આધુનિક ટેકનોલોજીની દ્રષ્ટિએ, વિશ્વ ખૂબ ઝડપી દરે વધી રહ્યું છે, અને તેનો પ્રભાવ આપણા રોજિંદા જીવનમાં સરળતાથી આવી શકે છે. 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. આ ઉપકરણોનો મુખ્ય ભાગ ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ છે, અને મુખ્ય છે પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ (પીસીબી).

પીસીબી સામાન્ય રીતે લીલો હોય છે અને તેના પર વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો સાથે કઠોર શરીર હોય છે. These components are welded to the PCB in a process called “PCB assembly” or PCBA. પીસીબીમાં ફાઇબરગ્લાસથી બનેલો સબસ્ટ્રેટ, તાંબાના સ્તરો જે ટ્રેસ બનાવે છે, ઘટક બનાવે છે તેવા છિદ્રો અને આંતરિક અને બાહ્ય સ્તરો હોઈ શકે છે. RayPCB પર, અમે મલ્ટિ-લેયર પ્રોટોટાઇપ્સ માટે 1-36 લેયર અને વોલ્યુમ પ્રોડક્શન માટે PCB ની બહુવિધ બેચ માટે 1-10 લેયર પૂરા પાડી શકીએ છીએ. 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. વેલ્ડીંગ માસ્ક ઘટકને ટ્રેક અથવા અન્ય ઘટકોમાં શોર્ટ-સર્કિટિંગ ટાળવા દેશે.

પીસીબી પર ઇલેક્ટ્રોનિક સિગ્નલોને એક બિંદુથી બીજા સ્થાને સ્થાનાંતરિત કરવા માટે કોપર ટ્રેસનો ઉપયોગ થાય છે. These signals can be high-speed digital signals or discrete analog signals. ઘટક વીજ પુરવઠો માટે પાવર/પાવર આપવા માટે આ વાયરને જાડા બનાવી શકાય છે.

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”.

પીસીબીને ડિઝાઈન મુજબ કામ કરવા માટે સક્ષમ કરવા માટે પીસીબી પર ઘટકો એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે. The most important thing is PCB function. ભલે નાના SMT રેઝિસ્ટર યોગ્ય રીતે ન મૂકવામાં આવે, અથવા PCB માંથી નાના ટ્રેક કાપવામાં આવે તો પણ, PCB કામ કરી શકે નહીં. Therefore, it is important to assemble components in a proper way. ઘટકોને એસેમ્બલ કરતી વખતે પીસીબીને પીસીબીએ અથવા એસેમ્બલી પીસીબી કહેવામાં આવે છે.

ગ્રાહક અથવા વપરાશકર્તા દ્વારા વર્ણવેલ સ્પષ્ટીકરણોના આધારે, પીસીબીનું કાર્ય જટિલ અથવા સરળ હોઈ શકે છે. PCB size also varies according to requirements.

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

પીસીબી સ્તર અને ડિઝાઇન

ઉપર જણાવ્યા મુજબ, બાહ્ય સ્તરો વચ્ચે બહુવિધ સંકેત સ્તરો છે. Now we will discuss the types of outer layers and functions.

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

1-સબસ્ટ્રેટ: આ એફઆર -4 સામગ્રીથી બનેલી કઠોર પ્લેટ છે જેના પર ઘટકો “ભરેલા” અથવા વેલ્ડેડ છે. આ PCB માટે કઠોરતા પૂરી પાડે છે.

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- વેલ્ડિંગ માસ્ક: તે પીસીબીના ઉપર અને નીચેના સ્તરો પર લાગુ થાય છે. This is used to create non-conducting areas of the PCB and insulate the copper traces from each other to protect against short circuits. વેલ્ડીંગ માસ્ક વેલ્ડિંગ અનિચ્છનીય ભાગોને પણ ટાળે છે અને સુનિશ્ચિત કરે છે કે વેલ્ડિંગ માટે સોલ્ડર વિસ્તારમાં પ્રવેશ કરે છે, જેમ કે છિદ્રો અને પેડ્સ. 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. સ્ક્રીન લેયર પીસીબી વિશે મહત્વની માહિતી પૂરી પાડે છે.

There are 3 types of PCBS according to the substrate classification

1- Rigid PCB:

પીસીબી એ મોટાભાગના પીસીબી ઉપકરણો છે જે આપણે વિવિધ પ્રકારના પીસીબીમાં જોઈએ છીએ. આ સખત, કઠોર અને મજબૂત પીસીબીએસ છે, જેમાં વિવિધ જાડાઈ છે. The main material is fiberglass or simple “FR4”. FR4 નો અર્થ “જ્યોત રિટાર્ડર -4” થાય છે. FR-4 ની સ્વ-બુઝાવતી લાક્ષણિકતાઓ તેને ઘણા હાર્ડ-કોર industrialદ્યોગિક ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના ઉપયોગ માટે ઉપયોગી બનાવે છે. The FR-4 has thin layers of copper foil on both sides, also known as copper-clad laminates. Fr-4 કોપર ક્લેડ લેમિનેટનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પાવર એમ્પ્લીફાયર્સ, સ્વિચિંગ મોડ પાવર સપ્લાય, સર્વો મોટર ડ્રાઈવરો વગેરેમાં થાય છે. બીજી બાજુ, સામાન્ય રીતે ઘરેલુ ઉપકરણો અને આઈટી પ્રોડક્ટ્સમાં વપરાતા અન્ય કઠોર પીસીબી સબસ્ટ્રેટને પેપર ફિનોલિક પીસીબી કહેવામાં આવે છે. તેઓ પ્રકાશ, ઓછી ઘનતા, સસ્તા અને પંચ કરવા માટે સરળ છે. કેલ્ક્યુલેટર, કીબોર્ડ અને ઉંદર તેની કેટલીક એપ્લીકેશન છે.

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.આ પ્રકારના પીસીબીએસનો ઉપયોગ એપ્લીકેશન્સ માટે થઈ શકે છે જેને થર્મલ ઘટકોની જરૂર પડે છે જેમ કે હાઈ પાવર એલઈડી, લેસર ડાયોડ વગેરે.

Installation technology type:

SMT: SMT stands for “surface mount technology”. SMT ઘટકો કદમાં ખૂબ નાના છે અને વિવિધ પેકેજોમાં આવે છે જેમ કે 0402,0603 1608 રેઝિસ્ટર અને કેપેસિટર માટે. એ જ રીતે, ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ આઇસીએસ માટે, અમારી પાસે SOIC, TSSOP, QFP અને BGA છે.

એસએમટી એસેમ્બલી માનવ હાથ માટે ખૂબ જ મુશ્કેલ છે અને સમય પ્રક્રિયા પ્રક્રિયા હોઈ શકે છે, તેથી તે મુખ્યત્વે ઓટોમેટેડ પીકઅપ અને પ્લેસમેન્ટ રોબોટ્સ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

THT: THT એટલે થ્રુ-હોલ ટેકનોલોજી. Components with leads and wires, such as resistors, capacitors, inductors, PDIP ics, transformers, transistors, IGBT, MOSFET, etc.

પીસીબીની એક બાજુએ ઘટકોને એક ઘટક પર શામેલ કરવા જોઈએ અને બીજી બાજુ પગ દ્વારા ખેંચીને, પગને કાપીને વેલ્ડિંગ કરવું જોઈએ. THT assembly is usually done by hand welding and is relatively easy.

એસેમ્બલી પ્રક્રિયાની પૂર્વજરૂરીયાતો:

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. નિર્દોષ પીસીબીને સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઉત્પાદકોએ આ મૂળભૂત ડીએફએમ પગલાં લેવા જોઈએ.

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 નોચ/હેડની દિશા તપાસવી જરૂરી છે.

હીટ સિંકની આવશ્યકતા ધરાવતા તત્વમાં અન્ય તત્વોને સમાવવા માટે પૂરતી જગ્યા હોવી જોઈએ જેથી હીટ સિંક સ્પર્શ ન કરે.

2-Hole and through-hole spacing:

The spacing between holes and between holes and traces should be checked. પેડ અને થ્રુ હોલ ઓવરલેપ નહીં થાય.

3- બ્રેઝિંગ પેડ, જાડાઈ, લાઈનની પહોળાઈ ધ્યાનમાં લેવામાં આવશે.

By performing DFM inspections, manufacturers can easily reduce manufacturing costs by reducing the number of scrap panels. આ DFM સ્તરની નિષ્ફળતાઓને ટાળીને ઝડપી સંચાલન કરવામાં મદદ કરશે. At RayPCB, we provide DFM and DFT inspection in circuit assembly and prototyping. RayPCB પર, અમે PCB OEM સેવાઓ, તરંગ સોલ્ડરિંગ, PCB કાર્ડ પરીક્ષણ અને SMT એસેમ્બલી પૂરી પાડવા માટે અત્યાધુનિક OEM સાધનોનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.

પીસીબી એસેમ્બલી (પીસીબીએ) પગલું દ્વારા પગલું પ્રક્રિયા:

પગલું 1: નમૂનાનો ઉપયોગ કરીને સોલ્ડર પેસ્ટ લાગુ કરો

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. નમૂના અને પીસીબી એક યાંત્રિક ફિક્સ્ચર દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવે છે, અને સોલ્ડર પેસ્ટ એપ્લીકેટર દ્વારા બોર્ડના તમામ મુખ પર સમાનરૂપે લાગુ પડે છે. Apply solder paste evenly with applicator. તેથી, અરજદારમાં યોગ્ય સોલ્ડર પેસ્ટનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. જ્યારે એપ્લીકેટર દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે પેસ્ટ પીસીબીના ઇચ્છિત વિસ્તારમાં રહેશે. ગ્રે સોલ્ડર પેસ્ટ 96.5% ટીનથી બનેલી, જેમાં 3% ચાંદી અને 0.5% કોપર હોય છે, લીડ ફ્રી. After heating in Step 3, the solder paste will melt and form a strong bond.

Step 2: Automatic placement of components:

પીસીબીએનું બીજું પગલું એ પીસીબી પર આપમેળે એસએમટી ઘટકો મૂકવાનું છે. આ પિક એન્ડ પ્લેસ રોબોટનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. ડિઝાઇન સ્તરે, ડિઝાઇનર ફાઇલ બનાવે છે અને તેને સ્વચાલિત રોબોટને પ્રદાન કરે છે. આ ફાઇલમાં પીસીબીમાં વપરાતા દરેક ઘટકના પૂર્વ-પ્રોગ્રામ કરેલ એક્સ, વાય કોઓર્ડિનેટ્સ છે અને તમામ ઘટકોનું સ્થાન ઓળખે છે. 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.

રોબોટિક પિકઅપ અને પ્લેસમેન્ટ મશીનોના આગમન પહેલાં, ટેકનિશિયન ટ્વીઝરનો ઉપયોગ કરીને ઘટકો પસંદ કરશે અને પીસીબી પર સ્થાનને કાળજીપૂર્વક જોઈને અને હાથ મિલાવવાનું ટાળશે. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. તેથી ભૂલ થવાની સંભાવના વધારે છે.

જેમ જેમ ટેકનોલોજી પરિપક્વ થાય છે, સ્વયંસંચાલિત રોબોટ્સ કે જે ઘટકો પસંદ કરે છે અને મૂકે છે તે ટેકનિશિયનના કામના ભારને ઘટાડે છે, જે ઝડપી અને સચોટ ઘટક પ્લેસમેન્ટને સક્ષમ કરે છે. આ રોબોટ્સ થાક વગર 24/7 કામ કરી શકે છે.

પગલું 3: રિફ્લો વેલ્ડીંગ

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. સોલ્ડરને ઓગળવા માટે તાપમાન પૂરતું છે. પીગળેલા સોલ્ડર પછી પીસીબીમાં ઘટક ધરાવે છે અને સંયુક્ત બનાવે છે. After high temperature treatment, the PCB enters the cooler. These coolers then solidify the solder joints in a controlled manner. આ SMT ઘટક અને PCB વચ્ચે કાયમી જોડાણ સ્થાપિત કરશે. ડબલ-સાઇડેડ પીસીબીના કિસ્સામાં, ઉપર વર્ણવ્યા મુજબ, ઓછા અથવા નાના ઘટકો ધરાવતી પીસીબી બાજુને પ્રથમ પગલા 1 થી 3 સુધી અને પછી બીજી બાજુ ગણવામાં આવશે.

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

પગલું 4: ગુણવત્તા નિરીક્ષણ અને નિરીક્ષણ

રિફ્લો સોલ્ડરિંગ પછી, શક્ય છે કે પીસીબી ટ્રેમાં કેટલીક ખોટી હિલચાલને કારણે ઘટકો ખોટી રીતે ગોઠવાયેલા હોય, જે ટૂંકા અથવા ઓપન સર્કિટ કનેક્શનમાં પરિણમી શકે. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. નિરીક્ષણ મેન્યુઅલ અને સ્વચાલિત હોઈ શકે છે.

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. તેથી, અચોક્કસ પરિણામોને કારણે અગાઉથી SMT બોર્ડ માટે આ પદ્ધતિ શક્ય નથી. જો કે, આ પદ્ધતિ THT ઘટકો અને નીચલા ઘટકની ઘનતા ધરાવતી પ્લેટો માટે શક્ય છે.

B. ઓપ્ટિકલ તપાસ:

આ પદ્ધતિ મોટી માત્રામાં PCBS માટે શક્ય છે. તમામ દિશાઓમાંથી સોલ્ડર સાંધાને જોવા માટે આ પદ્ધતિ વિવિધ ખૂણાઓ પર માઉન્ટ થયેલ ઉચ્ચ શક્તિ અને ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન કેમેરાવાળા સ્વચાલિત મશીનોનો ઉપયોગ કરે છે. સોલ્ડર સંયુક્તની ગુણવત્તાના આધારે, પ્રકાશ વિવિધ ખૂણા પર સોલ્ડર સંયુક્તને પ્રતિબિંબિત કરશે. 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. વિલંબ, શ્રમ અને ભૌતિક ખર્ચ ટાળવા માટે નિરીક્ષણો નિયમિતપણે કરાવવાની જરૂર છે.

પગલું 5: THT ઘટક ફિક્સેશન અને વેલ્ડીંગ

થ્રુ-હોલ ઘટકો ઘણા પીસીબી બોર્ડમાં સામાન્ય છે. These components are also called plated through holes (PTH). આ ઘટકોની લીડ્સ પીસીબીના છિદ્રોમાંથી પસાર થશે. આ છિદ્રો અન્ય છિદ્રો સાથે અને કોપર ટ્રેસ દ્વારા છિદ્રો દ્વારા જોડાયેલા છે. જ્યારે આ ટીએચટી તત્વો આ છિદ્રોમાં દાખલ કરવામાં આવે છે અને વેલ્ડ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે ડિઝાઇન કરેલા સર્કિટ જેવા જ પીસીબી પર અન્ય છિદ્રો સાથે ઇલેક્ટ્રિકલી જોડાયેલા હોય છે. આ PCBS માં કેટલાક THT ઘટકો અને ઘણા SMD ઘટકો હોઈ શકે છે, તેથી ઉપર વર્ણવેલ વેલ્ડીંગ પદ્ધતિ SMT ઘટકો જેમ કે રિફ્લો વેલ્ડીંગના કિસ્સામાં THT ઘટકો માટે યોગ્ય નથી. તેથી બે મુખ્ય પ્રકારનાં THT ઘટકો જે વેલ્ડેડ અથવા એસેમ્બલ છે

A. મેન્યુઅલ વેલ્ડીંગ:

Manual welding methods are common and often require more time than an automated setup for SMT. એક ટેકનિશિયનને સામાન્ય રીતે એક સમયે એક ઘટક દાખલ કરવા અને તે જ બોર્ડમાં અન્ય ઘટક દાખલ કરતા અન્ય ટેકનિશિયનને બોર્ડ પસાર કરવા માટે સોંપવામાં આવે છે. તેથી, સર્કિટ બોર્ડને PTH ઘટક મેળવવા માટે એસેમ્બલી લાઇનની આસપાસ ખસેડવામાં આવશે. આ પ્રક્રિયા લાંબી બનાવે છે, અને ઘણી PCB ડિઝાઇન અને ઉત્પાદન કંપનીઓ તેમની સર્કિટ ડિઝાઇનમાં PTH ઘટકોનો ઉપયોગ કરવાનું ટાળે છે. પરંતુ PTH ઘટક મોટાભાગના સર્કિટ ડિઝાઇનરો દ્વારા મનપસંદ અને સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું ઘટક રહે છે.

B. વેવ સોલ્ડરિંગ:

મેન્યુઅલ વેલ્ડીંગનું ઓટોમેટેડ વર્ઝન વેવ વેલ્ડીંગ છે. આ પદ્ધતિમાં, એકવાર પીટીએચ તત્વ પીસીબી પર મૂકવામાં આવે છે, પીસીબી કન્વેયર બેલ્ટ પર મૂકવામાં આવે છે અને સમર્પિત પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીમાં ખસેડવામાં આવે છે. અહીં, પીગળેલા સોલ્ડરના તરંગો પીસીબીના સબસ્ટ્રેટમાં સ્પ્લેશ થાય છે જ્યાં ઘટક લીડ્સ હાજર હોય છે. આ તરત જ તમામ પિનને વેલ્ડ કરશે. 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. આ પછી, અંતિમ નિરીક્ષણ માટે PCB ને ખસેડો.

પગલું 6: અંતિમ નિરીક્ષણ અને કાર્યાત્મક પરીક્ષણ

PCB હવે પરીક્ષણ અને નિરીક્ષણ માટે તૈયાર છે. 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

આ પરીક્ષણનો ઉપયોગ PCB ની કાર્યાત્મક અને વિદ્યુત લાક્ષણિકતાઓને તપાસવા અને PCB જરૂરિયાતોમાં વર્ણવેલ વર્તમાન, વોલ્ટેજ, એનાલોગ અને ડિજિટલ સિગ્નલ અને સર્કિટ ડિઝાઇનને માન્ય કરવા માટે થાય છે.

જો પીસીબીના કોઈપણ પરિમાણો અસ્વીકાર્ય પરિણામો દર્શાવે છે, તો પીસીબીને પ્રમાણભૂત કંપની પ્રક્રિયાઓ અનુસાર કા discી નાખવામાં આવશે અથવા રદ કરવામાં આવશે. પરીક્ષણનો તબક્કો મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તે સમગ્ર PCBA પ્રક્રિયાની સફળતા કે નિષ્ફળતા નક્કી કરે છે.

પગલું 7: અંતિમ સફાઈ, અંતિમ અને શિપિંગ:

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. ડીયોનાઇઝ્ડ પાણીનો ઉપયોગ કરીને સ્ટેનલેસ સ્ટીલ આધારિત ઉચ્ચ દબાણ સફાઇ સાધનો તમામ પ્રકારની ગંદકી સાફ કરવા માટે પૂરતા છે. ડીયોનાઇઝ્ડ પાણી પીસીબી સર્કિટને નુકસાન કરતું નથી. ધોયા પછી, પીસીબીને કોમ્પ્રેસ્ડ એરથી સુકાવો. અંતિમ PCB હવે પેક અને મોકલવા માટે તૈયાર છે.