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<br />十五成型(Outline Contour) <br />15.1 製程目的<br />為了讓板子符合客戶所要求的規格尺寸，必須將外圍沒有用的邊框去除之。若此板子<br />是Panel 出貨（連片），往往須再進行一道程序，也就是所謂的V-cut，讓客戶在Assembly <br />前或後，可輕易的將Panel 折斷成Pieces 。又若PCB 是有金手指之規定，為使容易插入， <br />connector 的槽溝，因此須有切斜邊（Beveling）的步驟。<br />15.2 製造流程<br />外型成型(Punching or Routing)→V-cutaBeveling ( 倒角 )→清洗<br />15.2.1 外型成型<br />外型成型的方式從PCB 演變大致有以下幾個方式： <br />15.2.1.1 Template 模板<br />最早期以手焊零件，板子的尺寸只要在客戶組裝之產品可容納得下的範圍即可，對尺<br />寸的容差要求較不嚴苛，甚至板內孔至成型邊尺寸亦不在意，因此很多用裁剪的方式，單<br />片出貨。<br />再往後演變，尺寸要求較嚴苛，則打樣時，將板子套在事先按客戶要求尺寸做好的模<br />板(Template) 上，再以手動銑床，沿Template 外型旋切而得。若是大量，則須委外製作模具<br />(Die) 以沖床沖型之。這些都是早期單面或簡單雙面板通常使用的成型方式。<br />15.2.1.2 沖型<br />沖型的方式對於大量生產，較不CARE 板邊粗糙度以及板屑造成的影響時，可考慮使<br />用沖型，生產成本較routing 為低，流桯如下: <br />模具設計→模具發包製作→試沖→First Article 量測尺寸→量產。<br />a. 模具製作前的設計非常重要，它要考慮的因素很多，例舉如下： <br />(1) PCB 的板材為何，(例如FR4，CEM，FRI) 等<br />(2) 是否有沖孔<br />(3) Guide hole (Aligned hole) 的選擇<br />(4) Aligned Pin 的直徑選擇<br />(5) 沖床噸數的選擇<br />(6) 沖床種類的選擇<br />(7) 尺寸容差的要求<br />b. 模具材質以及耐用程度<br />目前國內製作模具的廠商水準不錯，但是材料的選用及熱處理加工，以及可沖次數，<br />尺寸容差等，和日本比較，尚遜一籌，當然價格上的差異，亦是相當的大。<br />15.2.1.3 切外型<br />因為板子層次技術的提昇，以及裝配方法的改變，再加上模具沖型的一些限制, 例如<br />模具的高價以及修改的彈性不佳，且精密度較差，因此CNC Routing 的應用愈來愈普遍。<br />A. 除了切外型外，它也有幾個應用： <br /> <br /> <br />a. 板內的挖空(Blank) <br />b. 開槽slots <br />c. 板邊須部份電鍍。<br />B. 作業流程： <br />CNC Routing 程式製作→試切→尺寸檢查(First Article)→生產→清潔水洗→吹乾→烘<br />乾<br />a. 程式製作<br />目前很多CAD/CAM 軟體並沒Support 直接產生CNC Routing 程式的功能，所以大部<br />份仍須按DRAWING 上的尺寸圖直接寫程式。注意事項如下： <br />(1) 銑刀直徑大小的選擇，須研究清楚尺寸圖的規格，包括SLOT 的寬度，圓弧直徑<br />的要求(尤其在轉角)，另外須考慮板厚及STACK 的厚度。一般標準是使用1/8 in 直徑的<br />Routing Bits 。<br />(2) 程式路徑是以銑刀中心點為準，因此須將銑刀半徑offset 考慮進去. <br />(3). 考慮多片排版出貨，客戶折斷容易，在程式設計時，有如下不同的處理方式，見<br />圖15.1 <br />(4). 若有板邊部份須電鍍的規格，則在PTH 前就先行做出Slot，見圖15.2 <br />(5) Routing Bit 在作業時，會有偏斜(deflect) 產生，因此這個補償值也應算入<br />b. 銑刀的動作原理<br />一般銑刀的轉速設定在6,000~36,000 轉/分鐘。由上向下看其動作，應該是順時鐘轉的<br />動作，除在板子側面產生切削的作用外，還出現一種將板子向下壓迫的力量。若設計成反<br />時針的轉向，則會發生向上拉起的力量，將不利於切外形的整個製程。<br />1 銑刀的構造<br />圖15.3 是銑刀的橫切面以及各重點構造的介紹. Relief Angle 浮離角：減少與基材的<br />摩擦而減少發熱. Rake Angle( 摳角):讓chip( 廢屑)切斷摳起，其角度愈大時，使用的力量較<br />小，反之則較大。Tooth Angle(Wedge Angle) 楔尖角：這是routing bit 齒的楔形形狀，其設<br />計上要考慮銳利及堅固耐用。<br />2. 偏斜( deflect ) <br />在切外型的過程中，會有偏斜的情形，若是偏斜過多將影響精準程度，因此必須減少<br />偏斜值。在程式完成初次試切時，必須量出偏斜的大小，再做補償, 待合乎尺寸規格後， <br />再大量生產. <br />影響偏斜的因素大致有如下幾個： <br />－板子厚度<br />－板材質<br />－切的方向<br />－轉速根據這些因素，下面探討如何減少偏斜，以降低其造成的偏差。<br />－銑刀必須標準化，如直徑、齒型等<br />－針對不同板材選擇適用的銑刀<br />－根據不同的材質，找出不同的轉速及切速，如FR4 材質可以24,000 轉/分鐘；至於<br />切速一般而言速度愈快，偏斜值愈大；反之愈小。<br />－若有必要，可設定兩次同樣的路徑，將因偏斜而較大尺寸的部份銑除。<br /> <br /> <br />－銑刀進行的路徑遵守一個原則：切板外緣時，順時針方向，切板內孔或小片間之槽<br />溝時，以逆時針方向進行，見圖15.4 的解說。<br />C. 輔助工具<br />NC ROUTING 設備評估好壞，輔助工具部份的重要所佔比例非常高。輔助工具的定義<br />是如何讓板子正確的定位，有效率的上、下板子，以及其排屑渣的功能，圖15.5(a.b) 是一<br />輔助工具說明。<br />1 機械檯面(Machine Plate) 必須讓工作面板對位PIN 固定於其上，尺寸通常為1/4 in 左<br />右<br />2.工作面板(Tooling Plate) 通常比機械檯面稍小，其用途為bushings 並且在每支<br />SPINDLE 的中心線下有槽構(Slot) <br />3.Sub-plates：材質為Benelax 或亞麻布及酚醛樹脂做成的，其表面須將待切板子的形<br />狀事先切出，如此可以在正式切板時，板屑(chips) 可以由此排掉同時其上也必須做出板子<br />固定的PIN 孔。其孔徑一般為1/8 in 。每次生產一個料號時，先將holding-pins 緊密的固定<br />於pin 孔(ping 孔最好選擇於成型內)，然後再每片板套上(每個piece 2 到3 個pin 孔)，每<br />STACK1~3 片，視要求的尺寸容差，PIN 孔的位置，應該在做成型程式時，一起計算進去， <br />以減少誤差。<br />D.作業小技巧<br />因為外型尺寸要求精度，依不同P/N 或客戶而有所不同，就如不同P/N，會設定不同<br />定位孔一樣，因此有幾種切型及固定方法可以應用。不管何種方法，最小單一piece( 分離<br />的)最小尺寸必須0.15 in 以上。(用一般1/8in Router) <br />1.無內Pin 孔的方法：若無法找出成型內Pin 孔時，可依圖15.6 方式作業a.先切單piece <br />三邊。b.再以不殘膠膠布如圖貼住已切之所有piece 所剩另一邊就可切除，TAPE 拉起<br />時，也道將單Piece 取出。此法之特徵： <br />準確度：±0.005in<br />速度：慢（最好用在極小piece 且需切開的板子)<br />每個STACK：每STACK 僅置１panel<br /><br />2.單一Pin 方法：見圖15.7 所指示，且須依序切之，此法的特徵<br />準確度：±0.005in<br />速度：快<br />每個STACK：每STACK 可多片置放<br />3.雙pins 方法：見圖15.8 ，此法準確度最高，且須銑兩次，第一次依一般標準速度， <br />因有偏斜產生， 因此須切第二次，但第二次速度加快至200in/min 。其特徵： <br />準確度：±0.002in <br />速度：快（上、下板因pin 較緊，速度稍慢於單pin） <br />每個STACK：多片<br />15.2 V-cut（Scoring ,V-Grooving） <br />V-cut 一種須要直、長、快速的切型方法，且須是已做出方型外型（以routing 或punching） <br />才可進此作業。見圖15.9 。時常在單piece 有複雜外型時用之。<br />15.2.1 相關規格<br />A. V-Groove 角度，見圖15.10 ，一般限定在30°~90°間，以避免切到板內線路或太接近<br /> <br /> <br />之。<br />B. V-cut 設備本身的機械公差，尺寸不準度約在±0.003in, 深度不準度約在±0.006in 。因此，<br />公司的業務,品管人員與客戶討論或製訂相關的製程能力或規格，應該視廠內的設備能<br />力。勿訂出做不到的規格。<br />C.不同材質與板厚，有不同的規格，以FR4 來說，0.060in 厚則web 厚約為0.014in 。當<br />然深度是上、下要均等否則容易有彎翹發生。CEM-3 板材0.060in 厚，約留web 0.024in； <br />CEM-1 則留web 0.040in，這是因含紙質，較易折斷。<br />D.至於多厚或多薄的板子可以過此製程，除了和設備能力有關外，太薄的板子，走此流<br />程並無意義（通常0.030in 以下厚度就不做V-cut 設計）。有些客戶對成型板邊粗糙度不<br />要求，PCB 廠也有於切或沖PANEL 後，設計V-cut 製程，切深一些，再直接折斷成<br />piece 出貨。<br />E. V-cut 深度控制非常重要, 所以板子的平坦度及機台的平行度非常重要.有專用IPQC 量<br />測深度之量規可供使用. <br />15.2.2 設備種類<br />A. 手動：一般以板邊做基準，由皮帶輸送，切刀可以做X 軸尺寸調整與上、下深度的<br />調整。<br />B. 自動CNC：此種設備可以板邊或定位孔固定，經CNC 程式控制所要V-cut 板子的座<br />標，並可做跳刀(Jump scoring) 處理，深度亦可自動調整，同一片板子可處理不同深度。<br />其產出速度非常快。<br />15.3 金手指斜邊(Beveling) <br />PCB 須要金手指( Edge connectors ) 設計，表示為Card 類板子，它在裝配時，必須插<br />入插槽，為使插入順利，因此須做斜邊，其設備有手動、半自動、自動三種。幾個重點規<br />格須注意，見圖15.11 ，一般客戶DRAWING 會標清楚。<br />A. θ°角一般為30°、45°、60° <br />B. Web 寬度一般視板厚而定，若以板厚0.060in，則web 約在0.020in <br />C. H、D 可由公式推算，或客戶會在Drawing 中寫清楚。<br />15.4 清洗<br />經過機械成型加工後板面,孔內及V-cut,slot 槽內會許多板屑,一定要將之清除乾淨.一般<br />清洗設備的流程如下: <br />loading→高壓沖洗→輕刷→水洗→吹乾→烘乾→冷卻→unloading <br />15.4.1 注意事項<br />A. 此道水洗步驟若是出貨前最後一次清洗則須將離子殘留考慮進去. <br />B. 因已V-cut 須注意輕刷條件及輸送. <br />C. 小板輸送結構設計須特別注意. <br />15.5 品質要求<br />由於尺寸公差要求越趨嚴苛因此First Article 要確實量測,設備的維護更要做到隨時保<br />持容許公差之內. <br />接下來之製程為電測與外觀檢驗. <br />
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