Рекомендации по конфигурации скрайберных линий

Скрайбирование — это процесс нанесения линейных надрезов заданной глубины режущим диском с  V-образной формой резца. В связи с этим, линию скрайбирования часто называют линией V-Cut. В англоязычной литературе также может встречаться название — V-scoring , V-Groove. Угол режущей кромки может быть различным, но самый распространенный рабочий угол — 30˚. В скрайбере компании Электроконнект как раз используется фреза с углом 30˚.

Для того, чтобы воспользоваться данным способом разделения, необходимо заказать как минимум 2 платы прямоугольной формы и скомпоновать их в технологическую заготовку. Скрайберные линии наносятся по всей длине заготовки непрерывно, начиная от одного края и до другого. Скрайберные линии не должны проходить по ножевым разъёмам, это приводит к браку, так как в таких разъёмах топология подходит к самому краю платы. К категории печатных плат, несовместимых со скрайбированием, относятся платы из материала ФАФ, флан, некоторые виды Rogers.

Присутствуют и другие способы нанесения скрайберных линий. Один из самых современных — нанесение скрайберных линий лазером. В данном случае лазер не выжигает линию полностью, а лишь создает очень частые микро отверстия диаметром порядка 70vw мкм примерно на толщину половины платы. Соответственно этот способ позволяет наносить отверстия глубже чем скрайбирование диском, значит и усилие при изломе будет меньше.

Пример нанесенных скрайберных линий на изготовленной панели печатных плат изображен на рисунке ниже.

Однако несмотря на положительные стороны скрайбирования, есть и отрицательные. Одна из проблем — выход из строя компонентов вблизи скрайберных линий. Это происходит вследствие того, что для разлома и отделения печатных плат друг от друга необходимо приложить усилие, иногда даже довольно существенное. Вследствие этого могут возникать микротрещины, может отклоняться направление раскалывания, могут появляться сколы на краях печатной платы и т. д.

Чтобы избежать этого, можно уменьшать толщину перешейка, произведенного скрайберной линией. Этот перешеек в большинстве источников называют Web. Существует рекомендация среди производителей делать глубину канавки линии скрайбирования в треть печатной платы с каждой стороны. Таким образом убрать ⅔ толщины платы с двух сторон, оставив ⅓ толщины платы. При таком способе не должно производиться существенных усилий при разделении печатных плат стандартных конфигураций слоев.

Казалось бы, чем меньше толщина Web, тем проще разделять платы между собой, но здесь присутствует обратная сторона медали — при слишком глубокой глубине канавки может случиться ситуация, что платы при транспортировке или воздействии вибрации могут отделяться друг от друга непреднамеренно. К примеру, если толщина платы порядка 1 мм, то сделав с двух сторон пропилы на треть толщины мы получим толщину Web — 0,33.

Существует способ повышения надежности платы — увеличение ее жесткости. Это позволит увеличить сопротивление платы негативным факторам при разделении плат. Таким образом можно избежать изломов, появления микротрещин и т. д. Самый простой способ увеличения жесткости — увеличение толщины платы. Увеличение толщины платы в 2 раза уже даёт существенный прирост жесткости для платы. Что значительно улучшает ее механические свойства.

Для разделения плат по линии скрайбирования используются автоматические и полуавтоматические устройства разделения — депанеллеры, предназначенные для разделения скрайбированных плат после монтажа. Разделение в такой машине производится при помощи разрезания печатной платы острым лезвием. При этом режущие диски плату не разрезают, а расталкивают в разные стороны. Соответственно плата испытывает наименьшие нагрузки на изгиб и кручение. В данном случае скрайберные линии служат скорее ориентиром, но также в некоторой степени и облегчают разрезание платы. Пример такой машины представлен на рисунке ниже.

Итак, учитывая все вышеупомянутые факторы, влияющие на успешность производства можно сформулировать основные требования и рекомендации по конфигурации скрайберных линий для разработчиков:

1. Линия скрайбирования должна полностью повторять контур печатной платы. То есть, между печатными платами в заготовке не должно быть пропусков.
2. Линия скрайбирования может быть только вертикальной или только горизонтальной, и только прямолинейной. Друг относительно друга они размещаются перпендикулярно. Пример удачного расположения плат в заготовке представлен ниже.

3. Линия скрайбирования не может быть прервана, т. е. линии скрайбирования как на рисунке ниже недопустимы.

4. Необходимо делать отступ топологии от края платы (линии скрайбирования). Чем толще плата, тем больше отступ необходим. Технологические возможности при изготовлении плат со скрайберными линиями приведены в таблице ниже.

5. Также, на многих производствах присутствует ограничение на максимальный размер заготовок, в которых вы объединяете свои платы. Необходимо не превышать данные размеры.
6. Будет дешевле сделать так, чтобы на панели присутствовали лишь платы одинакового дизайна. Если вы объединяете в панель несколько плат различных дизайнов, то удешевления разделения не будет. Разделять их будет всё так же дорого, как и любым другим способом.

При выполнении данных рекомендаций вы получите наилучший результат. Будут минимизированы риски, связанные с негативными факторами, присущими данному методу. А также максимально снижены затраты на производство печатных плат.