Kaasaegse tehnoloogia osas kasvab maailm väga kiiresti ja selle mõju võib meie igapäevaelus kergesti mängu tulla. 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. Nende seadmete tuum on elektrotehnika ja tuum on trükkplaat (PCB).

PCB on tavaliselt roheline ja see on jäik korpus, millel on erinevad elektroonilised komponendid. These components are welded to the PCB in a process called “PCB assembly” or PCBA. PCB koosneb klaaskiust valmistatud substraadist, jälgi moodustavatest vasekihtidest, komponendi moodustavatest aukudest ja kihtidest, mis võivad olla nii sisemised kui ka välised. RayPCB-s saame pakkuda kuni 1-36 kihti mitmekihiliste PROTOTÜÜPIDE jaoks ja 1-10 kihti mitme PCB-partii jaoks mahu tootmiseks. 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. Keevitusmask võimaldab komponendil vältida rööbastee või muude komponentide lühistamist.

Vasejälgi kasutatakse elektrooniliste signaalide edastamiseks trükkplaadil ühest punktist teise. These signals can be high-speed digital signals or discrete analog signals. Neid juhtmeid saab paksuks muuta, et toita komponendi toiteallikat.

In most PCBS that provide high voltage or current, there is a separate grounding plane. Components on the top layer are connected to the internal GND plane or internal signal layer via “Vias”.

Components are assembled on the PCB to enable the PCB to operate as designed. The most important thing is PCB function. Isegi kui väikesed SMT -takistid pole õigesti paigutatud või isegi kui PCB -lt on lõigatud väikesed rajad, ei pruugi PCB töötada. Seetõttu on oluline komponente õigesti kokku panna. Komponentide kokkupanemisel nimetatakse PCBd PCBA -ks või montaažiplaatideks.

Sõltuvalt kliendi või kasutaja kirjeldatud spetsifikatsioonidest võib PCB funktsioon olla keeruline või lihtne. PCB size also varies according to requirements.

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

PCB kiht ja disain

Nagu eespool mainitud, on väliskihtide vahel mitu signaalikihti. Now we will discuss the types of outer layers and functions.

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

1-aluspind: see on jäik plaat, mis on valmistatud FR-4 materjalist ja millele komponendid on täidetud või keevitatud. This provides rigidity for the 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- Keevitusmask: seda kantakse PCB ülemisele ja alumisele kihile. This is used to create non-conducting areas of the PCB and insulate the copper traces from each other to protect against short circuits. Keevitusmask väldib ka soovimatute osade keevitamist ja tagab, et joodis siseneb keevitamise piirkonda, nagu augud ja padjad. 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. Ekraanikiht annab PCB kohta olulist teavet.

There are 3 types of PCBS according to the substrate classification

1- Rigid PCB:

PCB -d on enamik PCB -seadmeid, mida näeme erinevat tüüpi PCB -des. These are hard, rigid and sturdy PCBS, with different thicknesses. The main material is fiberglass or simple “FR4”. FR4 tähistab leegiaeglustit-4. FR-4 isekustuvad omadused muudavad selle kasulikuks paljude kõvade tööstuslike elektroonikaseadmete kasutamiseks. The FR-4 has thin layers of copper foil on both sides, also known as copper-clad laminates. Fr-4 vaskkattega laminaate kasutatakse peamiselt võimsusvõimendites, lülitusrežiimi toiteallikates, servomootori draiverites jne. Teisest küljest nimetatakse teist jäika PCB substraati, mida tavaliselt kasutatakse kodumasinates ja IT -toodetes, paberfenoolseks PCB -ks. They are light, low density, cheap and easy to punch. Mõned selle rakendused on kalkulaatorid, klaviatuurid ja hiired.

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.Seda tüüpi PCBS -e saab kasutada rakendustes, mis vajavad termilisi komponente, nagu suure võimsusega LED -id, laserdioodid jne.

Installation technology type:

SMT: SMT tähistab “pinnale paigaldamise tehnoloogiat”. SMT komponendid on mõõtmetelt väga väikesed ja saadaval erinevates pakettides, näiteks 0402,0603 1608 XNUMX takistite ja kondensaatorite jaoks. Samamoodi on meil integraallülituste jaoks SOIC, TSSOP, QFP ja BGA.

SMT kokkupanek on inimkätele väga raske ja võib olla aeganõudev protsess, mistõttu seda teevad peamiselt automaatsed pealevõtmis- ja paigutusrobotid.

THT: THT tähistab aukude tehnoloogiat. 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.

Monteerimisprotsessi eeltingimused:

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. Tootjad peavad vea PCB tagamiseks täitma need DFM -i põhietapid.

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 -sälgu/pea suunda tuleb kontrollida.

Jahutusradiaatorit nõudval elemendil peaks olema piisavalt ruumi teiste elementide paigutamiseks, nii et jahutusradiaator ei puutu kokku.

2-Hole and through-hole spacing:

The spacing between holes and between holes and traces should be checked. Padi ja läbiv auk ei tohi kattuda.

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-s kasutame PCB OEM-teenuste, lainejootmise, PCB-kaardi testimise ja SMT kokkupaneku pakkumiseks tipptasemel OEM-seadmeid.

PCB kokkupanek (PCBA) samm-sammult:

Samm: kandke malli abil jootepasta

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. Malli ja trükkplaati hoiab koos mehaaniline kinnitus ning jootepasta kantakse aplikaatori kaudu ühtlaselt kõikidele plaadi avadele. Apply solder paste evenly with applicator. Therefore, appropriate solder paste must be used in the applicator. Aplikaatori eemaldamisel jääb pasta soovitud PCB piirkonda. Hall tindipasta 96.5%, sisaldab 3% hõbedat ja 0.5% vaske, pliivaba. After heating in Step 3, the solder paste will melt and form a strong bond.

Step 2: Automatic placement of components:

The second step of PCBA is to automatically place the SMT components on the PCB. Seda tehakse roboti abil. Disaini tasandil loob disainer faili ja edastab selle automatiseeritud robotile. Selles failis on iga PCB-s kasutatud komponendi eelprogrammeeritud X, Y koordinaadid ja see tuvastab kõigi komponentide asukoha. 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.

Enne robotite pealevõtmis- ja paigutusmasinate tulekut võtsid tehnikud pintsettide abil komponendid üles ja asetasid need trükkplaadile, vaadates hoolikalt asukohta ja vältides kätlemist. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. Seega on vigade tõenäosus suur.

Tehnoloogia küpsedes vähendavad komponente üles võtvad ja paigutavad automatiseeritud robotid tehnikute töökoormust, võimaldades komponentide kiiret ja täpset paigutamist. These robots can work 24/7 without fatigue.

3. samm: tagasivoolu keevitamine

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. Temperatuur on piisav joote sulatamiseks. Seejärel hoiab sulatatud jootekomponent PCB külge ja moodustab vuugi. After high temperature treatment, the PCB enters the cooler. These coolers then solidify the solder joints in a controlled manner. See loob püsiva ühenduse SMT komponendi ja trükkplaadi vahel. Kahepoolse trükkplaadi puhul, nagu eespool kirjeldatud, töödeldakse esmalt etappidest 1 kuni 3 vähemate või väiksemate komponentidega PCB-külge ja seejärel teisele poole.

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

Step 4: Quality inspection and inspection

Pärast jootmist pärast jootmist on võimalik, et komponendid on valesti joondatud PCB -salve mõne vale liigutuse tõttu, mis võib põhjustada lühise või avatud vooluahela ühendusi. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. Kontrollid võivad olla käsitsi ja automatiseeritud.

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. Seetõttu ei ole see meetod ette nähtud SMT -plaatide jaoks teostatav ebatäpsete tulemuste tõttu. See meetod on siiski teostatav plaatide puhul, millel on THT komponendid ja madalam komponentide tihedus.

B. Optiline tuvastamine:

This method is feasible for large quantities of PCBS. Meetod kasutab jootekohtade vaatamiseks kõikidest suundadest suure võimsusega ja suure eraldusvõimega kaameraid, mis on paigaldatud erinevate nurkade all. Sõltuvalt jooteühenduse kvaliteedist peegeldub valgus jooteühendusest erinevate nurkade all. 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. Kontrolle tuleb teha regulaarselt, et vältida viivitusi, tööjõu- ja materjalikulusid.

Samm: THT komponentide fikseerimine ja keevitamine

Läbi aukude komponendid on levinud paljudel trükkplaatidel. These components are also called plated through holes (PTH). Nende komponentide juhtmed läbivad PCB auke. Need augud on ühendatud teiste aukudega ja läbi aukude vaskjälgedega. Kui need THT elemendid nendesse aukudesse sisestatakse ja keevitatakse, ühendatakse need elektriliselt teiste aukudega, mis on kavandatud vooluahelaga samas PCB -s. 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. Manual welding:

Manual welding methods are common and often require more time than an automated setup for SMT. Tehnik on tavaliselt määratud sisestama ühe komponendi korraga ja edastama plaadi teistele tehnikutele, sisestades sama plaadi teise komponendi. Therefore, the circuit board will be moved around the assembly line to get the PTH component to fill on it. This makes the process lengthy, and many PCB design and manufacturing companies avoid using PTH components in their circuit designs. But the PTH component remains the favorite and most commonly used component by most circuit designers.

B. Laine jootmine:

The automated version of manual welding is wave welding. Selle meetodi korral, kui PTH element on trükkplaadile paigutatud, asetatakse trükkplaat konveierilindile ja viiakse spetsiaalsesse ahju. Siin pritsivad sula joodise lained trükkplaadi aluspinnale, kus on komponendi juhtmed. See keevitab kõik tihvtid kohe. 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. Pärast seda viige trükkplaat lõplikuks kontrollimiseks.

Step 6: Final inspection and functional testing

PCB on nüüd testimiseks ja kontrollimiseks valmis. 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

Seda testi kasutatakse PCB funktsionaalsete ja elektriliste omaduste kontrollimiseks ning PCB nõuetes kirjeldatud voolu, pinge, analoog- ja digitaalsignaali ning vooluahela konstruktsioonide kinnitamiseks

Kui mõne PCB parameetri tulemused on vastuvõetamatud, siis PCB kõrvaldatakse või lammutatakse vastavalt ettevõtte standardprotseduuridele. Testimise etapp on oluline, kuna see määrab kogu PCBA protsessi edu või ebaedu.

Samm: lõplik puhastamine, viimistlemine ja kohaletoimetamine:

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. Roostevabast terasest valmistatud kõrgsurvepuhastusvahenditest, mis kasutavad deioniseeritud vett, piisab igasuguse mustuse puhastamiseks. Deioniseeritud vesi ei kahjusta trükkplaadi vooluringi. Pärast pesemist kuivatage trükkplaat suruõhuga. Lõplik trükkplaat on nüüd pakendamiseks ja saatmiseks valmis.