マウスバイトとVスコア：PCBのデパネライズ方法

多くの設計者は、PCBメーカーからテンプレートを取得して手作業で詳細を埋める場合を除き、自分自身でパネルを構築することはありません。Altium Designerでは、ボードをパネルに配置するツールがあり、Embedded Board Arrayと呼ばれています。これを使用して、生産ランのパネルあたりのボード数を見積もることができるほか、手組み立て用の自分自身のパネルを設計することもできます。

自分自身でパネルを構築し、ボードを自分で取り外したい場合は、組み立て前にパネルからボードを切り離す方法が必要になります。これを行うために、パネルに2つの可能な機能を追加できます：Vスコア溝とマウスバイトです。これらがパネルに追加されると、設計者がパネルからルーティングするよりも手でボードを簡単に分割できるようになります。

マウスバイトの設計方法

マウスバイトは、パネル内のボード間に切り抜き領域と穴を配置することによって設計され、パネル内のボードを小さなタブで接続した状態を残します。これらの小さなタブでPCBが接続されていると、製造業者はエッチングされたパネルを設計者や組み立て業者に出荷でき、PCBは組み立て前に手で取り外すことができます。残った材料は手でファイルで削ることも、ルーターでトリミングすることもできます。

ドリル穴は、ブレークアウェイタブとPCBの間に少量の材料が残るようにサイズと間隔が設定されています。これにより、設計者はガイドタブを端に沿って折り、その後手でボードを分割することができます。PCBレイアウト内のマウスバイトは、以下に示す配置のように見えます。

Vスコアやパネルルーティングを指定しない場合、多くの製造業者がマウスバイトを配置してくれます。

ボードエッジに沿ってマウスバイト用の穴を配置する際に注意すべき5つの重要な点は以下の通りです：

• PCBエッジに接するように穴を配置する
• 穴の直径は適度に大きいべきである
• 穴と壁の間隔は穴の直径より小さいべきである
• 穴の周囲のルーティング領域は通常1.5 mmから2 mm
• 製造図面にルーティングツールの直径とルーティングパスを示す

以下の画像は、ルーティングと穴の配置の例示寸法を示しています。ボードは穴の領域までルーティングされ、そのルーティングスペースはPCBラミネート材料がクリアされています。残りの領域は、残りのブレークアウェイタブの取り付けと穴です。以下の穴のサイズはあくまで例であり、一部の製造業者はルーティングと穴のサイズに独自の要求や要件を持っています。

基板の端に穴を接して配置することで、基板領域への侵入を最小限に抑えることができます。設計でマウスバイトを使用する予定の場合は、銅とコンポーネントの両方に対して十分な基板端のクリアランスが必要です。穴が基板の端に侵入すると、基板の側面から内部の銅が露出するリスクがあります。

マウスバイトが取り外されると、小さなPCB材料のかけらが残り、通常はきれいな端を作るために削り取る必要があります。これは、パネルからPCBを取り除くための代替方法、Vスコアリングの動機付けとなります。

Vスコア溝の設計方法

PCBパネルのVスコア溝は、材料が切り取られた小さな溝で、デパネライゼーションのための狭い切断線を定義します。Vスコアリングを使用したPCBの除去は、基本的にVスコア溝に沿ってパネルからPCBを切断するためのローリングブレードの使用を含みます。Vスコアリングは、十分に柔軟な溝を提供することもできるため、PCBを手で分割することができます。また、同じ組み立ての一連のPCBと共に使用することもできるため、大きなボードを必要に応じて小さなPCBに分割することができます。これを使用して、クライアントのためにPCBサンプルを作成しました。

Vスコアリングは、PCBパネルにカットアウトや穴を配置する必要はありません。ただし、Vスコアリングを使用する場合は、スコアの位置を機械層で示すことを確認してください。

組み込みボードアレイの機械層の例。黄色のグリッド線がVスコアのパスを示しています。

この機械層を使用して、層をDXFファイルにエクスポートしてパネル図面で使用するか、またはパネルのGerber層の1つとしてエクスポートすることができます。

PCBパネルのスコアリングにはいくつかの重要な設計ルールがあります。これらのルールがあるのは、スコア領域周辺のクリアランスと、スコア近くのPCBの柔軟性が必要なためです。

• 各PCBのスコア領域と近くの銅との間に大きなクリアランスを適用します。
• 余分な材料が不要な場合は、PCBを互いに隣接して配置しますが、PCBのボードアウトラインクリアランスを増やします。
• スコア領域の非常に近くにコンポーネントを配置しないでください。
• 取り付け穴、シルクスクリーンなどは、銅と同じ大きなクリアランスを必要としない場合があります。

Vスコアの位置が決定されたら、その位置をPCBパネル図面に示す必要があります。Vスコア溝の詳細も、下に示す例のような寸法付き図面で示す必要があります。この例は、PCBの表面における望ましいスコア角度と深さ、およびパネルの両側の溝間の残りの材料を示しています。

DraftsmanでのVスコアの位置と詳細。

その他のタスク

パネル設計は、マウスバイト、Vスコア溝、またはPCBを取り外すためのルーティングパスを追加することで終わりではありません。パネル用のPcbDocファイルを作成する際には、他にもいくつかの作業が必要です：

• 製造業者が、PCBスタックアップに合ったパネルサイズの材料を在庫していることを確認する
• パネルの角に工具穴とフィデューシャルを追加し、必要な数の工具穴が含まれていることを確認する
• 必要に応じて、制御インピーダンステスト用のテストクーポン/構造をパネルに追加する

パネルがPcbDocファイルで完成したら、OutJobファイルを使用してパネルのガーバーデータをエクスポートし、これらを製造業者に送ることができます。また、パネルの製造図をエクスポートしてカスタムパネル図面で使用することも、Draftsmanでパネル製造図を作成することもできます。

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