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PCB的V-cut凹槽設計參數與建議、注意事項及限制
印刷電路板(PCB)在設計上經常會使用 V-cut (V型凹槽) 來連接多片單板成為一片大拼板(panelization)，以利組裝成 PCBA 後方便分板(de-panel)。雖然 V-cut 看起來很簡單，但設計時還是得符合一些 DFM(Design for Manufacturability) 的要求，否則等到真正生產時還是容易出狀況。
下面我蒐集並整理一些與V-cut凹槽設計相關與注意事項的資訊給大家參考。
V-cut設計時的注意事項與限制：
- V-cut只能切直線，無法改變方向，而且都是一刀到底，V-cut線上的PCB只允許有撈空/開槽及預切出來的V槽；不可以有阻擋物。V-cut無法像縫紉機或郵票孔切成小段的跳線。
- V-cut不適合厚度太薄的PCB。PCB厚度≤1.0mm不建議做V-cut。這是因為在PCB的結構切出V-cut凹槽後，會破壞PCB原來的結構強度，特別是對那些擺放有較重零件的PCB，在過回焊(Reflow)或波焊(Wave Soldering)時，就容易因本身重量及負載而使得PCB在高溫下彎曲變形，不只可能影響焊接品質，PCB變形後也會影響到後續製程的組裝品質，甚至可能在回焊或波焊中直接掉落於錫爐中。而且V-cut槽如果太淺，分板切斷PCB時，刀具可能無法完全卡入V-cut槽軌道，進而導致跳刀、滑走並切錯位置。
圖：PCB的V-Cut槽未完全卡入設備定位，導致切割時滑刀損傷PCB - 使用V-cut切割後的板邊會產生毛邊。如果未使用Scoring切割機，而直接折斷，其毛邊會更嚴重。因為PCB的基材使用了大量的玻璃纖維(Glass Fiber, GF)，建議不要徒手觸摸這些有毛邊的位置，否則GF很容易刺進皮膚，引起疼痛及搔癢及不適感。
- PCB佈線工程師如果不熟悉電路板的組裝製程，建議找MPE或工廠的製程工程師討論後，再決定V-cut設計。
- V-cut的規格建議要定義在PCB的規格圖面上，不建議由PCB板廠自由決定V-cut尺寸，否則容易引發日後的品質爭議。
V-cut切割角度的限制：
- V-cut凹槽的V角大小取決於銑刀的角度，一般來說，預設有30°、45°及60°三種角度可以選擇，而最常用的為45°。如果想選擇其他角度，需諮詢PCB板廠，如果是客規角度，可能還會被額外收取NRE(Non-Recurring Engineering，一次性工程費用)的費用。
- 在相同PCB板厚的情況下，V-cut的角度越大，那麼製作V-Cut十，吃掉的PCB邊緣就越多，相對地，靠近PCB邊緣的銅箔線路就必須更往內縮，以避免在切割V-cut槽時被切割到，或是分板時受損。V-cut刀具如果切割到銅箔線路，可能會在V-cut的邊緣處留下尖銳的銅箔毛邊，或是切割時應力拉扯造成PCB邊緣分層，也會損傷V-cut刀具。
- V-cut的角度越小，理論上越有利PCB的空間設計，可是卻不利PCB板廠的V-Cut鋸片壽命，因為越小的V-cut角度，就意味著電鋸的刀頭要越薄，也就越容易磨損與斷裂。另外，需要切割的V槽越深，也就是想要切割越厚的PCB，就需要使用角度更大及更厚的鋸片。
V-cut殘留厚度的要求
- 所謂V-cut殘留厚度(V-cut remained thickness)，也有人稱之為剩餘厚度，是指上下切割出V型槽後，剩餘的PCB厚度。V-Cut的殘留厚度會絕對影響到PCB的強度，與分板時的難易度。
- 一般V-cut殘留厚度，建議為板子厚度的1/3。根據板厚不同，建議控制在0.35~0.80mm之間。
- V-cut殘留厚度建議不得小於0.35mm，否則就容易在生產製程中提前斷裂，或使得拼板嚴重彎曲變形。當然，還是得視實際的使用狀況而定，如果僅是單面板，無過重零件，無波焊製程，回焊爐使用網帶，還是可以將V-Cut殘留厚度(下限規格)降低到0.25mm。V-cut殘留厚度公差建議為±0.1mm。
- V-cut殘留厚度最厚建議不得大於0.8mm，再厚的話V-Cut切割機(Scoring)可能就無法順利地一次完全將其切斷，而且也會增加V-cut切割機刀片的損壞率，降低其使用壽命。
V-cut與相鄰銅箔及零件的距離
- 零件邊緣距離V-cut中心線(keep-out zone)，建議保持3.0mm以上。避免零件撞擊到設備。
- 如果有不耐彎折應力的零件（如 MLCC 電容、連接器、晶振、較大的電阻、感應器、BGA 等），要遠離V-cut中心線5.0mm以上，無法遠離時，需在其位置預先設計無V-cut的開槽缺口(slot)，以降低應力衝擊。
- 如果有較高零件，為了避免作業碰撞，建議要遠離V-cut中心線8~10mm以上。
- 一般建議V-cut邊緣與相鄰銅箔/線路的距離最好保持0.4mm以上。這是為了避免PCB在製作V-cut時損傷銅箔，或造成分層，影響長期可靠度。
上下V-cut錯位/偏移/對位誤差尺寸
- 上下V-cut錯位/偏移/對位誤差，建議小於0.1mm。
延伸閱讀：
- 影片：V-Cut電路板分板機作業
- 三種PCB拼板的連接方式：V-cut、連筋、郵票孔
- 電路板去板邊分板裁板：V-Cut分板機注意事項
- 電路板去板邊—總整理
- 電路板去板邊─郵票孔設計
- 電路板去板邊—Router 切割機
- 電路板去板邊—手動去板邊注意事項
- 電路板設計需要預留板邊及溝槽給router(路徑切割機/成型機,撈板機)?
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