בייצור אלקטרוניקה מודרני, פאנליזציה של PCB היא צעד תכנוני מעשי. במקום לייצר ולטפל בכל לוח בנפרד, מאחדים מספר לוחות קטנים לפאנל גדול אחד – זהו תהליך ה-Panelization.
מהו פאנל PCB?
פאנל PCB הוא לוח גדול המכיל כמה לוחות קטנים יותר – שיכולים להיות זהים או שונים. המטרה פשוטה: להאיץ את ההרכבה, להפחית טיפול ידני ולהוזיל עלויות. בשלב הדפסת משחת הבדיל, השמת הרכיבים (Pick-and-Place), הרה-פלואו, AOI ובדיקות – המכונות מעבדות את כל הפאנל בבת אחת. לאחר ההרכבה, מפרידים את הלוחות בעזרת חריצי V (Scoring), מסלולי ניתוב/לשוניות (Routing/Tab) או חיתוך לייזר.
לוחות קטנים מאוד או בעלי צורה לא סדירה כמעט תמיד דורשים פאנליזציה; אחרת לא ינועו בצורה חלקה על המסועים ולא יתאימו לשבלונות ולתופסנים.
גדלי פאנלים נפוצים ושטח שימושי
מרבית יצרני ה-PCB ובתי ההרכבה עובדים עם גדלי פאנלים סטנדרטיים המתאימים למכונות ולמסגרות:
- 24 × 18 אינץ׳
- 12 × 18 אינץ׳
- 24 × 9 אינץ׳
- 12 × 9 אינץ׳
הגדלים הללו תואמים לרוב למדפסות משחה, למכונות השמה ולאתרי רה-פלואו.
לא כל השטח בפאנל שימושי: לכל פאנל יש Rails (שולי תהליך) המשמשים להובלה, לאחיזה ולכלי ייצור.
איך לחשב שטח שימושי?
- מחסרים את רוחב ה-Rails משני צדי ממד הפאנל.
- משאירים מרווחים בין הלוחות עבור ניתוב או חריצי V.
- מסדרים את הלוחות בשורות ובטורים.
- שואפים לניצולת ≥ 70% כדי לאזן בין יעילות ליכולת ייצור.
דוגמה:
פאנל 24 × 18 אינץ׳ עם Rails של 0.5 אינץ׳ סביב־סביב נותן שטח עבודה 23 × 17 אינץ׳. אם כל לוח הוא 3 × 3 אינץ׳ עם ריווח 0.1 אינץ׳, ניתן לסדר 7 × 5 לוחות – 35 לוחות לפאנל.
Rails, סימוני ייחוס (Fiducials) וחורי כלים (Tooling Holes)
Rails (שולי תהליך)
שוליים קשיחים המקיפים את הפאנל ומאפשרים למכונות לאחוז ולהוביל אותו. הם מוסיפים קשיחות ומקום ל-Tooling Holes ול-Fiducials. רוחב מומלץ: לפחות 0.5 אינץ׳ (12.7 מ״מ) לכל צד; בלוחות מורכבים/רב-שכבתיים מקובל להשתמש גם ב-1 אינץ׳.
Fiducials (סימוני ייחוס)
נקודות נחושת קטנות המאפשרות יישור אופטי אוטומטי. מומלץ לשים לפחות שלושה Fiducials גלובליים, במיקום לא סימטרי לצורך זיהוי כיוון. קוטר טיפוסי 1–3 מ״מ, עם מרחק ≥ 3–5 מ״מ מהקצה או מנתיב החיתוך.
Tooling Holes (חורי ייחוס/קיבוע)
חורים לא מצופים המשמשים ליישור מכני בהדפסת משחה, בלחמת גלים או בג׳יגים בדיקה. קוטר נפוץ 1.0–2.0 מ״מ, ממוקמים ב-Rails, תוך שמירה על מרחק ממוליכים ורכיבים.
שילוב Rails + Fiducials + Tooling Holes מבטיח זרימה חלקה בתהליך ויישור מדויק בהדפסה, בהשמה ובבדיקות.
V-Scoring לעומת Tab Routing (Mouse Bites)
לאחר סיום ההרכבה יש להפריד את הלוחות מהפאנל:
V-Scoring
חריץ V ישר בשני צדי הלוח משאיר גשר חומר דק ~ שליש מעובי הלוח, הנשבר בקלות לאחר ההרכבה.
- מתאים רק לקווים ישרים מקצה לקצה.
- אידאלי ללוחות מלבניים ולייצור בנפחים גדולים.
- מרווח 0 מ״מ בין הלוחות (קו משותף).
- הרחקת נחושת ≥ 0.5 מ״מ מקו ה-Score.
- ייתכנו מגבלות יצרן על מספר/זווית חריצי V; עומס יתר עלול לגרום לעיוות הפאנל או לעלויות נוספות.
Tab Routing (עם Mouse Bites)
הלוחות מחוברים ע״י לשוניות קטנות עם שרשראות חורים עדינים. לאחר ההרכבה שוברים/מחרטים את הלשוניות.
- מצוין לצורות לא סדירות או ללוחות עם מחברים קרובים לשפה.
- תומך בעיקולים ובקווי מתאר מורכבים.
- דורש תעלת ניתוב ~ 2.0 מ״מ בין לוחות.
- הרחקת נחושת ≥ 0.2 מ״מ מקו הניתוב.
- עשוי להשאיר קוצים/שבבים קטנים – מסירים בליטוש/כרסום.
מה לבחור?
- V-Scoring: לוחות מלבניים, ללא רכיבים קרובים לשפה, צפיפות מירבית ועלות נמוכה.
- Tab Routing: מתארים לא סדירים, מחברי קצה או צורך במתח מכני נמוך.
- במקרה של ספק – בקשו מיצרן ה-PCB או מ-EMS משוב DFM בהתאם לציוד שלהם.
ריווח, Keep-Out לנחושת ומרחקי רכיבים מהשפה
| שיטה | מרווח לוח-לוח | הרחקת נחושת מקו החיתוך | מרחק רכיב מהשפה |
|---|---|---|---|
| V-Score | 0 מ״מ (קו משותף) | ≥ 0.5 מ״מ | ≥ 1.0 מ״מ |
| Tab / Routing | 2–3 מ״מ תעלה | ≥ 0.2 מ״מ | ≥ 1.0–2.0 מ״מ |
| חיתוך לייזר | < 0.5 מ״מ אפשרי | ~0.1–0.2 מ״מ | ≥ 0.2 מ״מ |
חיתוך בלייזר צובר פופולריות בזכות מתח מכני מזערי והיעדר שבבים, אך לרוב יקר יותר ופחות נפוץ בייצור סטנדרטי.
פאנל בעיצוב יחיד לעומת פאנל מרובה-עיצובים
- Single-Design Panel: כל הלוחות זהים במטריצה. זהו הפתרון היעיל והאמין ביותר לסדרות – תהליכים עקביים, בדיקה פשוטה ותשואות יציבות.
- Multi-Design (Mixed) Panel: כמה עיצובים שונים באותו פאנל; פופולרי לאבות-טיפוס או לסדרות קטנות כדי לחסוך בעלויות הכנה. חסרונות:
- הפרדה (Depanel) מורכבת בשל צורות/גוֹבהים שונים.
- ניצולת הפאנל עשויה לרדת.
- יצרנים רבים גובים תוספת עקב עבודת CAM/ניתוב נוספת.
- להזמנות גדולות – עיצוב אחד לפאנל הוא בדרך כלל זול ובטוח יותר.
עלויות: מתי פאנליזציה חוסכת – ומתי מייקרת?
ברוב המקרים פאנליזציה מורידה עלות בזכות ניצול ציוד גבוה יותר (הדפסה/השמה אחת למספר רב של לוחות) ופחות טיפול ידני.
כדי לשמור על עלויות נמוכות:
- העדיפו גדלי פאנל סטנדרטיים (24×18 או 12×18 אינץ׳).
- הוסיפו Rails ≥ 0.5 אינץ׳ לכל צד ליציבות הובלה.
- בחרו V-Score לצורות פשוטות ו-Routing למתארים מורכבים.
- שמרו על קווי הפרדה ישרים ורציפים ככל האפשר.
- ציינו ב-Gerber/שרטוט הייצור סוג הפאנל, שיטת ההפרדה ומרחקי השוליים במפורש.
צ’ק-ליסט DFM לפאנליזציה
- לכלול שכבת Outline מלאה: מסגרת פאנל + קווי V-Cut או נתיבי ניתוב.
- לציין את שיטת הפאנליזציה (V-Score, Tab או שילוב).
- להוסיף Rails (≥ 0.5 אינץ׳) בשני הצדדים.
- להגדיר 3 Fiducials גלובליים ו-Tooling Holes על ה-Rails.
- לשמור על הרחקת נחושת: 0.5 מ״מ מ-V-Cut או 0.2 מ״מ מנתיב ניתוב.
- לבדוק מרחק רכיב מהשפה: ≥1 מ״מ (V-Score) או ≥2 מ״מ (Routing).
- לסמן כל לוח בבירור.
- לאשר עם היצרן מידות פאנל מקסימליות/מינימליות.
- לציין האם מותר X-outs (יחידות פגומות הנשארות בפאנל).
טבלת ייחוס מהירה
| מאפיין | V-Scoring | Tab Routing | חיתוך לייזר |
|---|---|---|---|
| צורת הקו | ישר בלבד | כל צורה | כל צורה |
| ריווח | 0 מ״מ | 2–3 מ״מ | < 0.5 מ״מ |
| הרחקת נחושת | ≥ 0.5 מ״מ | ≥ 0.2 מ״מ | ~0.1 מ״מ |
| מתח בקצה | גבוה יותר | בינוני | נמוך מאוד |
| שבבים/לכלוך | אין | מעט שבבים | אין |
| עלות | נמוכה | בינונית | גבוהה |
| מתאים במיוחד ל- | לוחות מלבניים | צורות לא סדירות | עיצובים צפופים/רגישים |
FAQ – שאלות נפוצות
האם כל לוח קטן צריך פאנליזציה?
כן – אם רוחבו פחות מ־~50 מ״מ ואינו מתאים לציוד אוטומטי. הפאנל מספק יציבות לטיפול.
מתי להוסיף Rails?
כמעט תמיד כשעוברים הרכבה אוטומטית. Rails מספקים אחיזה למסוע ומקום ל-Fiducials ול-Tooling Holes.
אילו גדלי פאנל סטנדרטיים קיימים?
לרוב: 24×18, 12×18, 24×9, 12×9 אינץ׳ – ודאו את ההעדפה אצל קבלן המשנה שלכם.
מה רוחב Rails המומלץ?
בדרך כלל 0.5 אינץ׳ מספיק; בלוחות כבדים/רב-שכבתיים – 1 אינץ׳.
V-Score או Tab – מה עדיף?
V-Score מספק צפיפות גבוהה ועלות נמוכה ללוחות מלבניים; Tab Routing עדיף לצורות לא סדירות ולרכיבים עדינים קרוב לשפה.
סיכום
פאנליזציה אולי נראית צעד קטן, אך היא משפיעה חזק על כַּשִּׁירוּת לייצור, תשואה ועלות כוללת.
בחרו קודם את שיטת ההפרדה, ולאחר מכן התאימו ריווח, Keep-Out לנחושת ו-Rails בהתאם. סדר פעולות זה יחסוך חזרות תכנון ונזק מכני.
לייצור והרכבה אמינים ואיכותיים – כולל פאנליזציה מקצועית ואספקה מהירה – שקלו לעבוד עם FastTurn PCB. צוות ההנדסה שלהם יסייע בתכנון פריסת פאנל מיטבית הן לסדרות קטנות והן לנפחים גבוהים.
