PCB拼板设计对SMT生产效率影响

只看该作者 · 2024-3-1 15:02

本帖最后由 PCBAsmtobm 于 2024-3-1 15:03 编辑

PCB拼板设计对SMT生产效率影响

PCB拼板说直接一点就是把几个小PCB单元用各种连接方式组合在一起。比较常见的拼板有AA顺序拼、AB正反拼、AA旋转拼、AB阴阳拼、ABC混合拼等等多种方式。PCB 设计工程师在拼板设计时通常会考虑到产品的结构尺寸、电气性能、元件布局等功能方面。在拼板设计方面如何提升SMT生产效率，把对产品质量的影响风险降到最低，本文中的案例是在PCBA生产过程中所遇到的，如PCB外形尺寸不规则、拼板后影响生产效率，同时它也增加生产难度和制造成本。

PCB拼板目的：

1、因PCB外形尺寸太小、不规则严重影响SMT加工生产效率

2、实现板材利用率最大化，减少成本

3、降低生产难度，提高产品的良率。

板设计的规则：

拼板设计方式有很多种，在新产品试制阶段有时候很难确定采用哪种拼板方式、拼板数量是最佳化的。PCB设计工程师根据产品特性（如产品结构限定、外设接口限高、限位等因素）在设计时优先满足产品的结构要求，其次就是在PCB制板和SMT加工过程中反馈板材利用率和生产效率提出的问题。在生产过程中PCB板材选定后，遇到不同的几何尺寸和PCB拼板方式过炉后热膨胀直接影响着产品可靠性和性能，增加了SMT生产的加工难度和制造成本。结合SMT工艺工程师多年的经验总结，采用拼板方式来提升SMT产线效率，有以下几个方面跟大家分享：

在SMT生产线为了提升产线稼动率，常见的拼板方式有AAAA拼或AB拼两大方式，我们不能直接问哪一种拼板方式好呢？这要从产品的工艺复杂度来考虑，拼板后产线机台贴装周期平衡率、体积大的元件二次重熔后掉件问题等等。

采用正反拼设计（AABB拼）优点是让SMT产线设备配置和工艺流程简单容易。一张钢网，一套贴片程序和SPI/AOI检验程式以及回流焊接炉温曲线优化一次等等，提升SMT快速换线速度和首件核对一次完成，在极短的时间内有PCBA成品产出给到下一工序功能测试。

采用正反拼设计（AABB拼）缺点就是，若产品BOT面与TOP面在元件布局方面差异较大情况下（主芯片体积较大、元件布局密度较高、通孔回流元件脚超出板面等）会导致细间距位置的锡膏印刷不良和不稳定，体积和重量大的元件在二次过炉时掉件风险，在批量生产时不但没解决效率提升问题还会带来加工难度和质量问题，这也是考验工程师在线技术攻关能力。

采用（AAA/BBB拼）非正反拼设计，比较适合目前多数工厂推荐，生产线容易调配和合理安排设备资源，生产流程稳定，很容易提升产线效率。在PCB设计时工程师一定要考虑全面主芯片元件、散热较大元件、和外设接口元件布局合理性，加工厂仅需要合理安排生产线先生产BOT面（少元件面）再生产TOP面（多元件面），加工过程中遇到质量异常时工艺工程比较容易处理解决。生产过程中在保证直通率的前提下到底采用哪种拼板方式最佳？就要根据SMT产线的机台配置和设备的加工能力、制程稳定性等因素综合考量。

在生产过程中，在保证直通过的前提下，到底哪种贴片板方式最好呢?要综合考虑SMT生产线的加工能力、设备的加工能力、和过程的稳定性。

1、首先熟悉SMT产线配置及生产原理：

SMT工厂就是例子

PCB生产线最大尺寸：774mm*710mm

NXT可封装在03015、01005元件的最小封装中

NXT模型组设计产能35000 element/H

AIM多设计机管理产能27000全球/H

2、单面SMT贴花板产品为6贴花板，贴贴时将原6贴花板优化为12贴花板，减少走板次数和频率周期，提高产量。

3、SMT每条线的机台配置不同，设备工程师在换线时平衡每台机器的速度，印刷机的速度，SPI锡膏检测的速度，出线速度片材、回流速度、AOI测试速度，优化整条生产线全自动化高速生产，大大提高机器利用效率。

总而言之，高品质、低配、高效率生产是我们的追求和持续改进的目标。芯片机每小时出一次，是PCB组装中非常重要的一个环节：

单板单边尺寸小于80mm，需拼接

拼板后PCB最大尺寸(L)300-350mm * （W）200-250mm