Hvað nútímatækni varðar, þá vex heimurinn mjög hratt og áhrif hans geta auðveldlega komið við sögu í daglegu lífi okkar. Lífsstíllinn hefur breyst verulega og þessi tækniframfarir hafa leitt til margra háþróaðra tækja sem okkur datt ekki einu sinni í hug fyrir 10 árum síðan. Kjarni þessara tækja er rafmagnsverkfræði og kjarninn er prentuð hringrás borð (PCB).

PCB er venjulega grænt og er stífur líkami með ýmsum rafeindabúnaði á. Þessir íhlutir eru soðnir við PCB í ferli sem kallast „PCB samsetning“ eða PCBA. PCB samanstendur af undirlagi úr trefjaplasti, koparlögum sem mynda snefilinn, holum sem mynda íhlutinn og lögum sem geta verið innri og ytri. Hjá RayPCB getum við útvegað allt að 1-36 lög fyrir margra laga PROTOTYPES og 1-10 lög fyrir margar lotur af PCB fyrir magnframleiðslu. Fyrir einhliða og tvíhliða PCBS er ytra lag til en ekkert innra lag.

The substrate and components are insulated with solder film and held together with epoxy resin.Suðugríman getur verið græn, blá eða rauð eins og algengt er í PCB litum. Suðugrímurinn mun gera íhlutnum kleift að forðast skammhlaup á brautina eða aðra íhluti.

Koparmerki eru notuð til að flytja rafræn merki frá einum stað til annars á PCB. Þessi merki geta verið háhraða stafræn merki eða aðgreind hliðstæða merki. Hægt er að gera þessa vír þykka til að veita afl/afl fyrir aflgjafa íhluta.

Í flestum PCBS sem veita háspennu eða straum er sérstakt jarðtengingarplan. Hlutar á efsta laginu eru tengdir við innra GND planið eða innra merkjalagið með „Vias“.

Hlutar eru settir saman á PCB til að PCB geti starfað eins og hannað er. Það mikilvægasta er PCB virka. Jafnvel þó að örsmáu SMT -viðnámin séu ekki rétt sett, eða jafnvel þó að lítil lög séu skorin úr PCB, gæti PCB ekki virkað. Þess vegna er mikilvægt að setja saman íhluti á réttan hátt. PCB þegar samsettir íhlutir eru kallaðir PCBA eða samsetningar PCB.

Það fer eftir forskriftunum sem viðskiptavinurinn eða notandinn lýsir, en aðgerðin á PCB getur verið flókin eða einföld. Stærð PCB er einnig mismunandi eftir kröfum.

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

PCB lag og hönnun

Eins og getið er hér að ofan eru mörg merkjalög á milli ytri laganna. Now we will discuss the types of outer layers and functions.

Skilja PCB borð samsetningarferli og finna græna sjarma PCBD

1-Undirlag: Þetta er stíf plata úr FR-4 efni sem íhlutirnir eru „fylltir“ eða soðnir á. Þetta veitir stífleika fyrir PCB.

2- Koparlag: Þunn koparpappír er settur á efst og neðst á PCB til að búa til topp og botn kopar snefil.

3- Suðu gríma: Það er borið á efstu og neðstu lög 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. Suðugríman forðast einnig suðu á óæskilegum hlutum og tryggir að lóðmálmur komist inn á svæðið fyrir suðu, svo sem holur og púðar. Þessar holur tengja THT hluti við PCB meðan PAD er notað til að halda SMT hluti.

4- Skjár: Hvítu merkimiðarnir sem við sjáum á PCBS fyrir íhlutakóða, svo sem R1, C1 eða einhverja lýsingu á PCBS eða fyrirtækjamerkjum, eru öll úr skjálögum. Skjálagið veitir mikilvægar upplýsingar um PCB.

Það eru 3 gerðir af PCBS í samræmi við undirlagsflokkunina

1- Rigid PCB:

PCB eru flest PCB tæki sem við sjáum í ýmsum gerðum PCB. Þetta eru harðir, stífir og traustir PCBS, með mismunandi þykkt. Aðalefnið er trefjaplasti eða einfalt „FR4“. FR4 stendur fyrir „logavarnarefni-4“. Sjálfslökkvandi eiginleikar FR-4 gera það gagnlegt fyrir notkun margra harðkjarna raftækja í iðnaði. FR-4 er með þunnt lag af koparþynnu á báðum hliðum, einnig þekkt sem koparklædd lagskipt. Fr-4 koparklædd lagskipt eru aðallega notuð í aflmagnara, aflgjafa fyrir rofa, servó mótorstjóra o.s.frv. Á hinn bóginn er annað stíft PCB hvarfefni sem almennt er notað í heimilistækjum og upplýsingatæknivörum kallað pappír fenólískt PCB. Þau eru létt, lítil þéttleiki, ódýr og auðvelt að kýla. Reiknivélar, lyklaborð og mýs eru nokkur forrit þess.

2- Sveigjanlegur PCB:

Sveigjanlegt PCBS er búið til úr undirlagsefni eins og Kapton og þolir mjög hátt hitastig á meðan það er eins þykkt og 0.005 tommur. Það er auðvelt að beygja það og nota það í tengi fyrir rafeindatækni, LCD skjái eða fartölvur, lyklaborð og myndavélar osfrv.

3-málm kjarna PCB:

Að auki er hægt að nota annað PCB hvarfefni eins og ál, sem er mjög skilvirkt til kælingar.Þessar gerðir PCBS er hægt að nota fyrir forrit sem krefjast hitauppstreymis íhluta eins og ljósdíóða með miklum krafti, leysidíóða o.s.frv.

Installation technology type:

SMT: SMT stendur fyrir „surface mount technology“. SMT íhlutir eru mjög litlir að stærð og koma í ýmsum pakkningum eins og 0402,0603 1608 fyrir viðnám og þétti. Á sama hátt höfum við SOIC, TSSOP, QFP og BGA fyrir samþætt hringrás.

SMT samsetning er mjög erfið fyrir manna hendur og getur verið tímavinnsluferli, þannig að það er fyrst og fremst gert með sjálfvirkum upptöku- og staðsetningarvélmennum.

THT: THT stendur fyrir gegnum holu tækni. Hlutar með leiðslum og vírum, svo sem viðnám, þétti, spóla, PDIP ics, spennur, smára, IGBT, MOSFET osfrv.

Íhlutirnar verða að vera settir inn á annarri hlið PCB á annarri íhlutnum og togað í fótinn á hinni hliðinni, skorið fótinn og soðið. THT samsetning er venjulega gerð með hendi suðu og er tiltölulega auðvelt.

Forsendur samsetningarferlis:

Áður en PCB er tilbúið og PCB samsetningarferlið, prófar framleiðandinn PCB með tilliti til galla eða villna í PCB sem gæti valdið biluninni. Þetta ferli er kallað framleiðsluhönnunarferlið (DFM). Framleiðendur verða að framkvæma þessar grundvallar DFM skref til að tryggja gallalaust PCB.

1- Skipulag íhluta: Athuga þarf í gegnum holur fyrir íhluti með skautun. Eins og rafgreiningar þétta verður að athuga skautun, díóða rafskaut og bakskautskautaprófun, SMT tantal þétti pólapróf. Athuga þarf hak/stefnu höfuðsins.

Þátturinn sem krefst kæliskápsins ætti að hafa nóg pláss til að koma til móts við aðra þætti svo að kælirinn snerti ekki.

2-holu og í gegnum holrými:

Skoða skal bilið á milli gata og milli gata og ummerkja. Púði og í gegnum gat skulu ekki skarast.

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

Með því að framkvæma DFM skoðun geta framleiðendur auðveldlega lækkað framleiðslukostnað með því að fækka ruslplötum. This will help in fast steering by avoiding DFM level failures. At RayPCB, we provide DFM and DFT inspection in circuit assembly and prototyping. Hjá RayPCB notum við háþróaðan OEM búnað til að veita PCB OEM þjónustu, öldulóðun, PCB kortaprófun og SMT samsetningu.

PCB samkoma (PCBA) skref fyrir skref ferli:

Skref 1: Notaðu lóðmálmpasta með sniðmáti

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. Sniðmátinu og PCB er haldið saman með vélrænni festingu og lóðmálma límið er borið jafnt á öll op í borðinu með því að nota það. Berið lóðmálmpúruna jafnt á með forritinu. Þess vegna verður að nota viðeigandi lóðmálmpasta í forritið. Þegar notkunartækið er fjarlægt mun líma vera á viðkomandi svæði PCB. Grátt lóðmálmur 96.5% úr tini, sem inniheldur 3% silfur og 0.5% kopar, blýlaust. Eftir upphitun í þrepi 3 bráðnar lóðmálmurinn og myndar sterkt tengi.

Step 2: Automatic placement of components:

Annað skref PCBA er að setja SMT hluti sjálfkrafa á PCB. Þetta er gert með því að nota pick and place vélmenni. Á hönnunarstigi býr hönnuður skrá og veitir sjálfvirka vélmenninu hana. Þessi skrá hefur forforritaða X, Y hnit hvers íhlutar sem notuð eru í PCB og auðkennir staðsetningu allra íhluta. Using this information, the robot only needs to place the SMD device accurately on the board. Vélmenni til að velja og setja mun taka íhluti úr tómarúmstæki sínu og setja þá nákvæmlega á lóðmálma.

Áður en vélknúin pallbíla- og staðsetningarvélar komu til sögunnar tækju tæknimenn upp íhluti með pincettu og settu á PCB með því að skoða staðsetninguna vandlega og forðast að hristast. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. Þannig að möguleikar á villum eru miklir.

Þegar tæknin þroskast minnka sjálfvirk vélmenni sem taka upp og setja íhluti vinnuálag tæknimanna og gera fljótlega og nákvæma staðsetningu á íhlutum kleift. Þessir vélmenni geta unnið allan sólarhringinn án þreytu.

Skref 3: Endurstreymis suðu

Þriðja skrefið eftir að þættirnir hafa verið settir upp og lóðmálmpappírinn settur á er bakflæðissuðu. Reflow suðu er ferlið við að setja PCB á færiband með íhlutum. Færibandið flytur síðan PCB og íhluti í stóran ofn, sem framleiðir hitastigið 250 o C. Hitastigið er nægjanlegt til að bræða lóða. Brædda lóðmálmurinn heldur síðan íhlutnum við PCB og myndar samskeytið. Eftir háhita meðferð fer PCB inn í kælirinn. Þessir kælir storkna síðan lóðmálmur á stjórnaðan hátt. Þetta mun koma á varanlegri tengingu milli SMT hluti og PCB. Ef um er að ræða tvíhliða PCB, eins og lýst er hér að framan, verður PCB hliðin með færri eða smærri íhlutum fyrst meðhöndluð úr skrefum 1 til 3 og síðan á hina hliðina.

Skilja PCB borð samsetningarferli og finna græna sjarma PCBD

Skref 4: Gæðaskoðun og skoðun

Eftir endurflæðislóðun er hugsanlegt að íhlutir séu misjafnir vegna rangrar hreyfingar í PCB bakkanum, sem getur valdið stuttum eða opnum hringtengingum. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. Skoðun getur verið handvirk og sjálfvirk.

A. Handvirk athugun:

Because the PCB has small SMT components, visual inspection of the board for any misalignment or malfunction can cause technician fatigue and eye strain. Þess vegna er þessi aðferð ekki framkvæmanleg fyrir SMT stjórnir fyrirfram vegna ónákvæmrar niðurstöðu. Hins vegar er þessi aðferð möguleg fyrir plötur með THT íhlutum og lægri þéttleika íhluta.

B. Ljósgreining:

Þessi aðferð er möguleg fyrir mikið magn af PCBS. Aðferðin notar sjálfvirkar vélar með miklum krafti og háupplausnar myndavélum sem eru festar í mismunandi sjónarhornum til að skoða lóðmálmur úr öllum áttum. Það fer eftir gæðum lóðmálmsins, ljósið mun endurkasta lóðmálminn í mismunandi sjónarhornum. Þessi sjálfvirka sjónræna skoðun (AOI) vél er mjög hröð og getur unnið mikið magn af PCBS á mjög skömmum tíma.

CX – geislaskoðun:

Röntgenvélin gerir tæknimönnum kleift að skanna PCB til að sjá innri galla. Þetta er ekki algeng skoðunaraðferð og er aðeins notuð fyrir flókna og háþróaða PCBS. Ef þær eru ekki notaðar á réttan hátt geta þessar skoðunaraðferðir valdið endurvinnslu eða PCB úreldingu. Skoða þarf reglulega til að forðast tafir, launakostnað og efniskostnað.

Skref 5: Festing THT íhluta og suðu

Íhlutir í gegnum holur eru algengir á mörgum PCB spjöldum. These components are also called plated through holes (PTH). Leiðir þessara íhluta munu fara í gegnum holur í PCB. Þessar holur eru tengdar við aðrar holur og í gegnum holur með koparmerkjum. Þegar þessir THT þættir eru settir í og ​​soðnir í þessar holur, þá eru þeir rafmagnstengdir öðrum holum á sömu PCB og hönnuð hringrás. Þessir PCBS geta innihaldið suma THT hluti og marga SMD hluti, þannig að suðuaðferðin sem lýst er hér að ofan hentar ekki THT íhlutum þegar um er að ræða SMT hluti eins og endurflæðisuðu. Svo eru tvær aðalgerðir THT íhluta sem eru soðnar eða settar saman

A. Handvirk suðu:

Handvirkar suðuaðferðir eru algengar og þurfa oft meiri tíma en sjálfvirk uppsetning fyrir SMT. Tæknimanni er venjulega falið að setja einn íhlut í einu og láta spjaldið fara til annarra tæknimanna sem setja annan íhlut á sama spjaldið. Þess vegna verður hringborðið fært um færibandið til að fá PTH íhlutinn til að fylla á það. Þetta gerir ferlið langt og mörg PCB hönnunar- og framleiðslufyrirtæki forðast að nota PTH íhluti í hringrásarhönnun sinni. En PTH hluti er áfram uppáhalds og oftast notaður hluti af flestum hringhönnuðum.

B. Öldulóðun:

Sjálfvirk útgáfa af handvirkri suðu er öldusuðu. Í þessari aðferð, þegar PTH frumefnið er komið fyrir á PCB, er PCB sett á færibandið og flutt í sérstakan ofn. Hér skvetta öldum bráðins lóða í undirlag PCB þar sem íhlutir eru til staðar. Þetta mun suða alla pinna strax. Hins vegar virkar þessi aðferð aðeins með einhliða PCBS en ekki tvíhliða PCBS, þar sem bráðið lóðmálmur á annarri hlið PCB getur skemmt íhluti á hinni. Eftir þetta skaltu færa PCB til lokaskoðunar.

Skref 6: Lokaskoðun og hagnýt prófun

PCB er nú tilbúið til prófunar og skoðunar. 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. Þessi próf krefst algengra rannsóknarstofutækja eins og sveifluskápa, stafrænna mælitækja og virkjunarframleiðenda

Þessi prófun er notuð til að athuga hagnýta og rafmagns eiginleika PCB og staðfesta núverandi, spennu, hliðstætt og stafrænt merki og hringrásarhönnun sem lýst er í kröfum PCB

Ef einhver af breytum PCB sýnir óviðunandi niðurstöður verður PCB fargað eða eytt í samræmi við staðlaðar verklagsreglur fyrirtækisins. Prófunarstigið er mikilvægt vegna þess að það ákvarðar árangur eða bilun í öllu PCBA ferlinu.

Skref 7: Lokaþrif, frágangur og sending:

Nú þegar PCB hefur verið prófað í öllum atriðum og lýst yfir eðlilegu, þá er kominn tími til að hreinsa upp óæskilega leifarflæði, fingrafleks og olíu. Háþrýstihreinsitæki úr ryðfríu stáli með afjónuðu vatni duga til að hreinsa allar gerðir óhreininda. Afjónað vatn skemmir ekki PCB hringrásina. Eftir þvott, þurrkaðu PCB með þjappað loft. Síðasta PCB er nú tilbúið til pakka og sendingar.