La panelizzazione è l'arte di disporre più PCB su un singolo pannello per la produzione. Sembra semplice, ma una panelizzazione intelligente può farti risparmiare il 20-40% sui costi. Una sbagliata può farti buttare centinaia di schede.
In questa guida ti spiego tutto: V-score vs tab routing, come calcolare il numero ottimale di PCB per pannello, dove posizionare tooling holes e fiducial, e gli errori che vedo fare ogni settimana.
Il 70% dei clienti non pensa alla panelizzazione finché non riceve il preventivo per l'assemblaggio. Poi scoprono che il panel mal progettato costa il doppio da assemblare. Meglio pensarci prima.— Hommer Zhao, Technical Director
In Questo Articolo:
- → Cos'è la panelizzazione e perché è importante
- → V-score vs Tab Routing: quale scegliere
- → Calcolo del panel ottimale
- → Tooling holes, fiducial e rail
- → Best practice e errori comuni
- → Checklist panelizzazione
Cos'è la Panelizzazione PCB
La panelizzazione consiste nel raggruppare più circuiti stampati identici (o diversi) su un unico pannello di produzione. I vantaggi sono enormi:
Riduzione Costi
Produrre 100 PCB singoli costa più che produrre 10 pannelli da 10 PCB. Risparmio tipico: 20-40%.
Efficienza SMT
Le macchine pick-and-place lavorano meglio su pannelli. Un pannello = un setup, più PCB assemblati.
Handling Sicuro
I PCB piccoli sono fragili. Il pannello protegge durante produzione e assemblaggio.
Dimensioni Standard Pannello
La maggior parte dei produttori lavora con pannelli standard fino a 450x600mm. Per assemblaggio SMT, la dimensione minima consigliata è 50x50mm, massima 350x450mm.
V-score vs Tab Routing: Quale Scegliere
Esistono due metodi principali per separare i PCB dal pannello dopo l'assemblaggio. La scelta dipende dalla forma del PCB e dai componenti.
V-Score (V-Cut)
Una scanalatura a V viene fresata su entrambi i lati del pannello, lasciando circa 1/3 dello spessore. I PCB si separano piegando lungo la linea.
Vantaggi
- • Bordi puliti e dritti
- • Nessun residuo da rimuovere
- • Processo veloce e economico
- • Ideale per PCB rettangolari
Limitazioni
- • Solo linee dritte (no curve)
- • Richiede 0.3-0.5mm dal bordo
- • Stress sui componenti durante separazione
- • Non per PCB molto sottili (<0.8mm)
Tab Routing (Mouse Bites)
I PCB vengono fresati completamente tranne piccoli ponti (tab) che li tengono uniti. I tab hanno spesso fori perforati ("mouse bites") per facilitare la separazione.
Vantaggi
- • Forme irregolari possibili
- • Componenti vicino al bordo OK
- • Meno stress durante separazione
- • Adatto a PCB flex
Limitazioni
- • Residui sui bordi (mouse bite)
- • Richiede post-lavorazione per bordi lisci
- • Più costoso del V-score
- • Tab possono rompersi accidentalmente
Tabella Comparativa
| Parametro | V-Score | Tab Routing |
|---|---|---|
| Forme supportate | Solo rettangolari | Qualsiasi |
| Qualità bordo | Eccellente | Residui da rimuovere |
| Distanza min componenti | 3-5mm dal bordo | 1-2mm |
| Costo | Basso | Medio-Alto |
| Spessore PCB min | 0.8mm | Qualsiasi |
| Depaneling | Manuale o macchina | Manuale o router |
Regola pratica: se il PCB è rettangolare e i componenti sono a 3mm+ dal bordo, usa V-score. Per tutto il resto, tab routing. In caso di dubbio, chiedi al fornitore — un buon fornitore ti aiuterà a ottimizzare.— La mia regola standard
Calcolo del Panel Ottimale
L'obiettivo è massimizzare il numero di PCB per pannello minimizzando gli scarti. Ecco come calcolare la configurazione ottimale.
Formula Base
PCB per riga = (Larghezza panel - 2×Rail) / (Larghezza PCB + Gap)
PCB per colonna = (Altezza panel - 2×Rail) / (Altezza PCB + Gap)
Totale PCB = Righe × Colonne
Gap tipico: 2-3mm per V-score, 1-2mm per tab routing. Rail: 5-10mm per lato.
Esempio Pratico
| Parametro | Valore |
|---|---|
| Dimensione PCB singolo | 50 × 30 mm |
| Dimensione pannello | 250 × 180 mm |
| Rail (bordo lavorazione) | 5 mm per lato |
| Gap tra PCB (V-score) | 2 mm |
| Area utile | 240 × 170 mm |
| PCB per riga | 240 / 52 = 4 pezzi |
| PCB per colonna | 170 / 32 = 5 pezzi |
| Totale per pannello | 20 PCB |
Consiglio Pro
Prova sia l'orientamento orizzontale che verticale del PCB. A volte ruotando di 90° si guadagna un'intera riga. Con il nostro esempio: 50×30 vs 30×50 potrebbe dare risultati diversi.
Tooling Holes, Fiducial e Rail
Ogni pannello deve avere elementi standard per il posizionamento nelle macchine di produzione e assemblaggio.
Tooling Holes
- • Diametro: tipicamente 3.2mm (per pin da 3.0mm)
- • Posizione: almeno 3 fori, negli angoli del rail
- • Distanza dal bordo: min 5mm
- • Tolleranza: ±0.05mm per allineamento preciso
Fiducial Mark
- • Forma: cerchio rame 1-2mm con clearance 2-3mm
- • Quantità: min 3 per pannello (diagonali opposte)
- • Funzione: allineamento ottico pick-and-place
- • Vedi anche: Guida Fiducial Mark
Rail (Bordi di Lavorazione)
I rail sono le cornici vuote attorno al pannello che permettono alle macchine di afferrare e trasportare il pannello.
| Tipo | Larghezza | Quando usare |
|---|---|---|
| Rail singolo | 5mm | PCB semplici, solo produzione |
| Rail doppio | 8-10mm | Assemblaggio SMT standard |
| Rail rinforzato | 10-15mm | PCB pesanti, wave soldering |
Best Practice e Errori Comuni
Da Fare
- ✓ Verifica le capability del fornitore prima
- ✓ Mantieni 3mm+ tra componenti e V-score
- ✓ Usa fiducial sia sul panel che sui singoli PCB
- ✓ Considera entrambi gli orientamenti
- ✓ Aggiungi bad mark per PCB difettosi
- ✓ Indica chiaramente la direzione di depaneling
Da Evitare
- ✗ Componenti troppo vicini al bordo V-score
- ✗ Tab troppo deboli (si rompono durante handling)
- ✗ Tab troppo forti (stress durante separazione)
- ✗ Nessun tooling hole (impossibile assemblare)
- ✗ Fiducial coperti da solder mask
- ✗ Dimensioni panel incompatibili con SMT line
Riferimento IPC
Lo standard IPC-2221 fornisce linee guida generali per il design PCB, inclusa la panelizzazione. Per requisiti specifici di assemblaggio, consulta IPC-7351 per i footprint.
Checklist Panelizzazione
Domande Frequenti
Q: Quanto risparmio con una buona panelizzazione?
Il risparmio tipico è del 20-40% rispetto a PCB singoli. Deriva dalla riduzione di setup, handling, e ottimizzazione del materiale. Per prototipi piccoli, il risparmio può essere ancora maggiore.
Q: Posso mettere PCB diversi sullo stesso pannello?
Sì, si chiama "multi-design panel" o "array misto". È utile per prodotti con più schede (es. main board + daughter board). Richiede che i PCB abbiano stesso stackup e finitura superficiale.
Q: Chi deve creare il file di panelizzazione?
Dipende. Per prototipi, spesso il produttore lo crea gratuitamente. Per produzione, è meglio fornire un file panel completo per evitare errori e ritardi. Molti CAD (Altium, KiCad) hanno strumenti per questo.
Conclusione
Una panelizzazione ben progettata è la differenza tra un progetto profittevole e uno che perde soldi in produzione. Investi 30 minuti per ottimizzare il panel e risparmierai ore di problemi dopo.
Riepilogo
- ✓ V-score: PCB rettangolari, bordi puliti, più economico
- ✓ Tab routing: forme irregolari, componenti vicino al bordo
- ✓ Tooling holes: min 3, negli angoli del rail
- ✓ Fiducial: min 3 per panel, visibili e senza solder mask
- ✓ Rail: 5-10mm per lato, secondo requisiti SMT
Hai dubbi sulla panelizzazione del tuo progetto? Contattaci — ti aiutiamo a ottimizzare gratuitamente il panel per produzione e assemblaggio.
Fonti e Riferimenti
- • IPC-2221: Generic Standard on Printed Board Design — ipc.org
- • IPC-7351: Generic Requirements for Surface Mount Design — ipc.org
- • Altium Designer: Panel Editor Documentation — altium.com
