PCB拼板设计:这些方式你一定要知道

提到 PCB 拼板,很多工程师第一反应就是邮票孔拼板。不可否认,邮票孔拼板是最常用的方式,但它并不是万能的。不同的产品类型、生产规模和拆分方式,需要搭配不同的拼板设计。今天我们就来聊聊除了邮票孔之外的几种主流拼板方式,以及它们的适用场景和设计要点。

​第一种:V-CUT 拼板,也叫 V 槽拼板,这是量产订单中最受欢迎的拼板方式。V-CUT 的原理很简单:用专用的 V-CUT 机,在拼板的连接部位切割出一个 V 形的凹槽,凹槽深度一般为板厚的 1/3–1/2。拆分时,只需沿着 V 槽轻轻弯折,单板就能轻松分离,而且边缘平整、无毛刺,不需要额外的打磨处理。

V-CUT 拼板的优点非常突出:第一是拆分效率高,适合机器自动分板,一条生产线一小时能拆分几千块板,完全满足量产需求;第二是边缘质量好,V 槽的切割精度高,拆分后单板的尺寸公差能控制在 ±0.05mm 以内;第三是成本低,V-CUT 的加工费用比邮票孔低,而且不需要额外的桥连设计,节省基材。

但 V-CUT 拼板也有明显的局限性。首先,它只适用于规则形状的单板,比如矩形、方形,如果单板是异形的,V-CUT 机的刀具无法沿着异形边缘切割;其次,它对板厚有要求,板厚小于 0.6mm 或大于 2.0mm 时,不建议用 V-CUT,薄板容易在弯折时变形,厚板则很难弯折拆分;最后,V 槽的位置不能太靠近焊盘或元器件,否则弯折时的应力会损坏元器件,一般要求 V 槽距离焊盘至少 0.5mm。

V-CUT 拼板的设计要点:V 槽的角度一般选择 45° 或 60°,45° 的 V 槽更容易弯折,适合薄板;60° 的 V 槽更牢固,适合厚板。拼板之间的连接宽度(即 V 槽的间距)建议设置为 0.3mm–0.5mm,太宽会增加基材浪费,太窄则会影响拼板的稳定性。

第二种:铣刀拼板,也叫锣板拼板,这是异形板的 “专属拼板方式”。铣刀拼板是用数控铣刀,沿着单板的边缘切割,拼板之间通过工艺边连接。工艺边是额外增加的基材区域,用于承载定位孔和连接单板,拆分后工艺边会被完全切除。

铣刀拼板的最大优势是适配所有异形板,不管单板是圆形、椭圆形还是不规则形状,铣刀都能精准切割。而且铣刀拼板的边缘精度极高,尺寸公差能控制在 ±0.02mm 以内,适合高精度的工业板和医疗板。

但铣刀拼板的缺点也很明显:加工时间长、成本高。铣刀需要沿着单板的边缘缓慢切割,加工时间是 V-CUT 的 3–5 倍,而且工艺边会浪费一部分基材,增加了材料成本。另外,铣刀拼板的拆分必须依赖机器,手工拆分难度大,容易导致单板变形。

铣刀拼板的设计要点:工艺边的宽度建议设置为 5mm–10mm,太窄会影响定位精度,太宽则会浪费基材。工艺边上需要设置 2–4 个定位孔,定位孔的位置要均匀分布,避免铣刀切割时出现偏移。同时,要在工艺边上设置铣刀起点和终点,避免铣刀在单板上留下刀痕。

第三种:铆钉拼板,这是一种比较小众但很实用的拼板方式,主要用于厚板或刚性板。铆钉拼板是在拼板的连接部位安装金属铆钉,将单板固定在一起,拆分时需要用钳子将铆钉剪断。

铆钉拼板的优点是连接强度极高,能承受较大的冲击力和拉力,适合在运输或加工过程中需要承受重载的 PCB。比如一些重型设备的控制板,板厚达到 3.0mm,用邮票孔或 V-CUT 拼板很容易断裂,铆钉拼板就是最佳选择。

但铆钉拼板的缺点也很突出:拆分难度大,需要专用工具,而且拆分后会在板上留下铆钉的痕迹,影响美观。另外,铆钉的安装需要额外的工序,增加了生产时间和成本。

铆钉拼板的设计要点:铆钉的直径建议选择 1.0mm–1.5mm,间距设置为 10mm–15mm,保证连接强度的同时,也方便后续拆分。铆钉的位置要避开板上的元器件和走线,避免影响电路功能。

最后,我们来做一个总结:V-CUT 拼板适合量产的规则板;铣刀拼板适合高精度的异形板;铆钉拼板适合厚板或重载板;邮票孔拼板则是小批量样品的首选。作为 PCB 工程师,我们要根据产品的实际需求,选择最合适的拼板方式,而不是一味依赖邮票孔。只有这样,才能在保证质量的同时,提升生产效率、降低成本。

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