आधुनिक तंत्रज्ञानाच्या बाबतीत, जग खूप वेगाने वाढत आहे आणि त्याचा प्रभाव आपल्या दैनंदिन जीवनात सहजपणे येऊ शकतो. 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. या उपकरणांचा मुख्य भाग इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकी आहे आणि मुख्य आहे छापील सर्कीट बोर्ड (पीसीबी).

पीसीबी सहसा हिरवा असतो आणि त्यावर कठोर इलेक्ट्रॉनिक घटक असतात. These components are welded to the PCB in a process called “PCB assembly” or PCBA. पीसीबीमध्ये फायबरग्लासचा बनलेला थर, ट्रेस बनवणारे तांबेचे थर, घटक बनवणारे छिद्र आणि आतील आणि बाहेरील स्तर असू शकतात. RayPCB मध्ये, आम्ही मल्टी-लेयर प्रोटोटाइपसाठी 1-36 स्तर आणि व्हॉल्यूम उत्पादनासाठी पीसीबीच्या एकाधिक बॅचसाठी 1-10 स्तर प्रदान करू शकतो. 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. वेल्डिंग मास्क घटकास ट्रॅक किंवा इतर घटकांमध्ये शॉर्ट-सर्किटिंग टाळण्यास अनुमती देईल.

PCB वर इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल एका बिंदूपासून दुसऱ्या बिंदूवर हस्तांतरित करण्यासाठी कॉपर ट्रेसचा वापर केला जातो. These signals can be high-speed digital signals or discrete analog signals. घटक वीज पुरवठ्यासाठी वीज/वीज पुरवण्यासाठी या तारा जाड बनवता येतात.

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”.

पीसीबीला डिझाइन केल्याप्रमाणे ऑपरेट करण्यास सक्षम करण्यासाठी पीसीबीवर घटक एकत्र केले जातात. The most important thing is PCB function. जरी लहान एसएमटी प्रतिरोधक योग्यरित्या ठेवलेले नसले किंवा पीसीबीमधून लहान ट्रॅक कापले गेले तरीही पीसीबी कार्य करू शकत नाही. Therefore, it is important to assemble components in a proper way. घटक एकत्र करताना पीसीबीला पीसीबीए किंवा असेंब्ली पीसीबी म्हणतात.

ग्राहक किंवा वापरकर्त्याने वर्णन केलेल्या वैशिष्ट्यांवर अवलंबून, पीसीबीचे कार्य जटिल किंवा सोपे असू शकते. PCB size also varies according to requirements.

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

पीसीबी थर आणि डिझाइन

वर नमूद केल्याप्रमाणे, बाह्य स्तरांच्या दरम्यान अनेक सिग्नल स्तर आहेत. Now we will discuss the types of outer layers and functions.

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

1-सबस्ट्रेट: ही FR-4 सामग्रीची बनलेली एक कडक प्लेट आहे ज्यावर घटक “भरलेले” किंवा वेल्डेड असतात. हे पीसीबीसाठी कडकपणा प्रदान करते.

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- वेल्डिंग मास्क: हे पीसीबीच्या वरच्या आणि खालच्या स्तरांवर लागू केले जाते. This is used to create non-conducting areas of the PCB and insulate the copper traces from each other to protect against short circuits. वेल्डिंग मास्क वेल्डिंग अवांछित भाग टाळते आणि वेल्डिंगसाठी सोल्डर क्षेत्रामध्ये प्रवेश करते याची खात्री करते, जसे की छिद्र आणि पॅड. 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. स्क्रीन लेयर पीसीबी बद्दल महत्वाची माहिती पुरवतो.

There are 3 types of PCBS according to the substrate classification

1- Rigid PCB:

पीसीबी ही बहुतेक पीसीबी उपकरणे आहेत जी आपण विविध प्रकारच्या पीसीबीमध्ये पाहतो. हे कठोर, कठोर आणि बळकट पीसीबीएस आहेत, ज्यात वेगवेगळ्या जाडी आहेत. The main material is fiberglass or simple “FR4”. FR4 म्हणजे “ज्वाला retarder-4”. FR-4 ची स्वयं-विझवण्याची वैशिष्ट्ये अनेक हार्ड-कोर औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या वापरासाठी उपयुक्त बनवते. The FR-4 has thin layers of copper foil on both sides, also known as copper-clad laminates. Fr-4 कॉपर क्लॅड लॅमिनेट प्रामुख्याने पॉवर एम्पलीफायर्स, स्विचिंग मोड पॉवर सप्लाय, सर्वो मोटर ड्रायव्हर्स इत्यादी मध्ये वापरले जातात. दुसरीकडे, घरगुती उपकरणे आणि आयटी उत्पादनांमध्ये सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या आणखी एक कठोर पीसीबी सबस्ट्रेटला पेपर फिनोलिक पीसीबी म्हणतात. ते हलके, कमी घनतेचे, स्वस्त आणि पंच करण्यासाठी सोपे आहेत. कॅल्क्युलेटर, कीबोर्ड आणि उंदीर हे त्याचे काही प्लिकेशन आहेत.

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.या प्रकारच्या पीसीबीएसचा उपयोग अशा अनुप्रयोगांसाठी केला जाऊ शकतो ज्यांना थर्मल घटकांची आवश्यकता असते जसे की उच्च पॉवर लीड्स, लेसर डायोड इ.

Installation technology type:

SMT: SMT stands for “surface mount technology”. एसएमटी घटक आकाराने खूप लहान आहेत आणि प्रतिरोधक आणि कॅपेसिटरसाठी 0402,0603 1608 सारख्या विविध पॅकेजमध्ये येतात. त्याचप्रमाणे, इंटिग्रेटेड सर्किट ics साठी, आमच्याकडे SOIC, TSSOP, QFP आणि BGA आहेत.

एसएमटी असेंब्ली मानवी हातांसाठी खूप कठीण आहे आणि वेळ प्रक्रिया प्रक्रिया असू शकते, म्हणून ती प्रामुख्याने स्वयंचलित पिकअप आणि प्लेसमेंट रोबोटद्वारे केली जाते.

THT: THT म्हणजे थ्रू-होल तंत्रज्ञान. Components with leads and wires, such as resistors, capacitors, inductors, PDIP ics, transformers, transistors, IGBT, MOSFET, etc.

पीसीबीच्या एका बाजूला घटक एका घटकावर घातले पाहिजेत आणि दुसऱ्या बाजूला लेगने ओढले जाणे, पाय कापून वेल्डेड करणे आवश्यक आहे. THT assembly is usually done by hand welding and is relatively easy.

विधानसभा प्रक्रियेच्या अटी:

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. निर्दोष पीसीबी सुनिश्चित करण्यासाठी निर्मात्यांनी या मूलभूत डीएफएम चरणांचे पालन केले पाहिजे.

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. आयसी नॉच/हेड दिशा तपासणे आवश्यक आहे.

हीट सिंकची आवश्यकता असलेल्या घटकामध्ये इतर घटकांना सामावून घेण्यासाठी पुरेशी जागा असावी जेणेकरून उष्णता सिंक स्पर्श करू नये.

2-Hole and through-hole spacing:

The spacing between holes and between holes and traces should be checked. पॅड आणि छिद्र ओव्हरलॅप होणार नाही.

3- ब्रेझिंग पॅड, जाडी, रेषा रुंदी लक्षात घेतली पाहिजे.

By performing DFM inspections, manufacturers can easily reduce manufacturing costs by reducing the number of scrap panels. हे डीएफएम स्तरावरील अपयश टाळून जलद स्टीयरिंगमध्ये मदत करेल. At RayPCB, we provide DFM and DFT inspection in circuit assembly and prototyping. RayPCB मध्ये, आम्ही PCB OEM सेवा, वेव्ह सोल्डरिंग, PCB कार्ड टेस्टिंग आणि SMT असेंब्ली प्रदान करण्यासाठी अत्याधुनिक OEM उपकरणे वापरतो.

पीसीबी असेंब्ली (पीसीबीए) चरण-दर-चरण प्रक्रिया:

पायरी 1: टेम्पलेट वापरून सोल्डर पेस्ट लावा

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. टेम्प्लेट आणि पीसीबी यांत्रिक फिक्स्चरद्वारे एकत्र धरले जातात आणि सोल्डर पेस्ट अर्जदाराद्वारे बोर्डमधील सर्व उघड्यावर समान रीतीने लागू केली जाते. Apply solder paste evenly with applicator. म्हणून, अर्जदारात योग्य सोल्डर पेस्ट वापरणे आवश्यक आहे. जेव्हा अर्जदार काढला जातो, तेव्हा पेस्ट पीसीबीच्या इच्छित क्षेत्रात राहील. ग्रे सोल्डर पेस्ट 96.5% कथील बनलेले, ज्यात 3% चांदी आणि 0.5% तांबे, शिसे मुक्त आहे. After heating in Step 3, the solder paste will melt and form a strong bond.

Step 2: Automatic placement of components:

PCBA ची दुसरी पायरी म्हणजे PCB वर SMT घटक आपोआप ठेवणे. हे पिक अँड प्लेस रोबोट वापरून केले जाते. डिझाइन स्तरावर, डिझायनर एक फाईल तयार करतो आणि ती स्वयंचलित रोबोटला प्रदान करते. या फाईलमध्ये PCB मध्ये वापरल्या जाणाऱ्या प्रत्येक घटकाचे पूर्व-प्रोग्राम केलेले X, Y निर्देशांक असतात आणि सर्व घटकांचे स्थान ओळखते. 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.

रोबोटिक पिकअप आणि प्लेसमेंट मशीनच्या आगमनापूर्वी, तंत्रज्ञ चिमटा वापरून घटक उचलतील आणि पीसीबीवर ते स्थान काळजीपूर्वक पाहून आणि हात हलवण्यापासून टाळून ठेवतील. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. त्यामुळे त्रुटीची शक्यता जास्त आहे.

तंत्रज्ञान परिपक्व होत असताना, स्वयंचलित रोबोट जे घटक उचलतात आणि ठेवतात ते तंत्रज्ञांच्या कामाचा भार कमी करतात, ज्यामुळे जलद आणि अचूक घटक प्लेसमेंट सक्षम होते. हे रोबोट थकल्याशिवाय 24/7 काम करू शकतात.

पायरी 3: रिफ्लो वेल्डिंग

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. सोल्डर वितळण्यासाठी तापमान पुरेसे आहे. वितळलेला सोल्डर नंतर पीसीबीला घटक ठेवतो आणि संयुक्त तयार करतो. After high temperature treatment, the PCB enters the cooler. These coolers then solidify the solder joints in a controlled manner. हे एसएमटी घटक आणि पीसीबी दरम्यान कायमचे कनेक्शन स्थापित करेल. दुहेरी बाजूच्या पीसीबीच्या बाबतीत, वर वर्णन केल्याप्रमाणे, कमी किंवा लहान घटकांसह पीसीबीच्या बाजूचे प्रथम चरण 1 ते 3 पर्यंत आणि नंतर दुसऱ्या बाजूला उपचार केले जातील.

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

पायरी 4: गुणवत्ता तपासणी आणि तपासणी

रिफ्लो सोल्डरिंगनंतर, हे शक्य आहे की पीसीबी ट्रेमध्ये काही चुकीच्या हालचालीमुळे घटक चुकीचे संरेखित केले जातात, ज्यामुळे शॉर्ट किंवा ओपन सर्किट कनेक्शन होऊ शकतात. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. तपासणी मॅन्युअल आणि स्वयंचलित असू शकते.

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. म्हणून, चुकीच्या निकालांमुळे ही पद्धत आगाऊ SMT बोर्डांसाठी व्यवहार्य नाही. तथापि, ही पद्धत THT घटकांसह प्लेट्स आणि कमी घटक घनतेसाठी व्यवहार्य आहे.

B. ऑप्टिकल शोध:

ही पद्धत PCBS च्या मोठ्या प्रमाणावर व्यवहार्य आहे. सर्व दिशानिर्देशांमधून सोल्डर सांधे पाहण्यासाठी ही पद्धत स्वयंचलित मशीन वापरते ज्यामध्ये उच्च पॉवर आणि उच्च रिझोल्यूशन कॅमेरे विविध कोनात बसवले जातात. सोल्डर जॉइंटच्या गुणवत्तेवर अवलंबून, प्रकाश वेगवेगळ्या कोनात सोल्डर जॉइंटला परावर्तित करेल. 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. विलंब, श्रम आणि भौतिक खर्च टाळण्यासाठी नियमितपणे तपासणी करणे आवश्यक आहे.

पायरी 5: टीएचटी घटक निर्धारण आणि वेल्डिंग

थ्रू-होल घटक अनेक पीसीबी बोर्डांवर सामान्य आहेत. These components are also called plated through holes (PTH). या घटकांची आघाडी पीसीबीमधील छिद्रांमधून जाईल. हे छिद्रे इतर छिद्रांशी आणि तांब्याच्या ट्रेसद्वारे छिद्रांद्वारे जोडलेले आहेत. जेव्हा हे टीएचटी घटक या छिद्रांमध्ये घातले जातात आणि वेल्डेड केले जातात, तेव्हा ते डिझाइन केलेल्या सर्किटच्या समान पीसीबीवरील इतर छिद्रांशी विद्युत जोडलेले असतात. 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. तर टीएचटी घटकांचे दोन मुख्य प्रकार जे वेल्डेड किंवा एकत्र केले जातात

A. मॅन्युअल वेल्डिंग:

Manual welding methods are common and often require more time than an automated setup for SMT. एका तंत्रज्ञाला सामान्यत: एका वेळी एक घटक घालण्यासाठी आणि त्याच बोर्डवर दुसरा घटक घालणारा बोर्ड इतर तंत्रज्ञांना पाठवण्याची जबाबदारी दिली जाते. त्यामुळे, पीटीएच घटक भरण्यासाठी सर्किट बोर्ड असेंब्ली लाईनभोवती फिरवला जाईल. यामुळे प्रक्रिया लांब होते आणि अनेक पीसीबी डिझाईन आणि उत्पादन कंपन्या त्यांच्या सर्किट डिझाईन्समध्ये पीटीएच घटक वापरणे टाळतात. परंतु बहुतेक सर्किट डिझायनर्सनी पीटीएच घटक आवडता आणि सामान्यतः वापरलेला घटक राहतो.

B. वेव्ह सोल्डरिंग:

मॅन्युअल वेल्डिंगची स्वयंचलित आवृत्ती वेव्ह वेल्डिंग आहे. या पद्धतीत, एकदा पीसीबीवर पीटीएच घटक ठेवल्यानंतर, पीसीबी कन्व्हेयर बेल्टवर ठेवला जातो आणि समर्पित ओव्हनमध्ये हलविला जातो. येथे, वितळलेल्या सोल्डरच्या लाटा पीसीबीच्या सब्सट्रेटमध्ये फुटतात जिथे घटक लीड्स असतात. हे सर्व पिन त्वरित वेल्ड करेल. 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. यानंतर, पीसीबीला अंतिम तपासणीसाठी हलवा.

चरण 6: अंतिम तपासणी आणि कार्यात्मक चाचणी

पीसीबी आता चाचणी आणि तपासणीसाठी सज्ज आहे. 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

ही चाचणी पीसीबीची कार्यात्मक आणि विद्युतीय वैशिष्ट्ये तपासण्यासाठी आणि पीसीबी आवश्यकतांमध्ये वर्णन केलेले वर्तमान, व्होल्टेज, अॅनालॉग आणि डिजिटल सिग्नल आणि सर्किट डिझाईन प्रमाणित करण्यासाठी वापरली जाते.

पीसीबीचे कोणतेही मापदंड अस्वीकार्य परिणाम दर्शवल्यास, पीसीबी मानक कंपनीच्या कार्यपद्धतींनुसार टाकून दिले जाईल किंवा रद्द केले जाईल. चाचणीचा टप्पा महत्वाचा आहे कारण तो संपूर्ण पीसीबीए प्रक्रियेचे यश किंवा अपयश ठरवते.

पायरी 7: अंतिम स्वच्छता, परिष्करण आणि शिपिंग:

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. स्टेनलेस स्टील आधारित उच्च दाब स्वच्छता साधने डिओनाइज्ड वॉटर वापरून सर्व प्रकारची घाण साफ करण्यासाठी पुरेशी आहेत. डीओनाइज्ड पाणी पीसीबी सर्किटला नुकसान करत नाही. धुल्यानंतर, पीसीबी संकुचित हवेने कोरडे करा. अंतिम पीसीबी आता पॅक आणि पाठवण्यास तयार आहे.