Mouse Bites và V-Scores: Cách Tách Bảng Mạch In (PCB)

Hầu hết các nhà thiết kế không tự tạo bảng mạch của mình, trừ khi họ lấy một mẫu từ nhà sản xuất PCB và điền vào chi tiết bằng tay. Trong Altium Designer, có một công cụ cho phép bạn sắp xếp các bảng mạch vào một bảng ghép, được gọi là Embedded Board Array. Bạn có thể sử dụng công cụ này để ước lượng số lượng bảng mạch trên mỗi bảng ghép trong một lần sản xuất, hoặc để thiết kế bảng ghép của riêng bạn cho việc lắp ráp bằng tay.

Nếu bạn muốn tự tạo bảng ghép và tự tách các bảng mạch, bạn sẽ cần một cách nào đó để cắt các bảng mạch ra khỏi bảng ghép trước khi lắp ráp. Để làm điều này, chúng ta có thể thêm hai tính năng có thể vào bảng ghép: rãnh V-score và mouse bites. Khi những tính năng này được thêm vào một bảng ghép, việc tách các bảng mạch ra bằng tay sẽ dễ dàng hơn nhiều so với việc phay chúng ra khỏi bảng ghép.

Cách Thiết Kế Mouse Bites

Mouse bites được thiết kế bằng cách đặt các khu vực cắt và lỗ giữa các bảng mạch trong một bảng ghép, để lại những tab nhỏ kết nối các bảng mạch trong bảng ghép. Với những tab nhỏ này kết nối các PCB, nhà sản xuất có thể gửi một bảng ghép đã được khắc cho nhà thiết kế hoặc người lắp ráp, và các PCB có thể được tách ra bằng tay trước khi lắp ráp. Vật liệu còn lại có thể được mài bằng tay hoặc cắt bỏ bằng máy phay.

Các lỗ khoan được kích thước và cách nhau sao cho có một lượng vật liệu nhỏ giữa các tab tách và một PCB. Điều này cho phép nhà thiết kế tách các tab hướng dẫn xung quanh các cạnh và sau đó tách các bảng mạch ra bằng tay. Mouse bites trong bố cục PCB trông giống như sắp xếp được hiển thị bên dưới.

Nhiều nhà sản xuất sẽ đặt Mouse bites cho bạn nếu bạn không chỉ định V-score hoặc đường phay bảng ghép.

Có năm điểm quan trọng cần lưu ý khi đặt lỗ cho mouse bites dọc theo cạnh bảng mạch:

• Đặt lỗ tiếp xúc với cạnh PCB
• Đường kính lỗ nên lớn một cách hợp lý
• Khoảng cách giữa lỗ và tường lỗ nên nhỏ hơn đường kính lỗ
• Khu vực phay xung quanh các lỗ thường là 1.5 mm đến 2 mm
• Chỉ ra đường kính dụng cụ phay và đường phay trong bản vẽ sản xuất

Hình ảnh dưới đây cho thấy một số kích thước ví dụ của sự sắp xếp lỗ và phay. Các bảng mạch được phay ngay đến khu vực có lỗ, và không gian phay đó đã được loại bỏ mọi vật liệu laminate PCB. Khu vực còn lại là phần còn lại của tab tách và các lỗ. Kích thước lỗ dưới đây chỉ là một ví dụ từ, một số nhà sản xuất sẽ có yêu cầu hoặc nhu cầu riêng của họ đối với kích thước phay và lỗ.

Bằng cách đặt các lỗ tiếp xúc với mép bảng mạch, sẽ có sự xâm nhập tối thiểu vào khu vực bảng mạch. Nếu bạn dự định sử dụng mouse bites trong thiết kế của mình, thì cần phải có đủ khoảng cách mép bảng mạch, cả đối với đồng và linh kiện. Khi các lỗ xâm nhập vào mép bảng mạch, bạn có thể gặp rủi ro lộ ra đồng bên trong qua cạnh của bảng mạch.

Khi mouse bites được tách ra, chúng để lại những mảnh nhỏ vật liệu PCB, thường cần phải được mài bỏ để tạo ra mép sạch. Điều này thúc đẩy một phương pháp thay thế để loại bỏ PCB khỏi tấm panel: V-scoring.

Cách Thiết Kế Rãnh V-Score

Rãnh V-score trên tấm panel PCB là những rãnh nhỏ nơi một số vật liệu đã được cắt bỏ, định nghĩa một đường cắt hẹp cho việc tách panel. Việc loại bỏ PCB với V-scoring cơ bản bao gồm việc sử dụng một lưỡi cắt lăn để cắt PCB khỏi tấm panel dọc theo rãnh V-score. V-scoring cũng có thể cung cấp một rãnh đủ linh hoạt để PCB có thể được tách ra bằng tay. Nó cũng có thể được sử dụng với một lô PCB trong cùng một lắp ráp, do đó một tấm lớn có thể được chia thành các PCB nhỏ hơn theo nhu cầu; Tôi đã sử dụng điều này để tạo mẫu PCB cho khách hàng.

V-scoring không yêu cầu đặt bất kỳ lỗ cắt hay lỗ nào trên tấm panel PCB. Tuy nhiên, nếu bạn muốn sử dụng V-scoring, bạn nên chắc chắn chỉ ra vị trí của rãnh trên một lớp cơ khí.

Ví dụ về lớp cơ khí trong một mảng bảng mạch nhúng. Các đường lưới màu vàng hiển thị đường đi của V-score.

Với lớp cơ khí này, bạn có thể xuất lớp ra một tệp DXF và sử dụng nó trong bản vẽ panel, hoặc bạn có thể xuất nó như một trong những lớp Gerber cho panel của mình.

Có một số quy tắc thiết kế quan trọng cho việc scoring trên tấm panel PCB. Lý do chúng ta có những quy tắc này là do các khoảng cách cần thiết xung quanh khu vực score và tính linh hoạt của PCB gần khu vực score.

• Áp dụng một khoảng cách lớn giữa khu vực score và đồng gần đó trong mỗi PCB.
• Nếu không mong muốn có vật liệu còn lại, hãy đặt các PCB cạnh nhau nhưng tăng khoảng cách mép bảng mạch trong PCB.
• Tránh đặt linh kiện rất gần khu vực score.
• Các lỗ gắn, silkscreen, v.v. có thể không yêu cầu các khoảng cách lớn như đồng.

Một khi vị trí V-score được xác định, các vị trí cần được chỉ ra trên bản vẽ tấm panel PCB. Chi tiết rãnh V-score cũng cần được chỉ ra với một bản vẽ có kích thước, như trong ví dụ dưới đây. Ví dụ này chỉ ra góc score mong muốn và độ sâu vào bề mặt của PCB, cũng như vật liệu còn lại giữa các rãnh ở mỗi bên của tấm panel.

Vị trí và chi tiết V-score trong Draftsman.

Các Nhiệm Vụ Khác

Thiết kế bảng mạch không chỉ kết thúc với việc thêm các lỗ chuột, rãnh V-score, hoặc đường cắt để tách các PCB. Còn có những công việc khác cần thực hiện khi tạo tệp PcbDoc cho bảng mạch của bạn:

• Xác minh xem nhà sản xuất của bạn có chứa vật liệu phù hợp với kích thước bảng mạch và cấu trúc PCB của bạn không
• Thêm lỗ công cụ và điểm định vị vào các góc của bảng mạch, và đảm bảo số lượng lỗ công cụ cần thiết được bao gồm
• Thêm bất kỳ phiếu kiểm tra/cấu trúc nào cho việc kiểm tra trở kháng kiểm soát vào bảng mạch nếu cần

Một khi bảng mạch được hoàn thành trong tệp PcbDoc, bạn có thể sử dụng tệp OutJob để xuất các tệp Gerber cho bảng mạch và gửi chúng đến nhà sản xuất của bạn. Bạn cũng có thể xuất bản vẽ fab của bảng mạch và sử dụng nó trong bản vẽ bảng mạch tùy chỉnh, hoặc bạn có thể tạo bản vẽ sản xuất bảng mạch trong Draftsman.

Dù bạn cần xây dựng điện tử công suất đáng tin cậy hay hệ thống số tiên tiến, sử dụng bộ đầy đủ các tính năng thiết kế PCB và công cụ CAD hàng đầu thế giới trong Altium Designer®. Để thực hiện sự hợp tác trong môi trường liên ngành hiện đại, các công ty đổi mới đang sử dụng nền tảng Altium 365™ để dễ dàng chia sẻ dữ liệu thiết kế và đưa dự án vào sản xuất.

Chúng ta mới chỉ khám phá bề mặt của những gì có thể thực hiện với Altium Designer trên Altium 365. Bắt đầu dùng thử miễn phí Altium Designer + Altium 365 ngay hôm nay.