El despanelado o despanelización es un paso del proceso en la producción de ensamblajes electrónicos de gran volumen . Para aumentar el rendimiento de la fabricación de placas de circuito impreso (PCB) y las líneas de montaje superficial (SMT), las PCB suelen organizarse en un proceso llamado panelización de modo que consten de muchas PCB individuales más pequeñas que se utilizarán en el producto final. Este grupo de PCB se denomina panel o multibloque. El panel grande se divide o "despaneliza" como un paso determinado del proceso; según el producto, puede ocurrir justo después del proceso SMT , después de la prueba en circuito (ICT), después de la soldadura de elementos de orificio pasante o incluso justo antes del ensamblaje final del conjunto de PCB (PCBA) en la carcasa.
Al seleccionar una técnica de despanelado, es importante tener en cuenta los riesgos, entre ellos:
Existen diferentes métodos para despanelizar una placa PCB. Los métodos de despanelización más utilizados son:
En el método V-Scoring, se coloca una ranura en forma de V entre las placas de circuito impreso individuales. Estas ranuras se pueden romper fácilmente con la mano o con una sierra y las placas de circuito impreso se separan. En el método V-Scoring, el grosor de la ranura debe seleccionarse con cuidado; normalmente, la ranura debe ser un tercio del grosor real de la placa de circuito impreso. [1]
En el enrutamiento por pestañas, se colocan pequeñas pestañas en los bordes de las placas de circuito impreso individuales. Las placas de circuito impreso se pueden separar fácilmente quitando las pestañas. Las ventajas del enrutamiento por pestañas en comparación con el enrutamiento en V es que puede manejar diferentes formas de placas de circuito impreso. Al seleccionar este método, se debe tener cuidado con la rigidez de las pestañas, ya que deben sujetar toda la placa. [2]
El riel de separación, también llamado riel de borde, se utiliza en el borde del panel de PCB. La razón principal del riel de separación es proteger las placas de PCB de cualquier daño en los bordes. Los rieles se quitan fácilmente del panel de PCB durante el despanelado. [3]
Actualmente se utilizan seis técnicas principales de corte para despanelado:
Este método es adecuado para circuitos resistentes a la tensión (por ejemplo, sin componentes SMD). El operador simplemente rompe la PCB, generalmente a lo largo de una línea de ranura en V preparada, con la ayuda de un dispositivo adecuado.
Un cortador de pizza es una cuchilla giratoria que, a veces, gira con su propio motor. El operador mueve una placa de circuito impreso previamente ranurada a lo largo de una línea de ranuras en V, generalmente con la ayuda de un dispositivo especial. Este método se suele utilizar solo para cortar paneles grandes en piezas más pequeñas. El equipo es barato y solo requiere afilar la cuchilla y engrasarla como mantenimiento.
Se utiliza una plantilla a base de aluminio para asegurar la PCB en su lugar.
Para cortar el panel de PCB, se utiliza un chorro de agua a alta presión. El chorro de agua normalmente se mezcla con partículas abrasivas, lo que ayuda a que el proceso de corte sea más suave. El cortador por chorro de agua tiene una alta precisión y exactitud y se utiliza generalmente para cortar láminas metálicas. [4]
El punzonado es un proceso en el que se extraen placas de circuito impreso individuales del panel mediante el uso de un dispositivo especial. Se trata de un dispositivo de dos piezas, con cuchillas afiladas en una parte y soportes en la otra. La capacidad de producción de un sistema de este tipo es alta, pero los dispositivos son bastante caros y requieren un afilado regular.
Una fresadora despaneladora es una máquina similar a una fresadora de madera . Utiliza una broca para fresar el material de la placa de circuito impreso. La dureza del material de la placa de circuito impreso desgasta la broca, que debe reemplazarse periódicamente.
El enrutamiento requiere que las placas individuales se conecten mediante pestañas en un panel. La broca fresa todo el material de la pestaña. Esto produce mucho polvo que debe aspirarse. Es importante que el sistema de vacío sea resistente a las descargas electroestáticas . Además, la fijación de la PCB debe ser firme: normalmente se utiliza una plantilla de aluminio o un sistema de sujeción por vacío.
Los dos parámetros más importantes del proceso de fresado son: la velocidad de avance y la velocidad de rotación . Se eligen según el tipo y el diámetro de la broca y deben permanecer proporcionales (es decir, el aumento de la velocidad de avance debe realizarse junto con el aumento de la velocidad de rotación).
Las fresadoras generan vibraciones de la misma frecuencia que su velocidad de rotación (y armónicos más altos), lo que puede ser importante si hay componentes sensibles a las vibraciones en la superficie de la placa. El nivel de tensión es menor que el de otros métodos de despanelado. Su ventaja es que pueden cortar arcos y girar en ángulos agudos. Su desventaja es una menor capacidad.
Una sierra puede cortar paneles a altas velocidades de avance. Puede cortar PCB con o sin ranuras en V. No corta mucho material y, por lo tanto, genera poca cantidad de polvo.
Las desventajas son: capacidad de cortar solo en líneas rectas y mayor estrés que para el enrutamiento.
Actualmente, algunos fabricantes ofrecen el corte por láser como método adicional.
El despanelado con láser UV utiliza una fuente láser Nd:YAG bombeada por diodos y con una longitud de onda de 355 nm (ultravioleta). En esta longitud de onda, el láser es capaz de cortar, perforar y estructurar sustratos de circuitos rígidos y flexibles. El haz láser, capaz de cortar anchos de menos de 25 μm, está controlado por espejos de escaneo galvánico de alta precisión con una precisión de repetición de +/-4 μm. [5]
Se puede cortar una variedad de materiales de sustrato con una fuente láser UV, incluidos FR-4 y sustratos similares a base de resina, poliimida, cerámica, PTFE , PET , aluminio, latón y cobre.
Ventajas: precisión, exactitud, bajo estrés mecánico y capacidades flexibles de contorno y corte.
Desventajas: la inversión de capital inicial suele ser mayor que la de las tecnologías de depanelado tradicionales, además se recomienda que el espesor óptimo del tablero no sea más de 1 mm.
También se han utilizado fuentes de láser de CO2 para despanelar, pero se consideran obsoletas ya que la tecnología láser UV proporciona cortes más limpios, menor estrés térmico y capacidades de mayor precisión .