Når det gjelder moderne teknologi, vokser verden veldig raskt, og dens innflytelse kan lett spille inn i vårt daglige liv. Måten vi lever på har endret seg dramatisk, og dette teknologiske fremskrittet har ført til mange avanserte enheter som vi ikke engang tenkte på for 10 år siden. Kjernen i disse enhetene er elektroteknikk, og kjernen er trykte kretskort (PCB).

En PCB er vanligvis grønn og er en stiv kropp med forskjellige elektroniske komponenter på den. Disse komponentene er sveiset til kretskortet i en prosess som kalles “kretskortmontering” eller PCBA. PCB består av et underlag laget av glassfiber, kobberlag som utgjør sporet, hull som utgjør komponenten og lag som kan være indre og ytre. På RayPCB kan vi tilby opptil 1-36 lag for flerlags PROTOTYPER og 1-10 lag for flere partier PCB for volumproduksjon. For enkeltsidig og tosidig PCBS finnes det et ytre lag, men ikke noe indre lag.

The substrate and components are insulated with solder film and held together with epoxy resin.Sveisemasken kan være grønn, blå eller rød, slik det er vanlig i PCB -farger. Sveisemasken vil tillate komponenten å unngå kortslutning til sporet eller andre komponenter.

Kobberspor brukes til å overføre elektroniske signaler fra et punkt til et annet på en PCB. Disse signalene kan være høyhastighets digitale signaler eller diskrete analoge signaler. Disse ledningene kan gjøres tykke for å gi strøm/strøm til komponentstrømforsyning.

I de fleste PCBS som gir høyspenning eller strøm, er det et eget jordingsplan. Komponenter på topplaget er koblet til det interne GND -planet eller det interne signallaget via “Vias”.

Komponenter er satt sammen på kretskortet slik at kretskortet kan fungere som designet. Det viktigste er PCB -funksjon. Selv om de små SMT -motstandene ikke er plassert riktig, eller selv om små spor blir kuttet fra kretskortet, kan det hende at kretskortet ikke fungerer. Derfor er det viktig å montere komponenter på en skikkelig måte. PCB ved montering av komponenter kalles PCBA eller monterings -PCB.

Avhengig av spesifikasjonene beskrevet av kunden eller brukeren, kan PCB -funksjonen være kompleks eller enkel. PCB -størrelsen varierer også i henhold til kravene.

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

PCB -lag og design

Som nevnt ovenfor er det flere signallag mellom de ytre lagene. Now we will discuss the types of outer layers and functions.

Forstå PCB -kortmonteringsprosessen og kjenn den grønne sjarmen til PCBD

1-Substrat: Dette er en stiv plate laget av FR-4-materiale som komponentene er “fylt” eller sveiset på. Dette gir stivhet for PCB.

2- Kobberlag: Tynn kobberfolie påføres toppen og bunnen av PCB for å lage topp og bunn kobberspor.

3- Sveisemaske: Den påføres topp- og bunnlagene på kretskortet. This is used to create non-conducting areas of the PCB and insulate the copper traces from each other to protect against short circuits. Sveisemasken unngår også sveising av uønskede deler og sikrer at loddetinn kommer inn i området for sveising, for eksempel hull og pads. Disse hullene kobler THT -komponenten til PCB mens PAD brukes til å holde SMT -komponenten.

4- Skjerm: De hvite etikettene vi ser på PCBS for komponentkoder, for eksempel R1, C1 eller en beskrivelse på PCBS eller firmalogoer, er alle laget av skjermlag. Skjermlaget gir viktig informasjon om kretskortet.

Det er 3 typer PCBS i henhold til substratklassifiseringen

1- Rigid PCB:

PCB er de fleste PCB -enhetene vi ser i forskjellige typer PCB. Disse er harde, stive og solide PCBS, med forskjellige tykkelser. Hovedmaterialet er glassfiber eller enkelt “FR4”. FR4 står for “flammehemmende-4”. De selvslukkende egenskapene til FR-4 gjør den nyttig for bruk av mange hardkjerne industrielle elektroniske enheter. FR-4 har tynne lag med kobberfolie på begge sider, også kjent som kobberkledde laminater. Fr-4 kobberkledde laminater brukes hovedsakelig i effektforsterkere, byttemodus, servomotordrivere, etc. På den annen side kalles et annet stivt PCB -substrat som vanligvis brukes i husholdningsapparater og IT -produkter, papirfenolisk PCB. De er lette, lave tettheter, billige og enkle å slå. Kalkulatorer, tastaturer og mus er noen av programmene.

2- Fleksibel PCB:

Fleksibel PCBS er laget av substratmaterialer som Kapton og tåler veldig høye temperaturer mens den er så tykk som 0.005 tommer. Den kan enkelt bøyes og brukes i kontakter for bærbar elektronikk, LCD -skjermer eller bærbare datamaskiner, tastaturer og kameraer, etc.

3-metall kjerne PCB:

I tillegg kan et annet PCB -underlag brukes som aluminium, som er svært effektivt for kjøling.Disse typer PCBS kan brukes til applikasjoner som krever termiske komponenter som lysdioder med høy effekt, laserdioder, etc.

Installation technology type:

SMT: SMT står for “overflatemonteringsteknologi”. SMT -komponenter er veldig små i størrelse og kommer i forskjellige pakker som 0402,0603 1608 XNUMX for motstander og kondensatorer. Tilsvarende, for integrerte kretser, har vi SOIC, TSSOP, QFP og BGA.

SMT -montering er veldig vanskelig for menneskehender og kan være en tidsbehandlingsprosess, så det gjøres først og fremst av automatiserte pickup- og plasseringsroboter.

THT: THT står for gjennomgående hullteknologi. Komponenter med ledninger og ledninger, for eksempel motstander, kondensatorer, induktorer, PDIP ics, transformatorer, transistorer, IGBT, MOSFET, etc.

Komponentene må settes inn på den ene siden av kretskortet på den ene komponenten og trekkes i beinet på den andre siden, kuttes og sveises. THT -montering utføres vanligvis ved håndsveising og er relativt enkel.

Forutsetninger for montering:

Før selve PCB -fabrikasjonen og PCB -monteringsprosessen, kontrollerer produsenten PCB for eventuelle defekter eller feil i PCB som kan forårsake feilen. Denne prosessen kalles Manufacturing design (DFM) -prosessen. Produsenter må utføre disse grunnleggende DFM -trinnene for å sikre en feilfri PCB.

1- Hensyn til komponentoppsett: Gjennomgående hull må kontrolleres for komponenter med polaritet. Som elektrolytiske kondensatorer må kontrolleres polaritet, diode anode og katode polaritet sjekk, SMT tantal kondensator polaritet sjekk. IC hakk/hoderetning må sjekkes.

Elementet som krever kjøleribbe skal ha nok plass til å ta imot andre elementer slik at kjøleribben ikke berører.

2-hulls og gjennomgående hullavstand:

Avstanden mellom hullene og mellom hullene og sporene bør kontrolleres. Pute og gjennomgående hull skal ikke overlappe hverandre.

3- Loddepute, tykkelse, linjebredde skal tas i betraktning.

Ved å utføre DFM -inspeksjoner kan produsenter enkelt redusere produksjonskostnadene ved å redusere antall skrappaneler. This will help in fast steering by avoiding DFM level failures. At RayPCB, we provide DFM and DFT inspection in circuit assembly and prototyping. Hos RayPCB bruker vi topp moderne OEM-utstyr for å tilby PCB OEM-tjenester, bølgelodding, testing av PCB-kort og SMT-montering.

PCB Assembly (PCBA) trinnvis prosess:

Trinn 1: Påfør loddemasse ved hjelp av mal

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. Malen og kretskortet holdes sammen av en mekanisk armatur, og loddemassen påføres jevnt på alle åpninger i brettet gjennom en applikator. Påfør loddemasse jevnt med applikatoren. Derfor må passende loddemasse brukes i applikatoren. Når applikatoren er fjernet, vil pastaen forbli i ønsket område av PCB. Grå loddemasse 96.5% laget av tinn, inneholdende 3% sølv og 0.5% kobber, blyfritt. Etter oppvarming i trinn 3, vil loddepastaen smelte og danne en sterk binding.

Step 2: Automatic placement of components:

Det andre trinnet i PCBA er å automatisk plassere SMT -komponentene på PCB. Dette gjøres ved å bruke en pick and place -robot. På designnivå oppretter designeren en fil og gir den til den automatiserte roboten. Denne filen har de forhåndsprogrammerte X, Y-koordinatene for hver komponent som brukes i kretskortet, og identifiserer plasseringen av alle komponentene. Using this information, the robot only needs to place the SMD device accurately on the board. Pick and place -roboten vil plukke opp komponenter fra vakuumarmaturen og plassere dem nøyaktig på loddemassen.

Før ankomsten av robotiske pickup- og plasseringsmaskiner, ville teknikere plukke opp komponenter ved hjelp av pinsett og plassere dem på PCB ved å nøye se på stedet og unngå å håndhilse. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. Så potensialet for feil er stort.

Etter hvert som teknologien modnes, reduserer automatiserte roboter som plukker opp og plasserer komponenter arbeidsmengden til teknikere, noe som muliggjør rask og nøyaktig plassering av komponenter. Disse robotene kan fungere døgnet rundt uten tretthet.

Trinn 3: Reflow sveising

Det tredje trinnet etter å ha satt opp elementene og påført loddemassen er reflukssveising. Reflow sveising er prosessen med å plassere PCB på et transportbånd med komponenter. Transportøren flytter deretter kretskortet og komponentene inn i en stor ovn, som gir en temperatur på 250 o C. Temperaturen er tilstrekkelig til å smelte loddetinnet. Det smeltede loddetinn holder deretter komponenten til PCB og danner skjøten. Etter behandling med høy temperatur kommer PCB inn i kjøleren. Disse kjølerne størkner deretter loddetinnene på en kontrollert måte. Dette vil etablere en permanent forbindelse mellom SMT -komponenten og kretskortet. Når det gjelder en dobbeltsidig PCB, som beskrevet ovenfor, vil PCB-siden med færre eller mindre komponenter først behandles fra trinn 1 til 3, og deretter til den andre siden.

Forstå PCB -kortmonteringsprosessen og kjenn den grønne sjarmen til PCBD

Trinn 4: Kvalitetskontroll og inspeksjon

Etter omløpslodding er det mulig at komponentene er feiljustert på grunn av feil bevegelse i kretskortet, noe som kan føre til korte eller åpne kretsforbindelser. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. Inspeksjoner kan være manuelle og automatiserte.

A. Manuell kontroll:

Because the PCB has small SMT components, visual inspection of the board for any misalignment or malfunction can cause technician fatigue and eye strain. Derfor er denne metoden ikke mulig for forhånds -SMT -plater på grunn av unøyaktige resultater. Imidlertid er denne metoden mulig for plater med THT -komponenter og lavere komponenttettheter.

B. Optisk deteksjon:

Denne metoden er mulig for store mengder PCBS. Metoden bruker automatiserte maskiner med kameraer med høy effekt og høy oppløsning montert i forskjellige vinkler for å se loddeskjøtene fra alle retninger. Avhengig av kvaliteten på loddetinnet, vil lyset reflektere av loddetinnet i forskjellige vinkler. Denne automatiske optiske inspeksjonsmaskinen (AOI) er veldig rask og kan behandle store mengder PCBS på veldig kort tid.

CX – stråleinspeksjon:

Røntgenmaskinen lar teknikere skanne kretskortet for å se interne feil. Dette er ikke en vanlig inspeksjonsmetode og brukes bare for komplekse og avanserte PCBS. Hvis de ikke brukes på riktig måte, kan disse inspeksjonsmetodene resultere i omarbeid eller utdatert kretskort. Inspeksjoner må utføres regelmessig for å unngå forsinkelser, arbeidskraft og materialkostnader.

Trinn 5: Fiksering og sveising av THT -komponenter

Gjennomgående hullkomponenter er vanlige på mange kretskort. These components are also called plated through holes (PTH). Ledningene til disse komponentene vil passere gjennom hull i kretskortet. Disse hullene er koblet til andre hull og gjennom hull med kobberspor. Når disse THT -elementene settes inn og sveises i disse hullene, kobles de elektrisk til andre hull på samme kretskort som den designede kretsen. Disse PCBS kan inneholde noen THT -komponenter og mange SMD -komponenter, så sveisemetoden beskrevet ovenfor er ikke egnet for THT -komponenter når det gjelder SMT -komponenter, for eksempel reflow -sveising. Så de to hovedtypene av THT -komponenter som er sveiset eller montert er

A. Manuell sveising:

Manuelle sveisemetoder er vanlige og krever ofte mer tid enn et automatisk oppsett for SMT. En tekniker blir vanligvis tildelt å sette inn en komponent om gangen og overføre brettet til andre teknikere som setter inn en annen komponent på det samme kortet. Derfor vil kretskortet flyttes rundt samlebåndet for å få PTH -komponenten til å fylle på den. Dette gjør prosessen lang, og mange PCB -design- og produksjonsselskaper unngår å bruke PTH -komponenter i kretsdesignene. Men PTH -komponenten er fortsatt favoritten og mest brukte komponenten av de fleste kretsdesignere.

B. Bølgelodding:

Den automatiserte versjonen av manuell sveising er bølgesveising. I denne metoden, når PTH -elementet er plassert på kretskortet, plasseres kretskortet på et transportbånd og flyttes til en dedikert ovn. Her spruter bølger av smeltet loddetinn inn i substratet på PCB der komponentledningene er tilstede. Dette vil sveise alle pinnene umiddelbart. Imidlertid fungerer denne metoden bare med ensidig PCBS og ikke tosidig PCBS, ettersom smeltet loddetinn på den ene siden av PCB kan skade komponenter på den andre. Etter dette flytter du kretskortet for endelig inspeksjon.

Trinn 6: Sluttkontroll og funksjonstesting

PCB er nå klar for testing og inspeksjon. 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. Denne testen krever vanlige laboratorieinstrumenter som oscilloskoper, digitale multimetre og funksjonsgeneratorer

Denne testen brukes til å kontrollere de funksjonelle og elektriske egenskapene til kretskortet og validere strøm-, spennings-, analoge og digitale signal- og kretsutforminger beskrevet i PCB -kravene

Hvis noen av kretskortets parametere viser uakseptable resultater, blir kretskortet kassert eller skrotet i henhold til standard selskapsprosedyrer. Testfasen er viktig fordi den avgjør suksessen eller fiaskoen for hele PCBA -prosessen.

Trinn 7: Sluttrengjøring, etterbehandling og forsendelse:

Nå som kretskortet er testet i alle aspekter og erklært som normalt, er det på tide å rydde opp i uønsket restfluks, fingerskitt og olje. Rustfritt stålbaserte høytrykksrengjøringsverktøy med avionisert vann er tilstrekkelig til å rengjøre alle typer skitt. Avionisert vann skader ikke kretskortet. Etter vask, tørk kretskortet med trykkluft. Den siste PCB -en er nå klar til å pakkes og sendes.