印制電路板拼板中測(cè)試圖形位置設(shè)計(jì)改進(jìn)

何潤(rùn)宏

（汕頭超聲印制板公司，廣東 汕頭 515065）

1 背景

印制電路板（PCB）的拼板是指完成客戶PCB單元設(shè)計(jì)以后，對(duì)一些不規(guī)則單元模塊進(jìn)行拼合，以減少對(duì)PCB板材的浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)省成本的目的。拼板設(shè)計(jì)需要結(jié)合PCB工廠各制程設(shè)備的加工能力，參考板料的尺寸規(guī)格，設(shè)計(jì)出能夠符合各廠家對(duì)板件質(zhì)量最優(yōu)化、生產(chǎn)成本最低、生產(chǎn)效率最高、板料利用率最高的拼板尺寸。PCB拼板的工藝邊是指為了輔助生產(chǎn)插件走板、焊接過(guò)波峰在印制板板兩邊或者四邊增加的部分，主要是為了輔助生產(chǎn)，不屬于印制電路板的一部分，生產(chǎn)完成需去除。其中用于輔助印制板制造生產(chǎn)的工藝邊我們稱為大拼板工藝邊；出貨給下游客戶的小單元印制板，其工藝邊是用于輔助焊接裝配的，我們常稱為小單元工藝邊。如何在確保印制板電路板的質(zhì)量前提下，進(jìn)行合理有效的拼板，提高PCB的拼板利用率，從而節(jié)省原材料，這是PCB生產(chǎn)企業(yè)非常重視的問(wèn)題。

傳統(tǒng)拼板設(shè)計(jì)中，客戶為考察一家PCB公司的制作能力或PCB廠家為考察自己的加工能力，都設(shè)計(jì)了專門(mén)的測(cè)試圖形，這些測(cè)試圖形是單獨(dú)設(shè)計(jì)在一塊拼板上的，我們一般稱為測(cè)試板或叫考試板。而在量產(chǎn)階段，客戶則是將出貨單元的成型圖形又設(shè)計(jì)在另一塊拼板，檢測(cè)PCB制作是否有問(wèn)題。PCB廠家需要破壞生產(chǎn)板的成型區(qū)的出貨單元來(lái)分析自身的制程是否有問(wèn)題，PCB客戶端為了排除印制板問(wèn)題也需要破壞性更多的將封裝好的電路板，進(jìn)行品質(zhì)分析，這些破壞性的測(cè)試將導(dǎo)致帶來(lái)大量成本的上升。如何解決雙方對(duì)產(chǎn)品的信賴度，使得測(cè)試的成本降到合理的范圍，已成為印制板行業(yè)的一個(gè)重大難題。

2 技術(shù)方案

業(yè)界已經(jīng)有很多拼板優(yōu)化的方法，包括有：不同尺寸規(guī)格的出貨單元拼成在同一大拼板上的優(yōu)化；同一出貨單元，在不同裁切尺寸的拼板上優(yōu)化等等。本文是采用測(cè)試圖形和出貨單元的空間優(yōu)化技術(shù)，就是取消原來(lái)的測(cè)試板設(shè)計(jì)，直接將測(cè)試板的測(cè)試圖形轉(zhuǎn)移到量產(chǎn)板的工藝邊上。該方法實(shí)現(xiàn)了在同一電路板上將測(cè)試板和生產(chǎn)板合二為一，測(cè)試圖形分布在工藝邊上，大幅提高了整個(gè)拼板的利用率，而不改變成型區(qū)的線路圖形與結(jié)構(gòu)；同時(shí)測(cè)試圖形還可分布在不同小單元的工藝邊，實(shí)現(xiàn)了最小單元圖形的測(cè)試和精準(zhǔn)品質(zhì)控制，大幅保障了產(chǎn)品的出貨良率；此外進(jìn)行測(cè)試取樣時(shí)，不會(huì)破壞成型區(qū)的出貨單元，大幅減少了測(cè)試報(bào)廢率；而且可同時(shí)滿足客戶出貨測(cè)試和印制板生產(chǎn)測(cè)試的兩者同步檢測(cè)，避免相關(guān)品質(zhì)糾紛的發(fā)生。

3 技術(shù)步驟

本文的高拼板利用率的設(shè)計(jì)及制作方法，其技術(shù)步驟如下，對(duì)比效果圖見(jiàn)圖1。

（1）按大料尺寸和制程能力選擇適合PCB生產(chǎn)條件的大料拼板尺寸；

（2）按照客戶出貨小單元尺寸要求，將小單元分布排布在大拼板上面；

（3）將相應(yīng)測(cè)試圖形，排布在小單元的工藝邊上，而小單元成型區(qū)圖形保持不變；此步驟可根據(jù)PCB客戶實(shí)際需要，自行刪減；

（4）將相應(yīng)測(cè)試圖形，排布在大拼板的工藝邊上，而整體拼板尺寸保持不變；此步驟可根據(jù)實(shí)際需要，自行刪減；

（5）印制板生產(chǎn)板制作過(guò)程中，生產(chǎn)方可通過(guò)大拼板工藝邊區(qū)域的測(cè)試圖形隨時(shí)進(jìn)行品質(zhì)監(jiān)控和破壞性測(cè)試，不影響出貨給客戶的小單元。此步驟可根據(jù)實(shí)際需要，自行刪減；

（6）將帶有測(cè)試圖形的小單元出貨給客戶方，客戶可將小工藝邊的測(cè)試圖形進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，而不影響到成型區(qū)的圖形。此步驟可根據(jù)PCB客戶實(shí)際需要，自行刪減；

圖1 傳統(tǒng)拼板設(shè)計(jì)和高利用率拼板設(shè)計(jì)的比對(duì)

（7）當(dāng)需要進(jìn)行品質(zhì)確認(rèn)時(shí)，雙方各自取下對(duì)應(yīng)的工藝邊的測(cè)試圖形進(jìn)行對(duì)比分析，而不用重新投料制作測(cè)試板；

這種高拼板利用率PCB，可以是小工藝邊有測(cè)試圖形的生產(chǎn)板，也可包括大工藝邊有測(cè)試圖形的生產(chǎn)板，或兩種工藝邊都有測(cè)試圖形的生產(chǎn)板。以上步驟中提到的測(cè)試圖形可包括各類功能線路、孔、單層圖形、層間互連圖形等多種及組合的測(cè)試圖形。

4 實(shí)施效果

按上面技術(shù)方案及步驟進(jìn)行實(shí)施后，其前后的效果對(duì)比。

這種印制電路板高拼板利用率的設(shè)計(jì)及制作方法，實(shí)現(xiàn)拼板利用率提高20%以上，并有效避免電路板測(cè)試時(shí)破壞性報(bào)廢的產(chǎn)生，保證測(cè)試板和量產(chǎn)板的產(chǎn)品質(zhì)量的統(tǒng)一，有利于監(jiān)控出貨小單元的品質(zhì)，便于客戶和制造廠家進(jìn)行同步檢測(cè)等。