印制電路板拼板中測試圖形位置設計改進

何潤宏

（汕頭超聲印制板公司，廣東 汕頭 515065）

1 背景

印制電路板（PCB）的拼板是指完成客戶PCB單元設計以后，對一些不規則單元模塊進行拼合，以減少對PCB板材的浪費，達到節省成本的目的。拼板設計需要結合PCB工廠各制程設備的加工能力，參考板料的尺寸規格，設計出能夠符合各廠家對板件質量最優化、生產成本最低、生產效率最高、板料利用率最高的拼板尺寸。PCB拼板的工藝邊是指為了輔助生產插件走板、焊接過波峰在印制板板兩邊或者四邊增加的部分，主要是為了輔助生產，不屬于印制電路板的一部分，生產完成需去除。其中用于輔助印制板制造生產的工藝邊我們稱為大拼板工藝邊；出貨給下游客戶的小單元印制板，其工藝邊是用于輔助焊接裝配的，我們常稱為小單元工藝邊。如何在確保印制板電路板的質量前提下，進行合理有效的拼板，提高PCB的拼板利用率，從而節省原材料，這是PCB生產企業非常重視的問題。

傳統拼板設計中，客戶為考察一家PCB公司的制作能力或PCB廠家為考察自己的加工能力，都設計了專門的測試圖形，這些測試圖形是單獨設計在一塊拼板上的，我們一般稱為測試板或叫考試板。而在量產階段，客戶則是將出貨單元的成型圖形又設計在另一塊拼板，檢測PCB制作是否有問題。PCB廠家需要破壞生產板的成型區的出貨單元來分析自身的制程是否有問題，PCB客戶端為了排除印制板問題也需要破壞性更多的將封裝好的電路板，進行品質分析，這些破壞性的測試將導致帶來大量成本的上升。如何解決雙方對產品的信賴度，使得測試的成本降到合理的范圍，已成為印制板行業的一個重大難題。

2 技術方案

業界已經有很多拼板優化的方法，包括有：不同尺寸規格的出貨單元拼成在同一大拼板上的優化；同一出貨單元，在不同裁切尺寸的拼板上優化等等。本文是采用測試圖形和出貨單元的空間優化技術，就是取消原來的測試板設計，直接將測試板的測試圖形轉移到量產板的工藝邊上。該方法實現了在同一電路板上將測試板和生產板合二為一，測試圖形分布在工藝邊上，大幅提高了整個拼板的利用率，而不改變成型區的線路圖形與結構；同時測試圖形還可分布在不同小單元的工藝邊，實現了最小單元圖形的測試和精準品質控制，大幅保障了產品的出貨良率；此外進行測試取樣時，不會破壞成型區的出貨單元，大幅減少了測試報廢率；而且可同時滿足客戶出貨測試和印制板生產測試的兩者同步檢測，避免相關品質糾紛的發生。

3 技術步驟

本文的高拼板利用率的設計及制作方法，其技術步驟如下，對比效果圖見圖1。

（1）按大料尺寸和制程能力選擇適合PCB生產條件的大料拼板尺寸；

（2）按照客戶出貨小單元尺寸要求，將小單元分布排布在大拼板上面；

（3）將相應測試圖形，排布在小單元的工藝邊上，而小單元成型區圖形保持不變；此步驟可根據PCB客戶實際需要，自行刪減；

（4）將相應測試圖形，排布在大拼板的工藝邊上，而整體拼板尺寸保持不變；此步驟可根據實際需要，自行刪減；

（5）印制板生產板制作過程中，生產方可通過大拼板工藝邊區域的測試圖形隨時進行品質監控和破壞性測試，不影響出貨給客戶的小單元。此步驟可根據實際需要，自行刪減；

（6）將帶有測試圖形的小單元出貨給客戶方，客戶可將小工藝邊的測試圖形進行相關測試，而不影響到成型區的圖形。此步驟可根據PCB客戶實際需要，自行刪減；

圖1 傳統拼板設計和高利用率拼板設計的比對

（7）當需要進行品質確認時，雙方各自取下對應的工藝邊的測試圖形進行對比分析，而不用重新投料制作測試板；

這種高拼板利用率PCB，可以是小工藝邊有測試圖形的生產板，也可包括大工藝邊有測試圖形的生產板，或兩種工藝邊都有測試圖形的生產板。以上步驟中提到的測試圖形可包括各類功能線路、孔、單層圖形、層間互連圖形等多種及組合的測試圖形。

4 實施效果

按上面技術方案及步驟進行實施后，其前后的效果對比。

這種印制電路板高拼板利用率的設計及制作方法，實現拼板利用率提高20%以上，并有效避免電路板測試時破壞性報廢的產生，保證測試板和量產板的產品質量的統一，有利于監控出貨小單元的品質，便于客戶和制造廠家進行同步檢測等。