如何選擇 PCB 連板數量

 
一般來說，當設計工程師把印刷電路板(Printed Circuit Board)的外觀形狀定下來後，就應該馬上接著進行電路板的合板／拼板／連板 (panelization)工作。連板的目的不外乎：

• 增加生產線的產出。
• 減少板材的損耗。

最常見到的的連板會以兩片以上的相同電路板合成一塊大電路板，比如 2 in 1 (二合一), 3 in 1 (三合一), 4 in 1 (四合一)等；也有用不同形狀的電路板合成一塊大板子的情形，但不多見，因為生管在安排生產時較難配合剛好數量的不同板子；也有將同一片板子作成【陰陽板】的例子，【陰陽板】大多意謂正(top)、反(bottom)面配置，這通常運用在零件較少的電路板，比如手機板，因為可以充分利用SMT的長線打板功能，以增加效率，但缺點是使用上有所限制，而且可能造成受熱不均的現象，比如說有些電路板會把較重的零件集中設計某一面，然後這一面作為第二次打件以避免較重零件掉落，當然這種板子就無法採用【陰陽板】的設計；還有些板子可能有較會吸熱的零件(如大面積的ATM讀卡槽)，也比較不適合採用【陰陽板】的設計。當然也有變通的【陰陽板】打件法可以克服這個問題，但先不在這裡討論。
基本上，在設計幾連板時，應該要考慮下列的因素，要注意的是，最後都應該將之化為金錢來作最後的衡量標準。

• 考慮電路板材的最佳使用率
  一般的電路板廠商為了快速量產及壓低成本，

都會有其基本的標準板材大小，比如說 16.16"x16.16", 18.32"x18.32", 20.32"x20.32",…等，我們要做的就是盡量把這些板材全部用完，也就是說要選擇一張合適的標準板材大小把我們的板子塞進去，達到板材利用率最高的目的。
因為電路板的價錢會隨著板材的大小來定價錢，同樣一張板材可以塞得下越多電路板，則電路板子的價錢就越便宜。當然，電路板的價錢還得考慮幾層板、、鑽幾個孔、有沒有HID…等。

• 考慮 SMT 的打件/貼件效率
  SMT線通常有所謂的長線及短線之分，短線就是線短一點，大多只有一部快速機及一台慢速機，最多就是再多加一部快速機；長線就是線長一點，快速機及慢速機多擺幾部。但是不論長短線，錫膏印刷機總是有的，一般來說，以板長150mm的合板為例，印刷一次錫膏的時間約需35～40秒，如果僅以 2 in 1 的合板來投入SMT短線，那麼可能每一台機器所分配到的時間約為10～26秒，很明顯的時間全都低於錫膏印刷的時間，也就是說後面的貼見機都在等錫膏印刷機，這樣就造成SMT機器的閒置，也減少產能。
  如果把 2 in 1的連板改為 4 in 1，那麼效率馬上就提昇 (每小時的產出) 

2 in 1 board	錫膏印刷(秒)	快速機一(秒)	快速機二(秒)	慢速機(秒)	瓶頸時間(秒)	每小時 產出
Top	38	26	26	10	38	188片
Bottom	40	34	35	24	40	180片

4 in 1 board	錫膏印刷(秒)	快速機一(秒)	快速機二(秒)	慢速機(秒)	瓶頸時間(秒)	每小時 產出
Top	38	52	52	20	52	276片
Bottom	40	68	70	48	70	204片

註： 1. 每小時的產出： { [ 60(秒/分鐘) x 60(分鐘/小時) ] / 瓶頸時間(秒) } x 合板數量。

另外，就我的瞭解，電路板廠會比較希望連板的數目越少越好，因為這樣可以避免掉 cross board (X-board) 的損失。所謂 cross board 就是合板中有一板以上的不良板子，一般的SMT打件工廠都不希望接受這種板子，因為會造成效率的損失，但這種電路板在製程中又無法絕對避免，所以連板數越多，電路板廠報廢的數量就會越多，相對的成本也就提高。
就如同一開始所說的，最終的結果還是要換算成金錢，來計算採用及連板材是最佳的連板數。而且可能不同的板廠及不同的 SMT 工廠的結果都會有所不同。 

其他還必須考慮後製程－去板邊時該採用 V-cut 或是 router 製程，這些也會影響到連板的設計，有機會再討論...

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延伸閱讀： 【電子產品】的生產製造流程
電路板去板邊 ─ 總整理 (Summary)
電路板去板邊 ─ Router 切割機
電路板去板邊 ─ V-Cut 分板機
電路板去板邊 ─ 手動去板邊 (Manually V-cut breaking)