デパネリング

4つのPCBパネル

デパネリング（depaneling）またはデパネライゼーション（depanelization）は、電子機器の大量生産における工程です。プリント基板（PCB）製造および表面実装（SMT）ラインのスループットを向上させるため、PCBはパネル化と呼ばれる工程で配置され、最終製品に使用される多数の小さな個別PCBに分割されることがよくあります。このPCBクラスターは、パネルまたはマルチブロックと呼ばれます。大きなパネルは、工程内の特定の工程で分割（「デパネリング」）されます。製品によっては、SMT工程の直後、インサーキットテスト（ICT）後、スルーホール素子のはんだ付け後、あるいはPCBアセンブリ（PCBA）を筐体に 最終組み立てする直前に行われる場合もあります。

リスク

デパネル技術を選択する際には、次のようなリスクに留意することが重要です。

  • 機械的負荷：デパネル作業は激しい作業となる可能性があり、PCBを曲げて部品の破損や、最悪の場合、配線の断線を引き起こす可能性があります。これを軽減するには、PCBAの端に部品を配置しないようにし、部品を断線と平行に配置することが効果的です。
  • 許容誤差：デパネリング方法によっては、PCBAが想定とは異なるサイズになる場合があります。この問題を軽減するには、製造元に重要な寸法について確認し、ニーズに合ったデパネリング方法を選択してください。手作業によるデパネリングは許容誤差が最も小さく、レーザーによるデパネリングは許容誤差が最も大きくなります。

パネル分割方法

PCBボードのデパネル化には様々な方法があります。最も一般的なデパネル化方法は以下の通りです。

  1. Vスコアリング
  2. タブルーティング
  3. ブレイクアウェイレール

Vスコアリング

Vスコアリング法では、個々のPCB間にV字型の溝が設けられます。この溝は手や鋸で簡単に破断でき、PCBを分離することができます。Vスコアリングでは、溝の厚さを慎重に選択する必要があり、通常、溝の厚さは実際のPCBの厚さの3分の1にする必要があります。[ 1 ]

タブルーティング

タブ配線では、個々のPCBの端に小さなタブが配置されます。タブを取り外すことで、PCBは簡単に分離できます。V配線と比較したタブ配線の利点は、様々な形状のPCBに対応できることです。この方法を選択する際には、タブが基板全体を保持する必要があるため、タブの剛性に注意する必要があります。[ 2 ]

ブレイクアウェイレール

ブレイクアウェイレール（エッジレールとも呼ばれる）は、PCBパネルの境界に使用されます。ブレイクアウェイレールの主な目的は、PCB基板をエッジからの損傷から保護することです。このレールは、パネルを解体する際にPCBパネルから容易に取り外すことができます。[ 3 ]

主なデパネル技術

現在使用されているデパネル切断技術は主に 6 つあります。

ハンドブレイク

この方法は、耐歪み性回路（例えば、SMD部品を使用しない回路）に適しています。作業者は、適切な治具を用いて、通常は用意されたV溝に沿ってPCBを切断するだけです。

ピザカッター/Vカット

ピザカッターは回転刃で、独自のモーターで回転するものもあります。オペレーターは、通常は専用の治具を用いて、あらかじめ刻み目が付けられた基板をV溝に沿って動かします。この方法は、大きな基板を小さな基板に切断する場合にのみ使用されます。この装置は安価で、メンテナンスは刃の研磨とグリース塗布のみで済みます。

アルミニウムベースの治具を使用して PCB を所定の位置に固定します。

ウォータージェットカッター

PCBパネルを切断するには、高圧水流が使用されます。通常、水流には研磨粒子が混合されており、スムーズな切断工程に役立ちます。ウォータージェットカッターは高い精度と正確性を備えており、主に金属板の切断に使用されます。[ 4 ]

パンチ

パンチングとは、特殊な治具を用いてパネルから単一のPCBを打ち抜く工程です。この治具は2つの部分から構成されており、片方には鋭利な刃、もう片方にはサポートが付いています。このシステムの生産能力は高いのですが、治具は非常に高価で、定期的な研磨が必要です。

ルーター

デパネリングルーターは、木工用ルーターに似た機械です。ルータービットを用いてPCBの材料を加工します。PCBの材料は硬いため、ビットは摩耗するため、定期的に交換する必要があります。

配線作業では、パネル内のタブを用いて個々の基板を接続する必要があります。ビットはタブの材料全体を削り取ります。この際に大量の粉塵が発生するため、これを掃除機で吸引する必要があります。吸引システムは静電気対策が施されていることが重要です。また、PCBの固定はしっかりと行う必要があり、通常はアルミ製の治具や真空保持システムが使用されます。

ルーティングプロセスにおいて最も重要な2つのパラメータは、送り速度と回転速度です。これらはビットの種類と直径に応じて選択され、比例関係を保つ必要があります（つまり、送り速度を上げる場合は回転速度も同時に上げる必要があります）。

ルーターは回転速度と同じ周波数（および高調波）の振動を発生させます。これは、ボードの表面に振動に敏感な部品がある場合に重要になる可能性があります。他のデパネル工法よりも歪みレベルが低くなります。ルーターの利点は、円弧を描いたり、鋭角に曲げたりできることです。欠点は、処理能力が低いことです。

見た

鋸は高速でパネルを切断できます。V溝付き基板とV溝なし基板の両方を切断できます。切断する材料の量が少ないため、発生する粉塵も少なくなります。

欠点は、直線しか切断できないことと、ルーティングよりもストレスが大きいことです。

レーザ

現在、一部のメーカーではレーザー切断が追加の方法として提供されています。

UVレーザーデパネリングは、波長355nm（紫外線）、ダイオード励起Nd:YAGレーザー光源を使用します。この波長において、レーザーはリジッド基板およびフレックス基板の切断、穴あけ、構造化が可能です。25μm以下の切断幅が可能なレーザービームは、±4μmの繰り返し精度を誇る高精度ガルボスキャンミラーによって制御されます。[ 5 ]

UVレーザー光源を使用して、 FR-4や類似の樹脂ベースの基板、ポリイミド、セラミック、PTFE、PET、アルミニウム、真鍮、銅など、 さまざまな基板材料を切断できます。

利点: 正確性、精密性、機械的ストレスの低さ、柔軟な輪郭およびカット機能。

デメリット: 初期の資本投資は従来のパネル分離技術よりも高くなることが多く、最適なボードの厚さは 1 mm 以下であることが推奨されます。

CO2レーザー光源もパネル除去に使用されてきましたが、UV レーザー技術の方がよりきれいなカット、より少ない熱ストレス、より高い精度機能を備えているため、時代遅れであると考えられています。

参照

参考文献

  1. ^ 「Vスコアリング - PCBプロトタイプの簡単な方法 - PCBWay」 www.pcbway.com . 2024年7月25日閲覧。
  2. ^ 「Vスコアおよびタブ配線PCBのデパネリング」。Vスコアおよびタブ配線回路基板のPCBデパネリング。2024年7月25日閲覧。
  3. ^ 「Vスコアリングとその他のPCB分離方法」 . resources.pcb.cadence.com . 2024年2月21日. 2024年7月25日閲覧。
  4. ^ richarddavis (2021年7月28日). 「PCBパネル化とは何か？なぜ必要なのか？ - The Engineering Projects」 . www.theengineeringprojects.com . 2024年7月26日閲覧。
  5. ^ Meier, Dieter J.; Schmidt, Stephan H. (c. 2002). 「リジッドおよびフレックスHDI向けPCBレーザー技術 - ビア形成、構造化、配線」(PDF) . ドイツ、ガルプゼン；米国オレゴン州ウィルソンビル：LPKF Laser & Electronics AG. 2024年2月24日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2024年2月24日閲覧。（5ページ）
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