Pannellizzazione di un circuito stampato: di che cosa si tratta e quali sono i vantaggi

La realizzazione di un pannello contenente più circuiti stampati, viene fatta in ambito industriale quando si ha la necessità di far montare in modo automatico i componenti sui circuiti stampati.

In ambito industriale, infatti, vengono utilizzate per posizionare automaticamente i componenti sul circuito stampato macchine chiamate pick-and-place. Per lavorare con queste macchine è necessario che le schede abbiano una dimensione minima (le dimensioni minime richieste variano da macchina a macchina ma in genere sono pari a 51x51mm).

Oltre al vincolo sulle dimensioni , la realizzazione di un pannello con più circuiti stampati migliora l’efficienza del montaggio: il tempo che la macchina impiega a posizionare i componenti sul circuito stampato è minore rispetto al tempo impiegato a caricare un circuito stampato e ad allinearlo ( sulla base dei fiducial presenti sul circuito stampato) con i riferimenti interni della macchina. Nei sistemi industriali l’ottimizzazione del tempo di montaggio è un fattore importante ed ha conseguenze importanti sui costi di montaggio.

Come è costituito un pannello? Un pannello può comprendere sia circuiti stampati dello stesso tipo, sia circuiti stampati di diversa tipologia.

La figura seguente è un esempio di pannello con circuiti stampati della stessa tipologia. In questo caso le linee di rottura sono identificate con una linea semplice e vengono chiamate anche V-CUT (questo nome deriva dalla macchina utilizzata per tagliare i vari circuiti stampati che compongono il pannello). Per evitare di danneggiare i singoli circuiti stampati durante la fase di taglio o depannellizzazione, si inserisce uno spazio di 5-6mm tra i singoli circuiti stampati. Nel pannello così come all’interno dei singoli circuiti stampati, è importante che ci siano dei simboli chiamati fiducial: in questo modo la macchina pick-and-place può allineare il pannello e i singoli circuiti stampati. E’ importante che i fiducial (in genere sono tre sul pannello e due/tre sul circuito singolo) NON siano disposti in modo simmetrico. I fiducial sono posizionati nelle bandelle laterali del pannello.

Quando un pannello contiene circuiti stampati di diversa tipologia e diversa forma, i punti di rottura sono chiamati testimoni di rottura e non sono delle semplici linee ma sono composti da quattro/cinque fori (da 0.5m di diametro) non metallizzati distanti 1mm. Il metodo di depannellizzazione in questo caso è anche chiamato “mouse bites”. Anche in questo caso il pannello deve avere tre fiducial.

Come realizzare un pannello quando hai finito di sbrogliare il singolo circuito? Con KiCad oppure con software che possono modificare i file gerber (uno di questi è ViewMate Pro che è a pagamento) puoi realizzare un pannello partendo da un singolo circuito.

Quello che però ti suggerisco per non perdere tempo e rischiare che il pannello abbia problemi di stabilità meccanica oppure rischiare che ci siano difficoltà nella fase di depannellizzazione, è di contattare il produttore di circuiti stampati per verificare se effettua questo servizio. Oggi quasi tutte le società anche extraeuropee che producono circuiti stampati e da cui puoi effettuare un ordine online, hanno questo servizio anche se ordini un numero limitato di pannelli. Generalmente il costo per la realizzazione di un pannello a partire dai file gerber del singolo circuito è 10-20€ maggiore rispetto alla produzione di circuiti stampati singoli. Se scegli questa strada dovrai mandare al produttore di circuiti stampati i file gerber di ogni tipo di circuito che vuoi inserire nel pannello e un file in cui specifichi la disposizione dei circuiti nel pannello (ti basta inserire un rettangolo con dimensioni corrispondenti al singolo circuito) e le dimensioni complessive del pannello (considera una distanza tra un circuito e l’altro di 5-6mm nel caso di taglio V-CUT e di 10mm se vuoi che il pannello abbia i testimoni di rottura. La larghezza della bandella laterale è in genere di 10mm)

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