Заманбап технологиялар жагынан алганда, дүйнө абдан тездик менен өсүүдө жана анын таасири күнүмдүк жашообузда оңой ойной алат. Жашообуз кескин түрдө өзгөрдү жана бул технологиялык прогресс биз 10 жыл мурун ойлобогон көптөгөн алдыңкы түзмөктөргө алып келди. Бул приборлордун өзөгүн электротехника түзөт, ал эми өзөгү болуп саналат басма схемасы (ПХБ).

ПХБ көбүнчө жашыл жана ар кандай электрондук компоненттери бар катуу дене. Бул компоненттер ПХБга “PCB монтаж” же PCBA деп аталган процессте ширетилет. ПХБ стекловолоктон жасалган субстраттан, изди түзгөн жез катмарлардан, компонентти түзгөн тешиктерден жана ички жана тышкы болушу мүмкүн болгон катмарлардан турат. RayPCBде биз көп катмарлуу PROTOTYPES үчүн 1-36 катмарга чейин жана көлөмдүү өндүрүш үчүн ПХБнын бир нече партиялары үчүн 1-10 катмарга чейин камсыздай алабыз. Бир жактуу жана эки жактуу PCBS үчүн тышкы катмар бар, бирок ички катмар жок.

The substrate and components are insulated with solder film and held together with epoxy resin.Ширетүүчү маска PCB түстөрүндө кеңири таралган жашыл, көк же кызыл болушу мүмкүн. Ширетүүчү маска компонентке трекке же башка компоненттерге кыска туташуудан качууга мүмкүндүк берет.

Жездин издери электрондук сигналдарды ПКБда бир чекиттен экинчисине өткөрүү үчүн колдонулат. Бул сигналдар жогорку ылдамдыктагы санарип сигналдар же дискреттик аналогдук сигналдар болушу мүмкүн. Бул зымдарды компоненттерди электр менен камсыздоо үчүн күч/кубат берүү үчүн калың кылса болот.

In most PCBS that provide high voltage or current, there is a separate grounding plane. Үстүнкү катмардагы компоненттер “Vias” аркылуу ички GND тегиздигине же ички сигнал катмарына туташкан.

Компоненттер ПХБнын иштелип чыкканын иштетүү үчүн ПХБга чогултулган. Эң негизгиси PCB функциясы. Кичинекей SMT резисторлору туура жайгаштырылбаса да, же ПХБдан кичинекей тректер кесилсе дагы, ПХБ иштебей калышы мүмкүн. Therefore, it is important to assemble components in a proper way. Компоненттерди чогултууда ПХБ ПКБ же чогултуу ПХБ деп аталат.

Кардар же колдонуучу сүрөттөгөн өзгөчөлүктөргө жараша, ПХБнын функциясы татаал же жөнөкөй болушу мүмкүн. PCB өлчөмү да талаптарга жараша өзгөрөт.

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

PCB катмары жана дизайны

Жогоруда айтылгандай, тышкы катмарлардын ортосунда бир нече сигналдык катмарлар бар. Эми биз тышкы катмарлардын жана функциялардын түрлөрүн талкуулайбыз.

ПКБ тактасын чогултуу процессин түшүнүңүз жана ПХДдин жашыл жагымдуулугун сезиңиз

1-Субстрат: Бул FR-4 материалынан жасалган катуу табак, анын компоненттери “толтурулган” же ширетилген. Бул PCB үчүн катуулукту камсыз кылат.

2- жез катмары: жука жез фольга үстүнкү жана астыңкы жез изин жасоо үчүн ПХБнын үстү жана астына колдонулат.

3- Ширетүүчү маска: ПХБнын үстүңкү жана астыңкы катмарларына колдонулат. Бул ПХБнын ток өткөрбөөчү аймактарын түзүү жана кыска туташуудан коргоо үчүн бири-биринен жез издерин жылуулоо үчүн колдонулат. Ширетүүчү маска керексиз бөлүктөрдү ширетүүдөн да сактайт жана ширетүү үчүн тешик жана төшөмө сыяктуу жерлерге ширетүүнү киргизет. Бул тешиктер THT компонентин ПХБга туташтырат, ал эми PAD SMT компонентин кармоо үчүн колдонулат.

4- Экран: Биз PCBSтен компоненттердин коддору үчүн көргөн ак этикеткалар, мисалы, R1, C1 же PCBS же компаниянын логотиптериндеги айрым сүрөттөмөлөр, экрандын катмарларынан жасалган. Экран катмары PCB жөнүндө маанилүү маалыматты берет.

Субстрат классификациясына ылайык PCBSтин 3 түрү бар

1- Rigid PCB:

ПХБ – биз ПХБнын ар кандай түрлөрүндө көргөн ПХБ түзмөктөрүнүн көбү. Бул катуу, катуу жана бекем PCBS, ар кандай жоондукта. Негизги материал стекловолокно же жөнөкөй “FR4”. FR4 “жалын кармоочу-4” дегенди билдирет. FR-4 өзүн-өзү өчүрүү мүнөздөмөлөрү көптөгөн катуу ядролук өнөр жай электрондук аппараттарын колдонуу үчүн пайдалуу кылат. FR-4 эки жагында жез фольгасынын жука катмарлары бар, ошондой эле жез капталган ламинаттар деп аталат. Fr-4 жез капталган ламинаттар негизинен күчөткүчтөрдө, которуштуруу режиминдеги энергия менен камсыздоодо, серво мотор драйверлеринде ж. Башка жагынан алганда, тиричилик техникасында жана IT продуктыларында кеңири колдонулган дагы бир катуу ПКБ субстраты кагаз феноликалык ПХБ деп аталат. Алар жеңил, тыгыздыгы төмөн, арзан жана муштумга оңой. Калькуляторлор, клавиатуралар жана чычкандар анын айрым колдонмолору.

2- ийкемдүү PCB:

Каптон сыяктуу субстрат материалдарынан жасалган ийкемдүү PCBS 0.005 дюймга чейин калың болуп турганда өтө жогорку температурага туруштук бере алат. Бул оңой ийилип, кийиле турган электроника, ЖК мониторлор же ноутбуктар, клавиатура жана камералар үчүн туташтыргычтарда колдонулушу мүмкүн.

3-металл негизги PCB:

Мындан тышкары, дагы бир ПХБ субстраты муздатуу үчүн абдан эффективдүү болгон алюминий сыяктуу колдонулушу мүмкүн.PCBSтин бул түрлөрү жогорку кубаттуулуктагы леддер, лазердик диоддор сыяктуу термикалык компоненттерди талап кылган тиркемелер үчүн колдонулушу мүмкүн.

Installation technology type:

SMT: SMT “бетине орнотуу технологиясын” билдирет. SMT компоненттери өтө кичине жана резисторлор жана конденсаторлор үчүн 0402,0603 1608 сыяктуу ар кандай пакеттерде келет. Ошо сыяктуу эле, интегралдык микросхемалар үчүн бизде SOIC, TSSOP, QFP жана BGA бар.

SMTти чогултуу адам колу үчүн абдан кыйын жана убакытты иштетүү процесси болушу мүмкүн, андыктан ал биринчи кезекте автоматтык алып кетүү жана жайгаштыруу роботтору тарабынан жасалат.

THT: THT тешик технологиясын билдирет. Өткөргүчтөр жана зымдары бар компоненттер, мисалы, резистор, конденсатор, индуктор, PDIP музы, трансформатор, транзистор, IGBT, MOSFET ж.

Компоненттер ПХБнын бир жагына бир компонентке салынып, экинчи тарабынан буту менен тартылып, буту кесилип, ширетилиши керек. THT монтаждоо адатта кол менен ширетүү менен жүргүзүлөт жана салыштырмалуу оңой.

Монтаж процессинин өбөлгөлөрү:

Чыныгы ПХБны даярдоо жана ПХБ чогултуу процессине чейин, өндүрүүчү ПХБнын иштебей калышына алып келиши мүмкүн болгон кемчиликтерди же каталарды текшерет. Бул процесс Manufacturing design (DFM) процесси деп аталат. Өндүрүүчүлөр кемчиликсиз ПХБны камсыз кылуу үчүн бул негизги DFM кадамдарын аткарышы керек.

1- Компоненттин жайгашуусунун ойлору: Тешиктер полярдык менен компоненттер үчүн текшерилиши керек. Like electrolytic capacitors must be checked polarity, diode anode and cathode polarity check, SMT tantalum capacitor polarity check. IC оюк/баш багыты текшерилиши керек.

Жылыткычты талап кылган элемент, жылыткыч тийбеши үчүн башка элементтерди жайгаштыруу үчүн жетиштүү орунга ээ болушу керек.

2-тешик жана тешик аралыгы:

Тешиктердин ортосундагы жана тешиктер менен издердин ортосундагы аралыкты текшерүү керек. Төшөк жана тешик бири -бирине төп келбеши керек.

3- Brazing pad, жоондугу, линиянын туурасы эске алынышы керек.

DFM текшерүүлөрдү жүргүзүү менен, өндүрүүчүлөр сынык панелдердин санын кыскартуу менен өндүрүштүк чыгымдарды оңой эле азайта алышат. Бул DFM деңгээлиндеги каталарды болтурбоо менен тез башкарууга жардам берет. At RayPCB, we provide DFM and DFT inspection in circuit assembly and prototyping. Учурда RayPCB, биз заманбап OEM жабдууларын PCB OEM кызматтарын, толкун менен ширетүүнү, ПХБ карттарын тестирлөөнү жана SMTди чогултууну колдонобуз.

PCB Ассамблеясы (PCBA) этап-этабы менен процесс:

1 -кадам: шаблонду колдонуп, ширени колдонуңуз

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. Калып жана ПХБ механикалык жабдуу менен бирге кармалып турат жана ширетүүчү паста аппликатор аркылуу тактайдагы бардык тешиктерге бирдей колдонулат. Лайк пастасын аппликатор менен бирдей сүйкөп коюңуз. Ошондуктан, аппликатордо тийиштүү ширетүүчү паста колдонулушу керек. Аппликатор алынып салынганда, паста ПХБнын керектүү аймагында калат. 96.5% күмүш жана 3% жезден турган калайдан жасалган 0.5% боз паста. Коргошунсуз. 3 -кадамда жылыткандан кийин, паста эритип, күчтүү байланышты пайда кылат.

2 -кадам: компоненттерди автоматтык түрдө жайгаштыруу:

PCBAнын экинчи кадамы – ПТБга SMT компоненттерин автоматтык түрдө жайгаштыруу. Бул тандоо жана жайгаштыруу роботунун жардамы менен ишке ашат. Дизайн деңгээлинде дизайнер файл түзөт жана аны автоматташтырылган роботко берет. Бул файл PCBде колдонулган ар бир компоненттин алдын ала программаланган X, Y координаттарына ээ жана бардык компоненттердин жайгашкан жерин аныктайт. Бул маалыматты колдонуп, робот SMD түзмөгүн тактага так жайгаштырышы керек. Тандоо жана жайгаштыруу роботу вакуумдук жабдууларынан компоненттерди алып, аларды ширетүүчү паста так жайгаштырат.

Робот чогултуу жана жайгаштыруу машиналары пайда болгонго чейин, техниктер пинцет менен компоненттерди алып, жерди кылдат карап, кол кармашуудан алыс болуп ПХБга жайгаштырышмак. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. Ошентип, ката кетирүү мүмкүнчүлүгү жогору.

Технология жетилген сайын, компоненттерди алып, жайгаштырган автоматташтырылган роботтор техниктердин жумуш жүгүн азайтып, тетиктерди тез жана так жайгаштырууга мүмкүндүк берет. Бул роботтор чарчабай 24/7 иштей алат.

3 -кадам: Reflow ширетүү

Элементтерди орноткондон кийин жана үчүнчү паста колдонулгандан кийинки үчүнчү кадам рефлюкс менен ширетүү болуп саналат. Reflow ширетүү – бул ПХБны компоненттери бар конвейерге жайгаштыруу процесси. The conveyor then moves the PCB and components into a large oven, which produces a temperature of 250 o C. Температура эрип кетүү үчүн жетиштүү. Андан кийин ээриген ширетүү компонентти ПХБга кармап, бириктирүүнү түзөт. Жогорку температурада дарылоодон кийин, ПХБ муздаткычка кирет. Бул муздаткычтар андан кийин контролдук тартипте ширетүүчү муундарды бекемдешет. Бул SMT компоненти менен ПХБнын ортосунда туруктуу байланышты орнотот. Жогоруда айтылгандай, эки тараптуу ПХБ учурда, азыраак же кичирээк компоненттери бар ПХБ тарабы 1-кадамдан 3-кадамга чейин, андан кийин экинчи тарапка каралат.

ПКБ тактасын чогултуу процессин түшүнүңүз жана ПХДдин жашыл жагымдуулугун сезиңиз

4 -кадам: Сапатты текшерүү жана текшерүү

Reflow ширетүүдөн кийин, бул кыска же ачык микросхемалардын туташуусуна алып келиши мүмкүн болгон PCB лотогунда туура эмес кыймылдын айынан компоненттер туура эмес жайгашышы мүмкүн. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. Текшерүүлөр кол менен жана автоматташтырылган болушу мүмкүн.

A. Кол менен текшерүү:

Because the PCB has small SMT components, visual inspection of the board for any misalignment or malfunction can cause technician fatigue and eye strain. Ошондуктан, бул ыкма так эмес натыйжаларга байланыштуу алдын ала SMT такталары үчүн мүмкүн эмес. Бирок, бул ыкма THT компоненттери жана төмөнкү компоненттердин тыгыздыгы бар плиталар үчүн мүмкүн.

B. Оптикалык аныктоо:

Бул ыкма PCBS көп санда үчүн мүмкүн. Бул ыкма ар тараптан ширетүүчү түйүндөрдү көрүү үчүн ар кандай бурчта орнотулган жогорку кубаттуулуктагы жана жогорку чечилиштеги камералары бар автоматташтырылган машиналарды колдонот. Лампанын бириккен жеринин сапатына жараша, жарык ар кандай бурчта ширетүүчү түйүндү чагылдырат. Бул автоматтык оптикалык текшерүү (AOI) машинасы абдан тез жана PCBSтин чоң көлөмүн өтө кыска убакыттын ичинде иштете алат.

CX – нур текшерүү:

Рентген аппараты техниктерге ички кемчиликтерди көрүү үчүн ПХБны сканерлөөгө мүмкүнчүлүк берет. Бул жалпы текшерүү ыкмасы эмес жана татаал жана өнүккөн PCBS үчүн гана колдонулат. Туура колдонулбаса, бул текшерүү ыкмалары кайра иштетүүгө же ПХБнын эскиришине алып келиши мүмкүн. Кечиктирбөө, эмгек жана материалдык чыгымдарды болтурбоо үчүн текшерүүлөрдү үзгүлтүксүз жүргүзүү керек.

5 -кадам: THT компонентин бекитүү жана ширетүү

Тешик компоненттери көптөгөн ПХБ такталарында кеңири таралган. These components are also called plated through holes (PTH). Бул компоненттердин коргошун ПХБнын тешиктеринен өтөт. Бул тешиктер башка тешиктерге жана тешиктер аркылуу жез издери менен туташат. Бул THT элементтери бул тешиктерге салынып, ширетилгенде, алар иштелип чыккан схема менен бир эле ПХБнын башка тешиктерине электр менен туташат. Бул PCBS кээ бир THT компоненттерин жана көптөгөн SMD компоненттерин камтышы мүмкүн, андыктан жогоруда сүрөттөлгөн ширетүү ыкмасы SMT компоненттери үчүн кайра иштетүү ширетүүсү үчүн THT компоненттери үчүн ылайыктуу эмес. Ошентип, ширетилген же чогулган THT компоненттеринин эки негизги түрү бар

A. Кол менен ширетүү:

Кол менен ширетүү методдору кеңири таралган жана көбүнчө SMT үчүн автоматташтырылган орнотууга караганда көбүрөөк убакытты талап кылат. Техник, адатта, бир эле учурда бир компонентти киргизип, ошол эле тактага башка компонентти киргизген тактаны башка техниктерге өткөрүп берүү үчүн дайындалат. Ошондуктан, схема PTH компонентин толтуруу үчүн конвейердин айланасында жылдырылат. Бул процессти узартат жана көптөгөн ПХБ дизайн жана өндүрүш компаниялары PTH компоненттерин схемаларында колдонуудан качышат. Бирок PTH компоненти көпчүлүк схема дизайнерлеринин сүйүктүү жана эң көп колдонулган компоненти бойдон калууда.

B. Толкундарды ширетүү:

Кол менен ширетүүнүн автоматташтырылган версиясы – толкун менен ширетүү. Бул ыкма боюнча, PTH элементи ПХБга салынгандан кийин, ПХБ конвейерге салынып, атайын мешке которулат. Бул жерде, ээриген solder толкундары компоненттери бар PCB субстратына чачырап кетет. Бул дароо бардык казыктарды ширетет. Бирок, бул ыкма бир жактуу ПХБ менен гана иштейт жана эки жактуу ПХБ менен иштебейт, анткени ПХБнын бир жагындагы ээриген ширетүү экинчи бөлүгүнө зыян келтириши мүмкүн. Андан кийин, ПКБны акыркы текшерүү үчүн жылдырыңыз.

6 -кадам: Акыркы текшерүү жана функционалдык тестирлөө

PCB азыр тестирлөө жана текшерүү үчүн даяр. 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. Бул тестке осциллографтар, санарип мультиметрлер жана функция генераторлору сыяктуу жалпы лабораториялык аспаптар керек

Бул тест ПХБнын функционалдык жана электрдик мүнөздөмөлөрүн текшерүү жана ПКБнын талаптарында сүрөттөлгөн токту, чыңалууну, аналогдук жана санариптик сигналды жана схемаларды текшерүү үчүн колдонулат.

Эгерде ПХБнын кандайдыр бир параметрлери алгылыксыз жыйынтыктарды көрсөтсө, ПХБ компаниянын стандарттык жол -жоболоруна ылайык жок кылынат же жарактан чыгарылат. Тестирлөө фазасы маанилүү, анткени ал бүт PCBA процессинин ийгилигин же ийгиликсиздигин аныктайт.

7 -кадам: Акыркы тазалоо, бүтүрүү жана жеткирүү:

Эми ПХБ ар тараптан сыналып, нормалдуу деп жарыялангандыктан, керексиз калдык агымын, манжа кирин жана майды тазалоонун мезгили келди. Датсыз болоттон жасалган жогорку басымдагы тазалоо каражаттары деионизацияланган сууну колдонуп, кирдин бардык түрүн тазалоо үчүн жетиштүү. Deionized суу PCB чынжыр зыян келтирбейт. Жуугандан кийин ПХБны кысылган аба менен кургатыңыз. Акыркы PCB азыр таңгактоого жана жөнөтүүгө даяр.