Müasir texnologiya baxımından dünya çox sürətli bir sürətlə böyüyür və təsiri gündəlik həyatımızda asanlıqla rol oynaya bilər. 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. Bu cihazların nüvəsi elektrik mühəndisliyidir və özəyi də çap devre (PCB).

Bir PCB ümumiyyətlə yaşıldır və üzərində müxtəlif elektron komponentləri olan sərt bir cisimdir. These components are welded to the PCB in a process called “PCB assembly” or PCBA. PCB, fiberglasdan hazırlanmış bir substratdan, izi təşkil edən mis təbəqələrdən, komponenti meydana gətirən deliklərdən və daxili və xarici ola bilən təbəqələrdən ibarətdir. RayPCB-də, çox qatlı PROTOTİPLƏR üçün 1-36 qata qədər və həcmli istehsal üçün çoxlu PCB dəstləri üçün 1-10 qata qədər təmin edə bilərik. 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. Qaynaq maskası, komponentin yola və ya digər komponentlərə qısa qapanmasının qarşısını almağa imkan verəcəkdir.

PCB üzərindəki elektron siqnalları bir nöqtədən digərinə köçürmək üçün mis izləri istifadə olunur. These signals can be high-speed digital signals or discrete analog signals. Komponent enerji təchizatı üçün güc/güc təmin etmək üçün bu tellər qalınlaşdırıla bilər.

Yüksək gərginlik və ya cərəyan verən əksər PCBS -də ayrı bir torpaqlama təyyarəsi var. Components on the top layer are connected to the internal GND plane or internal signal layer via “Vias”.

PCB -nin dizayn edildiyi kimi işləməsini təmin etmək üçün komponentlər PCB üzərində yığılmışdır. The most important thing is PCB function. Kiçik SMT rezistorları düzgün yerləşdirilməsə də və ya PCB -dən kiçik parçalar kəsilsə belə, PCB işləməyə bilər. Buna görə komponentlərin düzgün bir şəkildə yığılması vacibdir. Komponentləri yığarkən PCB PCBA və ya montaj PCB adlanır.

Müştəri və ya istifadəçi tərəfindən təsvir olunan xüsusiyyətlərdən asılı olaraq, PCB -nin funksiyası mürəkkəb və ya sadə ola bilər. PCB size also varies according to requirements.

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

PCB təbəqəsi və dizaynı

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, xarici təbəqələr arasında çoxlu siqnal təbəqələri vardır. Now we will discuss the types of outer layers and functions.

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

1-Substrat: Bu, komponentlərin “doldurulduğu” və ya qaynaqlandığı FR-4 materialından hazırlanmış sərt bir lövhədir. Bu PCB üçün sərtlik təmin edir.

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- Qaynaq maskası: PCB-nin üst və alt qatlarına tətbiq olunur. This is used to create non-conducting areas of the PCB and insulate the copper traces from each other to protect against short circuits. Qaynaq maskası, istənməyən hissələrin qaynaqlanmasını da qarşısını alır və lehimin deliklər və yastıqlar kimi qaynaq üçün sahəyə daxil olmasını təmin edir. 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. Ekran təbəqəsi PCB haqqında vacib məlumatlar verir.

There are 3 types of PCBS according to the substrate classification

1- Rigid PCB:

PCB -lər, müxtəlif növ PCB -lərdə gördüyümüz PCB cihazlarının əksəriyyətidir. Bunlar fərqli qalınlığa malik sərt, sərt və möhkəm PCBS -lərdir. The main material is fiberglass or simple “FR4”. FR4 “alov gecikdirici-4” deməkdir. FR-4-ün özünü söndürmə xüsusiyyətləri onu bir çox sərt nüvəli sənaye elektron cihazlarının istifadəsi üçün faydalı edir. The FR-4 has thin layers of copper foil on both sides, also known as copper-clad laminates. Fr-4 mis örtüklü laminatlar əsasən güc gücləndiricilərində, keçid rejimində enerji təchizatında, servo motor sürücülərində və s. Digər tərəfdən, məişət texnikası və İT məhsullarında geniş istifadə olunan başqa bir sərt PCB substratına kağız fenolik PCB deyilir. Yüngül, aşağı sıxlıqlı, ucuz və yumruqlamaq asandır. Kalkulyatorlar, klaviatura və siçanlar onun tətbiqlərindən biridir.

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.Bu tip PCBS -lər yüksək enerjili LEDlər, lazer diodları və s.

Installation technology type:

SMT: SMT “səthə montaj texnologiyası” deməkdir. SMT komponentləri çox kiçik ölçülərə malikdir və rezistorlar və kondansatörlər üçün 0402,0603 1608 kimi müxtəlif paketlərdə mövcuddur. Eynilə, inteqral dövrələr üçün SOIC, TSSOP, QFP və BGA var.

SMT montajı insan əlləri üçün çox çətindir və vaxt işləmə prosesi ola bilər, buna görə də ilk növbədə avtomatlaşdırılmış götürmə və yerləşdirmə robotları tərəfindən aparılır.

THT: THT, deşik texnologiyasını ifadə edir. 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.

Montaj prosesinin ilkin şərtləri:

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. İstehsalçılar qüsursuz bir PCB təmin etmək üçün bu əsas DFM addımlarını yerinə yetirməlidirlər.

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 çentik/baş istiqaməti yoxlanılmalıdır.

Soyuducuya ehtiyac duyulan element, digər elementləri yerləşdirmək üçün kifayət qədər yerə malik olmalıdır ki, istilik alıcısı toxunmasın.

2-Hole and through-hole spacing:

The spacing between holes and between holes and traces should be checked. Yastıq və deşik üst -üstə düşməməlidir.

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. RayPCB-də, PCB OEM xidmətləri, dalğa lehimləmə, PCB kart testləri və SMT montajı təmin etmək üçün ən müasir OEM avadanlıqlarından istifadə edirik.

PCB Montajı (PCBA) addım-addım prosesi:

Addım 1: Şablon istifadə edərək lehim pastası tətbiq edin

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. Şablon və PCB mexaniki bir armaturla bir yerdə tutulur və lehim pastası aplikator vasitəsilə lövhədəki bütün boşluqlara bərabər şəkildə tətbiq olunur. Apply solder paste evenly with applicator. Buna görə aplikatorda uyğun lehim pastası istifadə edilməlidir. Aplikator çıxarıldıqda, pasta PCB -nin istədiyiniz sahəsində qalacaq. Boz lehim pastası 96.5% -i qalaydan hazırlanmışdır, tərkibində 3% gümüş və 0.5% mis, qurğuşun yoxdur. After heating in Step 3, the solder paste will melt and form a strong bond.

Step 2: Automatic placement of components:

PCBA -nın ikinci addımı SMT komponentlərini avtomatik olaraq PCB -yə yerləşdirməkdir. Bu, bir robot seçin və yerləşdirin. Dizayn səviyyəsində dizayner bir fayl yaradır və onu avtomatlaşdırılmış robota verir. Bu fayl PCB-də istifadə olunan hər bir komponentin əvvəlcədən proqramlaşdırılmış X, Y koordinatlarına malikdir və bütün komponentlərin yerini müəyyənləşdirir. 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.

Robot götürmə və yerləşdirmə maşınlarının yaranmasından əvvəl, texniki mütəxəssislər cımbız istifadə edərək komponentləri götürər və yerə diqqətlə baxaraq və əl sıxışmaqdan çəkinərək PCB -yə yerləşdirərdilər. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. Beləliklə, səhv ehtimalı yüksəkdir.

Texnologiya yetişdikcə komponentləri götürən və yerləşdirən avtomatlaşdırılmış robotlar, texniklərin iş yükünü azaldaraq komponentlərin sürətli və dəqiq yerləşdirilməsini təmin edir. Bu robotlar yorulmadan 24/7 işləyə bilər.

Addım 3: Yenidən qaynaq

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. Lehim əriməsi üçün temperatur kifayətdir. Ərinmiş lehim daha sonra komponenti PCB -yə saxlayır və birləşməni əmələ gətirir. After high temperature treatment, the PCB enters the cooler. These coolers then solidify the solder joints in a controlled manner. Bu, SMT komponenti ilə PCB arasında daimi bir əlaqə quracaqdır. İki tərəfli bir PCB vəziyyətində, yuxarıda təsvir edildiyi kimi, daha az və ya daha kiçik komponentlərə malik olan PCB tərəfi əvvəlcə 1-dən 3-ə qədər olan addımlardan sonra digər tərəfə aparılacaqdır.

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

Addım 4: Keyfiyyət yoxlaması və yoxlama

Yenidən axıdılması lehimləndikdən sonra, PCB tepsisinde bəzi yanlış hərəkətlər səbəbiylə komponentlərin yanlış hizalanması mümkündür ki, bu da qısa və ya açıq dövrə bağlantılarına səbəb ola bilər. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. Yoxlamalar əl ilə və avtomatik ola bilər.

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. Buna görə də, qeyri -dəqiq nəticələr səbəbindən bu üsul əvvəlcədən SMT lövhələri üçün mümkün deyil. Bununla birlikdə, bu üsul THT komponentləri və daha aşağı komponent sıxlığı olan plitələr üçün mümkündür.

B. Optik aşkarlama:

Bu üsul böyük miqdarda PCBS üçün mümkündür. Metod, hər tərəfdən lehim birləşmələrini görmək üçün müxtəlif açılarda quraşdırılmış yüksək gücü və yüksək qətnamə kameraları olan avtomatlaşdırılmış maşınlardan istifadə edir. Lehim birləşməsinin keyfiyyətindən asılı olaraq, işıq müxtəlif açılarda lehim birləşməsindən əks olunacaq. 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. Gecikmələrin, əmək və maddi xərclərin qarşısını almaq üçün mütəmadi olaraq yoxlamalar aparılmalıdır.

Addım 5: THT komponentinin fiksasiyası və qaynaqlanması

Çuxurlu komponentlər bir çox PCB lövhəsində yaygındır. These components are also called plated through holes (PTH). Bu komponentlərin ucları PCBdəki deliklərdən keçəcəkdir. Bu deliklər digər izlərlə və deşiklər vasitəsilə mis izləri ilə bağlanır. Bu THT elementləri bu deliklərə daxil edildikdə və qaynaqlandıqda, dizayn edilmiş dövrə ilə eyni PCB üzərindəki digər deliklərə elektriklə bağlanırlar. 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. Əl ilə qaynaq:

Manual welding methods are common and often require more time than an automated setup for SMT. Bir texnik adətən bir anda bir komponenti daxil etmək və eyni lövhəyə başqa bir komponent daxil edən lövhəni digər texniki işçilərə ötürmək üçün təyin edilir. Buna görə, PTH komponentini doldurmaq üçün dövrə lövhəsi montaj xətti ətrafında hərəkət etdiriləcəkdir. Bu, prosesi uzun edir və bir çox PCB dizayn və istehsal şirkəti, dövrə dizaynında PTH komponentlərindən istifadə etməkdən çəkinir. Lakin PTH komponenti, əksər dizaynerlər tərəfindən ən çox sevilən və ən çox istifadə edilən komponent olaraq qalır.

B. Dalğa lehimləmə:

Əl qaynağının avtomatlaşdırılmış versiyası dalğalı qaynaqdır. Bu üsulda, PTH elementi PCB -yə yerləşdirildikdən sonra, PCB bir konveyer kəmərinə yerləşdirilir və xüsusi bir sobaya köçürülür. Burada, əridilmiş lehim dalğaları, komponentlərin mövcud olduğu PCB substratına sıçrayır. Bu, bütün sancaqları dərhal qaynaqlayacaq. 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. Bundan sonra, son yoxlama üçün PCB -ni köçürün.

Addım 6: Son yoxlama və funksional test

PCB test və yoxlamaya hazırdır. 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

Bu test, PCB -nin funksional və elektrik xüsusiyyətlərini yoxlamaq və PCB tələblərində təsvir olunan cərəyan, gərginlik, analoq və rəqəmsal siqnal və dövrə dizaynlarını yoxlamaq üçün istifadə olunur.

PCB parametrlərindən hər hansı biri qəbuledilməz nəticələr göstərərsə, PCB standart şirkət prosedurlarına uyğun olaraq atılacaq və ya qırılacaq. Test mərhələsi vacibdir, çünki bütün PCBA prosesinin uğurunu və ya uğursuzluğunu təyin edir.

Addım 7: Son təmizləmə, bitirmə və göndərmə:

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. Paslanmayan polad əsaslı deionlaşdırılmış su istifadə edən yüksək təzyiqli təmizləyici vasitələr hər cür kirləri təmizləmək üçün kifayətdir. Deionlaşdırılmış su PCB dövrəsinə zərər vermir. Yuyunduqdan sonra PCB -ni sıxılmış hava ilə qurudun. Son PCB artıq qablaşdırılmağa və göndərilməyə hazırdır.