Ingenieure sind mit den Grundregeln der Leiterplattenverschachtelung vertraut, wie z. B. der Verschachtelung mit oder ohne Abstand, der Verwendung von V-CUT oder Stanzlöchern für Verbindungen, dem Hinzufügen von Prozesskanten, dem Positionieren von Löchern und dem Markieren von Punkten. Leiterplatten haben jedoch unterschiedliche Formen, und die bloße Befolgung dieser Grundregeln reicht nicht aus. Um eine ordnungsgemäße Verschachtelung zu gewährleisten, ist es entscheidend, den Produktionsprozess im Detail zu verstehen. Dies hilft, Probleme zu vermeiden, die die Leiterplatte unproduzierbar machen oder zu Produktionsausschuss führen können. Die folgenden Beispiele veranschaulichen verschiedene Verschachtelungsfälle für Leiterplattenformen zu Lehrzwecken.
CNC + V-CUT-Verschachtelung
Verwenden der Fräs- und V-CUT-Nesting-Methode:
In diesem Fall erfolgt die Verschachtelung ohne Abstand an den oberen, unteren, linken und rechten Kanten. Weist die Leiterplatte unregelmäßige Kerben auf, ist eine Verschachtelung ohne Abstand unpraktisch. Kleine Kerben, die kleiner als der Radius des Fräswerkzeugs sind, können nämlich nicht korrekt gefräst werden, und es können sich Grate bilden. Um dies zu vermeiden, lassen Sie oben und unten einen Abstand von 2 mm und achten Sie darauf, dass dort, wo Kerben vorhanden sind, kein V-CUT platziert wird. So kann das Fräswerkzeug die Gratbildung vermeiden, wie in den Abbildungen gezeigt.
L-Verschachtelung geformter Leiterplatten:
Bei L-förmigen Leiterplatten wird zur Materialersparnis ein umgekehrtes Verschachtelungsverfahren eingesetzt. Wenn die V-CUT-Linien jedoch nicht horizontal ausgerichtet sind, ist die Verwendung von V-CUT zur Formgebung nicht möglich. Wird V-CUT weggelassen, steigen die Kosten erheblich. Die Lösung besteht darin, an den linken und rechten Kanten einen Abstand von 2 mm zu lassen, um eine korrekte V-CUT-Formgebung zu gewährleisten, wie in der Abbildung dargestellt.
(Bild-CNC + V-CUT-1)
Entfernen von Graten am Rand der Leiterplatte
V-CUT Bridging Nesting-Methode:
Wenn beim Verschachteln mit V-CUT-Brücken die äußeren Formlinien nicht ausgerichtet sind, können scharfe Ecken entstehen, die das Fräswerkzeug nicht erreichen kann. Eine gängige Lösung ist das Hinzufügen von Löchern zum Bohren der scharfen Ecken. Dieser Ansatz ist jedoch nicht ideal, da er zahlreiche Grate hinterlassen kann. Eine praktischere Methode ist die Verwendung von V-CUT-Brücken zum Verschachteln mit zusätzlichen Prozesskanten. So können selbst kleinste scharfe Ecken gratfrei gefräst werden.
Unregelmäßig geformte Leiterplatte:
Unregelmäßig geformte Leiterplatten können nicht mit V-CUT verschachtelt werden, da dies zu scharfen Ecken führt, die das Fräswerkzeug nicht erreichen kann und Grate hinterlässt. Für solche unregelmäßigen Formen sollte die Stanzlochverbindungsmethode verwendet werden.
Verschachtelungsmethoden für Halblochplatten
Halblochposition:
Bei Halblochplatten ist V-CUT nicht anwendbar, da es das Kupfer in den Halblöchern durchtrennen und diese somit elektrisch funktionsuntüchtig machen würde. Stattdessen sollten diese Halblochpositionen einer speziellen Bearbeitung unterzogen werden. Dabei ist darauf zu achten, dass genügend Freiraum für das Fräswerkzeug vorhanden ist, um eine Beschädigung des Kupfers zu vermeiden (siehe Abbildung).
Halblochplatinen mit externen Anschlüssen:
Beim Verschachteln von Halblochplatten, insbesondere bei Halblöchern an den Kanten, ist es wichtig, genügend Abstand für das Fräswerkzeug zu lassen. Für dreikantige Halblochplatten empfiehlt sich die umgekehrte Verschachtelungsmethode. Bei dieser Methode werden die zu fräsenden Bereiche zusammengelegt, während die ungefrästen Bereiche außen liegen, um die Verbindung zu vereinfachen. Wie in der Abbildung dargestellt, würde eine Verschachtelung ohne Abstand die Platte unformbar machen.
Vierseitige Halblochbretter:
Bei vierseitigen Halblochplatten ist ausreichend Freiraum zum Fräsen unbedingt erforderlich. Die Ecken sollten mit Stanzlöchern verbunden werden, um Plattenbrüche aufgrund kleiner Verbindungsflächen zu vermeiden. Ist die Verbindungsfläche zu klein, kann auf Stanzlöcher verzichtet und die Plattenecken direkt verbunden werden.
Berücksichtigung von Komponenten am Rand der Platine
Kantenkomponenten:
Wenn Bauteile über die Kanten der Leiterplatte hinausragen, sollte keine Verschachtelung ohne Abstand verwendet werden, da die Bauteile beim Verschachteln andere Bauteile beeinträchtigen. Bei der Entwicklung von Leiterplatten mit über den Rand hinausragenden Bauteilen müssen die Prozesskanten mit Aussparungen versehen werden, damit die Bauteile korrekt platziert und gelötet werden können.
Über den Platinenrand hinausragende Bauteile:
Beim Verschachteln von Platinen mit überstehenden Bauteilen sollte die umgekehrte Verschachtelungsmethode verwendet werden, wobei die überstehenden Bauteile nach außen zeigen. Dadurch wird eine störungsfreie Montage gewährleistet. Nach innen gerichtete Bauteile kollidieren mit Bauteilen auf anderen Platinen und verhindern so die Montage, wie in den Abbildungen gezeigt.
Stempelloch-Überbrückungsschachtelung
Unregelmäßige und runde Leiterplatten:
- Unregelmäßig geformte oder runde Platten müssen mit Stanzlochüberbrückungen verschachtelt werden, da V-CUT bei solchen Formen nicht verwendet werden kann. Bei runden Platten kann die nicht beabstandete V-CUT-Verschachtelung zu kleinen Verbindungsbereichen führen, die zu Plattenbrüchen führen können. Nach der Produktion können die Kanten zudem Grate aufweisen. Bei der Verwendung von Stanzlochverbindungen ist auf die korrekte Platzierung und den richtigen Abstand der Stanzlöcher zu achten. Sind die Löcher zu weit auseinander, kann die Platte brechen, und sind sie zu nah beieinander, können die Verbindungen unzureichend sein und zu Brüchen führen.
Stempelloch + V-CUT
Kombination aus V-CUT und Stamp Hole Nesting:
- Bei Brettern mit unregelmäßigen Außenformen kann eine Kombination aus V-CUT und Stanzlochverbindungen zum Verschachteln verwendet werden. Die überschüssigen Fräsflächen können jedoch zum Bruch des Bretts führen. Um dies zu verhindern, sollten an den Verbindungspunkten Stanzlöcher angebracht werden, um zusätzlichen Halt zu bieten und Brettbrüche zu vermeiden.
(Bild-Stempelloch + V-CUT)
