O ran technoleg fodern, mae’r byd yn tyfu’n gyflym iawn, a gall ei ddylanwad ddod i rym yn ein bywyd bob dydd. 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. Craidd y dyfeisiau hyn yw peirianneg drydanol, a’r craidd yw bwrdd cylched printiedig (PCB).

Mae PCB fel arfer yn wyrdd ac yn gorff anhyblyg gyda gwahanol gydrannau electronig arno. These components are welded to the PCB in a process called “PCB assembly” or PCBA. Mae’r PCB yn cynnwys swbstrad wedi’i wneud o wydr ffibr, haenau copr sy’n ffurfio’r olrhain, tyllau sy’n ffurfio’r gydran, a haenau a all fod yn fewnol ac yn allanol. Yn RayPCB, gallwn ddarparu hyd at 1-36 o haenau ar gyfer PROTOTYPES aml-haen ac 1-10 haen ar gyfer sypiau lluosog o PCB ar gyfer cynhyrchu cyfaint. 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. Bydd y mwgwd weldio yn caniatáu i’r gydran osgoi cylchdroi byr i’r trac neu gydrannau eraill.

Defnyddir olion copr i drosglwyddo signalau electronig o un pwynt i’r llall ar PCB. These signals can be high-speed digital signals or discrete analog signals. Gellir gwneud y gwifrau hyn yn drwchus er mwyn darparu pŵer / pŵer ar gyfer cyflenwad pŵer cydran.

Yn y mwyafrif o PCBS sy’n darparu foltedd uchel neu gerrynt, mae awyren sylfaen ar wahân. Components on the top layer are connected to the internal GND plane or internal signal layer via “Vias”.

Mae cydrannau wedi’u cydosod ar y PCB i alluogi’r PCB i weithredu fel y dyluniwyd. The most important thing is PCB function. Hyd yn oed os nad yw’r gwrthyddion UDRh bach yn cael eu gosod yn gywir, neu hyd yn oed os yw traciau bach yn cael eu torri o’r PCB, efallai na fydd y PCB yn gweithio. Felly, mae’n bwysig cydosod cydrannau mewn ffordd iawn. Yr enw ar y PCB wrth gydosod cydrannau yw PCBA neu PCB cynulliad.

Yn dibynnu ar y manylebau a ddisgrifir gan y cwsmer neu’r defnyddiwr, gall swyddogaeth y PCB fod yn gymhleth neu’n syml. PCB size also varies according to requirements.

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

Haen a dyluniad PCB

Fel y soniwyd uchod, mae sawl haen signal rhwng yr haenau allanol. Now we will discuss the types of outer layers and functions.

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

1 – Is-haen: Plât anhyblyg yw hwn wedi’i wneud o ddeunydd FR-4 y mae’r cydrannau’n cael eu “llenwi” neu eu weldio arno. Mae hyn yn darparu anhyblygedd i’r 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.

Mwgwd weldio: Fe’i cymhwysir i haenau uchaf a gwaelod y PCB. This is used to create non-conducting areas of the PCB and insulate the copper traces from each other to protect against short circuits. Mae’r mwgwd weldio hefyd yn osgoi weldio rhannau diangen ac yn sicrhau bod sodr yn mynd i mewn i’r ardal ar gyfer weldio, fel tyllau a phadiau. 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. Mae’r haen sgrin yn darparu gwybodaeth bwysig am y PCB.

There are 3 types of PCBS according to the substrate classification

1- Rigid PCB:

PCBs yw’r rhan fwyaf o’r dyfeisiau PCB a welwn mewn gwahanol fathau o PCBs. Mae’r rhain yn PCBS caled, anhyblyg a chadarn, gyda thrwch gwahanol. The main material is fiberglass or simple “FR4”. Mae FR4 yn sefyll am “flam retarder-4”. Mae nodweddion hunan-ddiffodd y FR-4 yn ei gwneud yn ddefnyddiol ar gyfer defnyddio llawer o ddyfeisiau electronig diwydiannol craidd caled. The FR-4 has thin layers of copper foil on both sides, also known as copper-clad laminates. Defnyddir laminiadau clad copr Fr-4 yn bennaf mewn chwyddseinyddion pŵer, newid cyflenwadau pŵer modd, gyrwyr modur servo, ac ati. Ar y llaw arall, gelwir swbstrad PCB anhyblyg arall a ddefnyddir yn gyffredin mewn offer cartref a chynhyrchion TG yn PCB ffenolig papur. Maent yn ysgafn, dwysedd isel, rhad ac yn hawdd eu dyrnu. Cyfrifianellau, bysellfyrddau a llygod yw rhai o’i gymwysiadau.

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.Gellir defnyddio’r mathau hyn o PCBS ar gyfer cymwysiadau sy’n gofyn am gydrannau thermol fel coesau pŵer uchel, deuodau laser, ac ati.

Installation technology type:

UDRh: Mae’r UDRh yn sefyll am “dechnoleg mowntio wyneb”. Mae cydrannau UDRh yn fach iawn o ran maint ac yn dod mewn amrywiol becynnau fel 0402,0603 1608 ar gyfer gwrthyddion a chynwysorau. Yn yr un modd, ar gyfer ics cylched integredig, mae gennym SOIC, TSSOP, QFP a BGA.

Mae cynulliad UDRh yn anodd iawn i ddwylo dynol a gall fod yn broses brosesu amser, felly mae’n cael ei wneud yn bennaf gan robotiaid codi a lleoli awtomataidd.

THT: Mae THT yn sefyll am dechnoleg trwy dwll. 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.

Rhagofynion proses y Cynulliad:

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. Rhaid i weithgynhyrchwyr gyflawni’r camau DFM sylfaenol hyn i sicrhau PCB di-ddiffyg.

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. Rhaid gwirio cyfeiriad rhic / pen IC.

Dylai’r elfen sy’n gofyn am y sinc gwres fod â digon o le i gynnwys elfennau eraill fel nad yw’r sinc gwres yn cyffwrdd.

2-Hole and through-hole spacing:

The spacing between holes and between holes and traces should be checked. Ni fydd pad a thrwy dwll yn gorgyffwrdd.

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. Yn RayPCB, rydym yn defnyddio offer OEM o’r radd flaenaf i ddarparu gwasanaethau OEM PCB, sodro tonnau, profi cardiau PCB a chynulliad UDRh.

Proses cam wrth gam Cynulliad PCB (PCBA):

Cam 1: Cymhwyso past solder gan ddefnyddio templed

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. Mae’r templed a’r PCB yn cael eu dal gyda’i gilydd gan ornest fecanyddol, ac mae’r past solder yn cael ei gymhwyso’n gyfartal i bob agoriad yn y bwrdd trwy gymhwysydd. Apply solder paste evenly with applicator. Felly, rhaid defnyddio past solder priodol yn y cymhwysydd. Pan fydd y cymhwysydd yn cael ei dynnu, bydd y past yn aros yn ardal ddymunol y PCB. Past solder llwyd 96.5% wedi’i wneud o dun, sy’n cynnwys 3% arian a 0.5% copr, heb blwm. After heating in Step 3, the solder paste will melt and form a strong bond.

Step 2: Automatic placement of components:

Ail gam PCBA yw gosod cydrannau’r UDRh yn awtomatig ar y PCB. Gwneir hyn trwy ddefnyddio robot dewis a gosod. Ar y lefel ddylunio, mae’r dylunydd yn creu ffeil ac yn ei darparu i’r robot awtomataidd. Mae gan y ffeil hon gyfesurynnau X, Y wedi’u rhaglennu ymlaen llaw ar gyfer pob cydran a ddefnyddir yn y PCB ac mae’n nodi lleoliad yr holl gydrannau. 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.

Cyn dyfodiad peiriannau codi a lleoli robotig, byddai technegwyr yn codi cydrannau gan ddefnyddio pliciwr a’u rhoi ar y PCB trwy edrych yn ofalus ar y lleoliad ac osgoi unrhyw ysgwyd llaw. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. Felly mae’r potensial am wall yn uchel.

Wrth i dechnoleg aeddfedu, mae robotiaid awtomataidd sy’n codi ac yn gosod cydrannau yn lleihau llwyth gwaith technegwyr, gan alluogi lleoli cydrannau’n gyflym ac yn gywir. Gall y robotiaid hyn weithio 24/7 heb flinder.

Cam 3: weldio reflow

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. Mae’r tymheredd yn ddigonol i doddi’r sodr. Yna mae’r sodr wedi’i doddi yn dal y gydran i’r PCB ac yn ffurfio’r cymal. After high temperature treatment, the PCB enters the cooler. These coolers then solidify the solder joints in a controlled manner. Bydd hyn yn sefydlu cysylltiad parhaol rhwng cydran yr UDRh a’r PCB. Yn achos PCB dwy ochr, fel y disgrifir uchod, bydd yr ochr PCB â llai o gydrannau neu lai yn cael ei thrin yn gyntaf o gamau 1 i 3, ac yna i’r ochr arall.

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

Cam 4: Arolygu ac arolygu ansawdd

Ar ôl sodro ail-lenwi, mae’n bosibl bod cydrannau’n cael eu camlinio oherwydd rhywfaint o symud anghywir yn yr hambwrdd PCB, a allai arwain at gysylltiadau cylched byr neu agored. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. Gall arolygiadau fod â llaw ac yn awtomataidd.

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. Felly, nid yw’r dull hwn yn ymarferol ar gyfer byrddau UDRh ymlaen llaw oherwydd canlyniadau anghywir. Fodd bynnag, mae’r dull hwn yn ymarferol ar gyfer platiau â chydrannau THT a dwysedd cydrannau is.

B. Canfod optegol:

Mae’r dull hwn yn ymarferol ar gyfer llawer iawn o PCBS. Mae’r dull yn defnyddio peiriannau awtomataidd gyda chamerâu pŵer uchel a datrysiad uchel wedi’u gosod ar onglau amrywiol i weld y cymalau solder o bob cyfeiriad. Yn dibynnu ar ansawdd y cymal solder, bydd y golau yn adlewyrchu oddi ar y cymal solder ar wahanol onglau. 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. Mae angen cynnal arolygiadau yn rheolaidd er mwyn osgoi oedi, costau llafur a deunydd.

Cam 5: Gosod a weldio cydrannau THT

Mae cydrannau trwy dwll yn gyffredin ar lawer o fyrddau PCB. These components are also called plated through holes (PTH). Bydd arweinyddion y cydrannau hyn yn pasio trwy dyllau yn y PCB. Mae’r tyllau hyn wedi’u cysylltu â thyllau eraill a thrwy dyllau gan olion copr. Pan fydd yr elfennau THT hyn yn cael eu mewnosod a’u weldio yn y tyllau hyn, maent wedi’u cysylltu’n drydanol â thyllau eraill ar yr un PCB â’r cylched a ddyluniwyd. 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. Felly mae’r ddau brif fath o gydrannau THT sy’n cael eu weldio neu eu cydosod

A. Weldio â llaw:

Manual welding methods are common and often require more time than an automated setup for SMT. Yn nodweddiadol rhoddir technegydd i fewnosod un gydran ar y tro a phasio’r bwrdd i dechnegwyr eraill gan fewnosod cydran arall ar yr un bwrdd. Felly, bydd y bwrdd cylched yn cael ei symud o amgylch y llinell ymgynnull i gael y gydran PTH i’w llenwi arno. Mae hyn yn gwneud y broses yn un hir, ac mae llawer o gwmnïau dylunio a gweithgynhyrchu PCB yn osgoi defnyddio cydrannau PTH yn eu dyluniadau cylched. Ond y gydran PTH yw’r hoff gydran a ddefnyddir amlaf gan y mwyafrif o ddylunwyr cylched.

B. Sodro tonnau:

Y fersiwn awtomataidd o weldio â llaw yw weldio tonnau. Yn y dull hwn, unwaith y bydd yr elfen PTH wedi’i gosod ar y PCB, rhoddir y PCB ar belt cludo a’i symud i ffwrn bwrpasol. Yma, mae tonnau o sodr tawdd yn tasgu i is-haen y PCB lle mae’r gwifrau cydran yn bresennol. Bydd hyn yn weldio pob pin ar unwaith. 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. Ar ôl hyn, symudwch y PCB i’w archwilio yn derfynol.

Cam 6: Archwiliad terfynol a phrofion swyddogaethol

Mae PCB bellach yn barod i’w brofi a’i archwilio. 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

Defnyddir y prawf hwn i wirio nodweddion swyddogaethol a thrydanol y PCB a dilysu’r dyluniadau signal a chylched cyfredol, foltedd, analog a digidol a ddisgrifir yn y gofynion PCB

Os bydd unrhyw un o baramedrau’r PCB yn dangos canlyniadau annerbyniol, bydd y PCB yn cael ei daflu neu ei ddileu yn unol â gweithdrefnau safonol y cwmni. Mae’r cam profi yn bwysig oherwydd ei fod yn pennu llwyddiant neu fethiant yr holl broses PCBA.

Cam 7: Glanhau, gorffen a cludo terfynol:

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. Mae offer glanhau pwysedd uchel dur gwrthstaen gan ddefnyddio dŵr wedi’i ddad-ddyneiddio yn ddigonol i lanhau pob math o faw. Nid yw dŵr wedi’i ddadheintio yn niweidio cylched PCB. Ar ôl golchi, sychwch y PCB gydag aer cywasgedig. Mae’r PCB olaf bellach yn barod i’w bacio a’i gludo.