Қазіргі заманғы технология тұрғысынан алғанда, әлем өте жылдам қарқынмен дамып келеді және оның әсері біздің күнделікті өмірімізде оңай ойнай алады. 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. Бұл құрылғылардың өзегі – электротехника, ал өзегі – бұл баспа платасы (ПХД).

ПХД әдетте жасыл болады және әр түрлі электронды компоненттері бар қатты дене. These components are welded to the PCB in a process called “PCB assembly” or PCBA. ПХД шыны талшықтан жасалған субстраттан, ізді құрайтын мыс қабаттарынан, компонентті құрайтын тесіктерден және ішкі және сыртқы болуы мүмкін қабаттардан тұрады. RayPCB-де біз көп қабатты PROTOTYPES үшін 1-36 қабаттарға дейін және көлемді өндіру үшін ПХД бірнеше партиялары үшін 1-10 қабаттарға дейін қамтамасыз ете аламыз. 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. Дәнекерлеу маскасы компонентке жолға немесе басқа компоненттерге қысқа тұйықталуды болдырмауға мүмкіндік береді.

Мыс іздері электронды сигналдарды бір нүктеден екіншісіне ПХД беру үшін қолданылады. These signals can be high-speed digital signals or discrete analog signals. Бұл сымдарды компоненттік қоректендіру үшін қуат/қуат беру үшін қалың етіп жасауға болады.

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”.

ПХД жобаланғандай жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін ПХД компоненттері жиналған. The most important thing is PCB function. Кішкентай SMT резисторлары дұрыс орналастырылмаса да, ПХД -ден кішкене жолдар кесілген болса да, ПХД жұмыс істемеуі мүмкін. Therefore, it is important to assemble components in a proper way. ПХД компоненттерді жинау кезінде PCBA немесе PCB құрастыру деп аталады.

Тапсырыс беруші немесе пайдаланушы сипаттайтын сипаттамаларға байланысты ПХД функциясы күрделі немесе қарапайым болуы мүмкін. PCB size also varies according to requirements.

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

ПХД қабаты мен дизайны

Жоғарыда айтылғандай, сыртқы қабаттар арасында бірнеше сигналдық қабаттар бар. Now we will discuss the types of outer layers and functions.

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

1-Субстрат: Бұл FR-4 материалынан жасалған, оның компоненттері «толтырылған» немесе дәнекерленген қатты пластина. Бұл ПХД қаттылығын қамтамасыз етеді.

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- Дәнекерлеу маскасы: ПХД жоғарғы және төменгі қабаттарына қолданылады. This is used to create non-conducting areas of the PCB and insulate the copper traces from each other to protect against short circuits. Дәнекерлеу маскасы сонымен қатар қажет емес бөлшектерді дәнекерлеуге жол бермейді және дәнекерлеуге арналған тесіктер мен жастықшалар сияқты аймаққа енуін қамтамасыз етеді. 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. Экран қабаты ПХД туралы маңызды ақпаратты береді.

There are 3 types of PCBS according to the substrate classification

1- Rigid PCB:

ПХД – бұл ПХД -нің әр түрлі түрлерінде кездесетін ПХД құрылғыларының көпшілігі. Бұл әр түрлі қалыңдықтағы қатты, қатаң және берік PCBS. The main material is fiberglass or simple “FR4”. FR4 «жалын тежеуіш-4» дегенді білдіреді. FR-4 өздігінен сөнетін сипаттамалары оны көптеген қатты ядролы өнеркәсіптік электронды құрылғыларды қолдануға пайдалы етеді. The FR-4 has thin layers of copper foil on both sides, also known as copper-clad laminates. Fr-4 мыс қапталған ламинаттар негізінен күшейткіштерде, коммутациялық режимдегі қорек көздерінде, серво қозғалтқыш драйверлерінде және т.б. Екінші жағынан, тұрмыстық техникада және АТ өнімдерінде жиі қолданылатын тағы бір қатты ПХД субстраты қағаз фенолды ПХД деп аталады. Олар жеңіл, тығыздығы төмен, арзан және соққыға оңай. Калькуляторлар, пернетақта мен тышқандар – оның кейбір қосымшалары.

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.PCBS -тің бұл түрлері жоғары қуатты светодиодтар, лазерлік диодтар және т.

Installation technology type:

SMT: SMT stands for “surface mount technology”. SMT компоненттері өте кішкентай және резисторлар мен конденсаторлар үшін 0402,0603 1608 сияқты әр түрлі пакеттерде келеді. Сол сияқты интегралды микросхемалар үшін бізде SOIC, TSSOP, QFP және BGA бар.

SMT құрастыру адам қолы үшін өте қиын және уақытты өңдеу процесі болуы мүмкін, сондықтан оны ең алдымен автоматтандырылған жинау және орналастыру роботтары жасайды.

THT: THT саңылаулы технологияны білдіреді. Components with leads and wires, such as resistors, capacitors, inductors, PDIP ics, transformers, transistors, IGBT, MOSFET, etc.

Компоненттер ПХД бір жағына бір компонентке салынып, екінші жағынан аяғымен тартылып, аяғын кесіп, дәнекерлеу керек. THT assembly is usually done by hand welding and is relatively easy.

Жинау процесінің алғышарттары:

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. Өндірушілер мінсіз ПХД қамтамасыз ету үшін осы негізгі DFM қадамдарын орындауы керек.

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 ойығының/бастың бағытын тексеру қажет.

Жылу қабылдағышты қажет ететін элементте жылу қабылдағыш тиіп кетпеуі үшін басқа элементтерді орналастыру үшін жеткілікті кеңістік болуы керек.

2-Hole and through-hole spacing:

The spacing between holes and between holes and traces should be checked. Төсек пен тесік бір -біріне сәйкес келмеуі керек.

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. Бұл DFM деңгейінің бұзылуын болдырмау арқылы жылдам басқаруға көмектеседі. At RayPCB, we provide DFM and DFT inspection in circuit assembly and prototyping. RayPCB-де біз PCB OEM қызметтерін, толқынды дәнекерлеуді, ПХД карталарын тестілеуді және SMT құрастыруды қамтамасыз ету үшін заманауи OEM жабдықтарын қолданамыз.

ПХД құрастыру (PCBA) қадамдық процесі:

1 -қадам: Үлгіні пайдаланып дәнекерленген пастаны жағыңыз

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. Үлгі мен ПХД механикалық бекіткішпен бір -біріне бекітіледі, ал дәнекерлеу пастасы тақтаның барлық тесіктеріне аппликатор арқылы біркелкі қолданылады. Apply solder paste evenly with applicator. Сондықтан аппликаторда тиісті дәнекерлеу пастасы қолданылуы керек. Аппликаторды алып тастағанда, паста ПХД қалаған аймағында қалады. Сұр дәнекерленген пастасы 96.5% қалайыдан жасалған, құрамында 3% күміс және 0.5% мыс, қорғасынсыз. After heating in Step 3, the solder paste will melt and form a strong bond.

Step 2: Automatic placement of components:

PCBA -ның екінші қадамы – SMT компоненттерін ПХД -ге автоматты түрде орналастыру. Бұл таңдау және орналастыру роботының көмегімен жүзеге асады. Дизайн деңгейінде дизайнер файл жасайды және оны автоматтандырылған роботқа береді. Бұл файлда ПХД-де қолданылатын әрбір компоненттің алдын ала бағдарламаланған X, Y координаттары бар және барлық компоненттердің орналасуын анықтайды. 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.

Роботтарды жинау және орналастыру машиналары пайда болғанға дейін, техникалар пинцет көмегімен компоненттерді алып, оларды мұқият қарап, қолды сілкіп алмау арқылы ПХД -ге орналастырады. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. Сондықтан қателік ықтималдығы жоғары.

Технология жетілген сайын, компоненттерді жинайтын және орналастыратын автоматтандырылған роботтар техниктердің жүктемесін азайтады, бұл компоненттерді жылдам әрі дәл орналастыруға мүмкіндік береді. Бұл роботтар тәулік бойы жұмыс істей алады.

3 -қадам: Қайта ағынды дәнекерлеу

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. Дәнекерлеу үшін температура жеткілікті. Содан кейін балқытылған дәнекерлеу компонентті ПХД -да ұстайды және қосылысты құрайды. After high temperature treatment, the PCB enters the cooler. These coolers then solidify the solder joints in a controlled manner. Бұл SMT компоненті мен ПХД арасында тұрақты байланыс орнатады. Екі жақты ПХД жағдайында, жоғарыда сипатталғандай, аз немесе кіші компоненттері бар ПХД жағы алдымен 1-3 қадамдарда, содан кейін екінші жағына өңделеді.

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

4 -қадам: сапаны тексеру және тексеру

Қайта ағынды дәнекерлегеннен кейін, ПХД науасындағы кейбір дұрыс емес қозғалыстарға байланысты компоненттер дұрыс емес орналасуы мүмкін, бұл қысқа немесе ашық тұйықталуға әкелуі мүмкін. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. Тексерулер қолмен және автоматтандырылған болуы мүмкін.

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. Демек, бұл әдіс алдын ала SMT тақталары үшін дәл емес нәтижелерге байланысты мүмкін емес. Алайда, бұл әдіс THT компоненттері мен тығыздығы төмен табақшалар үшін мүмкін.

B. Оптикалық анықтау:

Бұл әдіс PCBS -тің көп мөлшерінде мүмкін. Бұл әдіс дәнекерлеу қосылыстарын барлық жағынан қарау үшін әр түрлі бұрыштарда орнатылған жоғары қуатты және жоғары ажыратымдылықтағы камералары бар автоматтандырылған машиналарды қолданады. Дәнекерлеу қосылысының сапасына байланысты жарық әр түрлі бұрыштарда дәнекерлеу қосылысынан шағылысады. 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. Кідірістер, еңбек және материалдық шығындарды болдырмау үшін тексерулерді жүйелі түрде жүргізу қажет.

5 -қадам: THT компоненттерін бекіту және дәнекерлеу

Көптеген ПХД тақталарында саңылаулы компоненттер жиі кездеседі. These components are also called plated through holes (PTH). Бұл компоненттердің сымдары ПХД тесіктерінен өтеді. Бұл тесіктер басқа тесіктермен және тесіктер арқылы мыс іздері арқылы қосылады. Бұл THT элементтері осы тесіктерге салынған және дәнекерленген кезде, олар жобаланған схема сияқты ПХД -дағы басқа тесіктерге электрлік түрде қосылады. 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. Техник әдетте бір компонентті бір уақытта кірістіруді және сол тақтаға басқа компонентті енгізетін басқа техниктерге беруді тағайындайды. Сондықтан PTH компонентін толтыру үшін схема конвейердің айналасында қозғалады. Бұл процесті ұзартады, ал көптеген ПХД құрастырушы және өндіруші компаниялар PTH компоненттерін схемалық конструкцияларында пайдаланудан аулақ болады. Бірақ PTH компоненті көптеген конструкторлардың сүйікті және жиі қолданылатын компоненті болып қала береді.

B. Толқынды дәнекерлеу:

Қолмен дәнекерлеудің автоматтандырылған нұсқасы – толқынды дәнекерлеу. Бұл әдісте РТХ элементі ПХД -ге салынғаннан кейін, ПХД конвейерлік таспаға қойылады және арнайы пешке ауыстырылады. Мұнда балқытылған дәнекерлеу толқындары ПХД субстратына шашырайды, онда компоненттердің сымдары болады. Бұл барлық түйреуіштерді бірден дәнекерлейді. 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. Осыдан кейін ПХД -ны соңғы тексеру үшін жылжытыңыз.

6 -қадам: Қорытынды тексеру және функционалды тестілеу

ПХД енді тестілеуге және тексеруге дайын. 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

Бұл сынақ ПХД -нің функционалды және электрлік сипаттамаларын тексеру және ПХД талаптарында сипатталған ток, кернеу, аналогтық және цифрлық сигналдар мен схемалардың конструкцияларын тексеру үшін қолданылады.

Егер ПХД параметрлерінің кез келгені қабылданбайтын нәтижелерді көрсетсе, ПХД стандартты компания процедураларына сәйкес жойылады немесе жойылады. Тестілеу кезеңі маңызды, себебі ол барлық PCBA процесінің сәттілігін немесе сәтсіздігін анықтайды.

7 -қадам: Соңғы тазалау, әрлеу және жеткізу:

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. Тот баспайтын болаттан жасалған ионсыздандырылған суды қолданатын жоғары қысымды тазалау құралдары кірдің барлық түрлерін тазалауға жеткілікті. Ионсыздандырылған су ПХД тізбегіне зақым келтірмейді. Жуғаннан кейін ПХД сығылған ауамен құрғатыңыз. Соңғы ПХД енді орауға және жөнелтуге дайын.