において、複数のPCBを組み合わせた製造形態に適しています。第二に、生産効率の向上とコスト削減に有利であり、その結果、製品の回転率および半製品在庫を大幅に減らすことができ、顧客の迅速な出荷要求に応えることが可能になります。
しかし、この種の面付け方式には欠点もあります。一方では、ライン作業の過程で製品の区別がしにくく、製品の混乱を招きます。他方では、組み合わせの中の1枚の基板に不良や廃棄が発生した場合、全体の面付け数が減少し、製造上のリカバリーにとって好ましくありません。
PCBパネルの理想的な組み合わせ方法は、製造効率、難易度およびコストによって決定され、さらに、Vカットやマウスバイト（スナップホール）といった最も一般的な方法を含む分割方法は、極めて重要かつ不可欠である。分割方法の設計においては、リフローによる反り変形を防止し、分割作業の容易さを確保するために、加わる圧力を十分に考慮しなければならない。スナップホールは、主に板厚が1.0mm以下で、BGAのような外力に敏感な部品を搭載したPCBに用いられ、リフロー変形の可能性を低減して品質を確保し、製造効率を向上させるとともに、外力を分散させることができる。
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役立つリソース
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