Wat moderne tegnologie betref, groei die wêreld baie vinnig, en die invloed daarvan kan maklik in ons daaglikse lewe speel. The way we live has changed dramatically and this technological advance has led to many advanced devices that we didn’t even think of 10 years ago. Die kern van hierdie toestelle is elektriese ingenieurswese, en die kern is printplaat (PCB).

‘N PCB is gewoonlik groen en is ‘n stewige liggaam met verskillende elektroniese komponente daarop. These components are welded to the PCB in a process called “PCB assembly” or PCBA. Die PCB bestaan ​​uit ‘n substraat van veselglas, koperlae wat die spoor uitmaak, gate uit die komponent en lae wat binne en buite kan wees. By RayPCB kan ons tot 1-36 lae voorsien vir meerlaagse PROTOTYPE en 1-10 lae vir veelvuldige groepe PCB vir volume produksie. For single-sided and double-sided PCBS, an outer layer exists but no inner layer.

The substrate and components are insulated with solder film and held together with epoxy resin.The welding mask can be green, blue or red, as is common in PCB colors. Met die sweismasker kan die komponent nie kortsluiting in die baan of ander komponente vermy nie.

Koper spore word gebruik om elektroniese seine van een punt na ‘n ander op ‘n PCB oor te dra. These signals can be high-speed digital signals or discrete analog signals. Hierdie drade kan dik gemaak word om krag/krag vir komponentvoeding te verskaf.

In die meeste PCBS wat hoë spanning of stroom verskaf, is daar ‘n aparte aardingsvlak. Components on the top layer are connected to the internal GND plane or internal signal layer via “Vias”.

Komponente word op die PCB gemonteer om die PCB te laat funksioneer soos ontwerp. The most important thing is PCB function. Selfs as die klein SMT -weerstande nie reg geplaas is nie, of selfs as klein spore van die PCB afgesny is, werk die PCB moontlik nie. Daarom is dit belangrik om komponente op ‘n behoorlike manier te monteer. Die PCB by die samestelling van komponente word PCBA of monteer -PCB genoem.

Afhangende van die spesifikasies wat deur die kliënt of gebruiker beskryf word, kan die funksie van die PCB kompleks of eenvoudig wees. PCB size also varies according to requirements.

The PCB assembly process has both automatic and manual processes, which we will discuss.

PCB -laag en ontwerp

Soos hierbo genoem, is daar verskeie seinlae tussen die buitenste lae. Now we will discuss the types of outer layers and functions.

Understand PCB board assembly process and feel the green charm of PCBD

1-Substraat: Dit is ‘n stewige plaat gemaak van FR-4-materiaal waarop die komponente “gevul” of gelas word. Dit bied rigiditeit vir die PCB.

2- Copper layer: Thin copper foil is applied to the top and bottom of the PCB to make the top and bottom copper trace.

3- Lasmasker: dit word op die boonste en onderste lae van die printplaat aangebring. This is used to create non-conducting areas of the PCB and insulate the copper traces from each other to protect against short circuits. Die sweismasker vermy ook die sweis van ongewenste dele en verseker dat soldeersel die gebied binnedring vir sweiswerk, soos gate en pads. These holes connect the THT component to the PCB while the PAD is used to hold the SMT component.

4- Screen: The white labels we see on PCBS for component codes, such as R1, C1 or some description on PCBS or company logos, are all made of screen layers. Die skermlaag bied belangrike inligting oor die PCB.

There are 3 types of PCBS according to the substrate classification

1- Rigid PCB:

PCB’s is die meeste PCB -toestelle wat ons in verskillende soorte PCB’s sien. Dit is harde, stewige en stewige PCBS met verskillende diktes. The main material is fiberglass or simple “FR4”. FR4 staan ​​vir “flame retarder-4”. Die self-blussende eienskappe van die FR-4 maak dit nuttig vir die gebruik van baie harde kern industriële elektroniese toestelle. The FR-4 has thin layers of copper foil on both sides, also known as copper-clad laminates. Fr-4-koperbeklede laminaat word hoofsaaklik gebruik in kragversterkers, skakelaars, servomotorbestuurders, ens. Aan die ander kant word ‘n ander rigiede PCB -substraat wat algemeen in huishoudelike toestelle en IT -produkte gebruik word, papierfenoliese PCB genoem. Hulle is lig, lae digtheid, goedkoop en maklik om te pons. Sakrekenaars, sleutelborde en muise is ‘n paar van die toepassings daarvan.

2- Flexible PCB:

Made from substrate materials such as Kapton, flexible PCBS can withstand very high temperatures while being as thick as 0.005 inches. It can be easily bent and used in connectors for wearable electronics, LCD monitors or laptops, keyboards and cameras, etc.

3-metal core PCB:

In addition, another PCB substrate can be used like aluminum, which is very efficient for cooling.Hierdie tipe PCBS kan gebruik word vir toepassings wat termiese komponente benodig, soos LED’s met hoë krag, laserdiodes, ens.

Installation technology type:

SMT: SMT staan ​​vir “oppervlaktemonteringstegnologie”. SMT -komponente is baie klein en kom in verskillende pakkette, soos 0402,0603 1608 vir weerstande en kapasitors. Net so, vir geïntegreerde stroombane, het ons SOIC, TSSOP, QFP en BGA.

SMT -samestelling is baie moeilik vir mensehande en kan ‘n tydsverwerkingsproses wees, dus word dit hoofsaaklik gedoen deur outomatiese afhaal- en plasingsrobotte.

THT: THT staan ​​vir deurlopende tegnologie. Components with leads and wires, such as resistors, capacitors, inductors, PDIP ics, transformers, transistors, IGBT, MOSFET, etc.

The components must be inserted on one side of the PCB on one component and pulled by the leg on the other side, cut the leg and welded. THT assembly is usually done by hand welding and is relatively easy.

Voorvereistes vir die monteerproses:

Prior to the actual PCB fabrication and PCB assembly process, the manufacturer checks the PCB for any defects or errors in the PCB that could cause the failure. This process is called the Manufacturing design (DFM) process. Vervaardigers moet hierdie basiese DFM -stappe uitvoer om ‘n foutlose PCB te verseker.

1- Component layout considerations: Through-holes must be checked for components with polarity. Like electrolytic capacitors must be checked polarity, diode anode and cathode polarity check, SMT tantalum capacitor polarity check. IC -kerf/koprigting moet nagegaan word.

Die element wat die koellichaam benodig, moet genoeg ruimte hê om ander elemente te akkommodeer sodat die koellichaam nie raak nie.

2-Hole and through-hole spacing:

The spacing between holes and between holes and traces should be checked. Pad en deurgat moet nie oorvleuel nie.

3- Brazing pad, thickness, line width shall be taken into account.

By performing DFM inspections, manufacturers can easily reduce manufacturing costs by reducing the number of scrap panels. This will help in fast steering by avoiding DFM level failures. At RayPCB, we provide DFM and DFT inspection in circuit assembly and prototyping. By RayPCB gebruik ons ​​die nuutste OEM-toerusting om PCB-OEM-dienste, golfsoldering, toets van PCB-kaart en SMT-montering te lewer.

PCB Assembly (PCBA) stap-vir-stap proses:

Stap 1: Pas soldeerpasta toe met behulp van sjabloon

First, we apply solder paste to the area of the PCB that fits the component. This is done by applying solder paste to the stainless steel template. Die sjabloon en die PCB word deur ‘n meganiese houer bymekaar gehou, en die soldeerpasta word eweredig op alle openinge in die bord aangebring deur middel van ‘n toediener. Apply solder paste evenly with applicator. Daarom moet gepaste soldeerpasta in die toediener gebruik word. As die toediener verwyder word, bly die pasta in die gewenste area van die PCB. Grys ​​soldeerpasta 96.5% gemaak van tin, bevat 3% silwer en 0.5% koper, loodvry. After heating in Step 3, the solder paste will melt and form a strong bond.

Step 2: Automatic placement of components:

Die tweede stap van PCBA is om die SMT -komponente outomaties op die PCB te plaas. Dit word gedoen deur ‘n pick and place -robot te gebruik. Op ontwerpvlak skep die ontwerper ‘n lêer en verskaf dit aan die outomatiese robot. Hierdie lêer het die vooraf geprogrammeerde X, Y-koördinate van elke komponent wat in die PCB gebruik word en identifiseer die ligging van alle komponente. Using this information, the robot only needs to place the SMD device accurately on the board. The pick and place robot will pick up components from its vacuum fixture and place them accurately on the solder paste.

Voor die koms van robotiese bak- en plasingmasjiene, het tegnici komponente opgetel met behulp van ‘n pincet en dit op die printplaat geplaas deur die plek noukeurig te bekyk en te vermy dat hulle hande skud. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. Die potensiaal vir foute is dus groot.

Namate die tegnologie volwasse word, verminder outomatiese robotte wat komponente optel en plaas die werklading van tegnici, wat vinnige en akkurate plasing van komponente moontlik maak. Hierdie robotte kan 24/7 sonder moegheid werk.

Stap 3: Hervloei sweis

The third step after setting up the elements and applying the solder paste is reflux welding. Reflow welding is the process of placing the PCB on a conveyor belt with components. The conveyor then moves the PCB and components into a large oven, which produces a temperature of 250 o C. Die temperatuur is voldoende om die soldeer te smelt. Die gesmelte soldeer hou dan die komponent by die PCB en vorm die las. After high temperature treatment, the PCB enters the cooler. These coolers then solidify the solder joints in a controlled manner. Dit sal ‘n permanente verbinding tussen die SMT -komponent en die PCB tot stand bring. In die geval van ‘n dubbelzijdige PCB, soos hierbo beskryf, word die PCB-kant met minder of kleiner komponente eers behandel vanaf stap 1 tot 3 en dan na die ander kant.

Understand PCB board assembly process and feel the green charm of PCBD

Stap 4: Kwaliteitskontrole en inspeksie

Nadat die soldeer weer gesoldeer is, is dit moontlik dat die komponente verkeerd in lyn is as gevolg van ‘n verkeerde beweging in die printplaat, wat kan lei tot kortsluitings of oopkoppelings. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. Inspeksies kan handmatig en outomaties wees.

A. Manual check:

Because the PCB has small SMT components, visual inspection of the board for any misalignment or malfunction can cause technician fatigue and eye strain. As gevolg van onakkurate resultate is hierdie metode dus nie haalbaar vir vooraf -SMT -borde nie. Hierdie metode is egter haalbaar vir plate met THT -komponente en laer komponentdigthede.

B. Optiese opsporing:

Hierdie metode is haalbaar vir groot hoeveelhede PCBS. Die metode gebruik outomatiese masjiene met hoë krag- en hoëresolusiekameras wat op verskillende hoeke gemonteer is om die soldeerverbindings uit alle rigtings te sien. Afhangende van die kwaliteit van die soldeerverbinding, sal die lig in verskillende hoeke van die soldeerbout weerkaats. This automatic optical inspection (AOI) machine is very fast and can process large quantities of PCBS in a very short time.

CX – ray inspection:

The X-ray machine allows technicians to scan the PCB to see internal defects. This is not a common inspection method and is only used for complex and advanced PCBS. If not used properly, these inspection methods may result in rework or PCB obsoletion. Inspeksies moet gereeld uitgevoer word om vertragings, arbeid en materiaalkoste te voorkom.

Stap 5: Bevestiging en sweis van THT -komponente

Deur-gat-komponente is algemeen op baie PCB-borde. These components are also called plated through holes (PTH). Die leidings van hierdie komponente gaan deur gate in die PCB. Hierdie gate is verbind met ander gate en deur gate deur koper spore. As hierdie THT -elemente in hierdie gate ingevoeg en gelas word, word hulle elektries verbind met ander gate op dieselfde PCB as die ontwerpte stroombaan. These PCBS may contain some THT components and many SMD components, so the welding method described above is not suitable for THT components in the case of SMT components such as reflow welding. So the two main types of THT components that are welded or assembled are

A. Handsweis:

Manual welding methods are common and often require more time than an automated setup for SMT. ‘N Tegnikus word gewoonlik aangewys om een ​​komponent op ‘n slag in te voeg en die bord aan ander tegnici oor te gee wat ‘n ander komponent op dieselfde bord plaas. Daarom sal die printplaat om die monteerbaan geskuif word om die PTH -komponent daarop te laat vul. Dit maak die proses lank en baie PCB -ontwerp- en vervaardigingsondernemings vermy die gebruik van PTH -komponente in hul stroombaanontwerpe. Maar die PTH -komponent bly die gunsteling en mees gebruikte komponent deur die meeste kringontwerpers.

B. Golf soldeer:

Die outomatiese weergawe van handsweis is golfsweis. In hierdie metode, sodra die PTH -element op die PCB geplaas is, word die PCB op ‘n vervoerband geplaas en na ‘n spesiale oond verskuif. Hier spat golwe van gesmelte soldeer in die substraat van die PCB waar die komponentleidings teenwoordig is. Dit sal alle penne onmiddellik sweis. However, this method only works with single-sided PCBS and not double-sided PCBS, as melted solder on one side of the PCB can damage components on the other. Skuif daarna die PCB vir finale inspeksie.

Stap 6: Finale inspeksie en funksionele toetsing

PCB is nou gereed vir toetsing en inspeksie. This is a functional test in which electrical signals and power are given to the PCB at the specified pins and the output is checked at the specified test point or output connector. This test requires common laboratory instruments such as oscilloscopes, digital multimeters, and function generators

Hierdie toets word gebruik om die funksionele en elektriese eienskappe van die PCB te kontroleer en die stroom-, spanning-, analoog- en digitale sein- en stroombaanontwerpe te beskryf wat in die PCB -vereistes beskryf word

As een van die parameters van die PCB onaanvaarbare resultate toon, word die PCB volgens die standaardmaatskappyprosedures weggegooi of geskrap. Die toetsfase is belangrik omdat dit die sukses of mislukking van die hele PCBA -proses bepaal.

Stap 7: Finale skoonmaak, afwerking en aflewering:

Now that the PCB has been tested in all aspects and declared normal, it is time to clean up unwanted residual flux, finger grime and oil. Roestvrye staal hoëdruk skoonmaak gereedskap met gedeïoniseerde water is voldoende om alle soorte vuil skoon te maak. Gedeïoniseerde water beskadig nie die PCB -stroombaan nie. Na afwas, droog die PCB met saamgeperste lug. Die finale PCB is nou gereed om verpak en gestuur te word.