නවීන තාක්‍ෂණයට අනුව ලෝකය වේගයෙන් වර්ධනය වන අතර එහි බලපෑම අපගේ එදිනෙදා ජීවිතය තුළ පහසුවෙන් ක්‍රියාත්මක විය හැකිය. 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. මෙම උපාංග වල හරය විදුලි ඉංජිනේරු විද්‍යාව වන අතර හරය එයයි මුද්රිත පරිපථ පුවරුව (PCB).

PCB සාමාන්‍යයෙන් කොළ පැහැයෙන් යුක්ත වන අතර විවිධ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග වලින් සමන්විත දෘඩ ශරීරයක් ඇත. These components are welded to the PCB in a process called “PCB assembly” or PCBA. PCB සමන්විත වන්නේ ෆයිබර්ග්ලාස් වලින් සාදන ලද උපස්ථරයක්, අංශු මාත්‍රයක් සෑදෙන තඹ ස්ථර, සංරචකය සෑදෙන සිදුරු සහ අභ්‍යන්තර හා පිටත විය හැකි ස්ථර වලින් ය. RayPCB හිදී, බහු ස්ථර ප්‍රොටොටයිප් සඳහා ස්ථර 1-36 දක්වාත්, පරිමාව නිෂ්පාදනය සඳහා PCB බහු කාණ්ඩ සඳහා ස්ථර 1-10 දක්වාත් අපට සැපයිය හැකිය. 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. වෙල්ඩින් වෙස් මුහුණ මඟින් සංඝටකයට ධාවන පථයට හෝ වෙනත් කොටස් වලට කෙටි පරිපථයක් වීම වළක්වා ගත හැකිය.

පීසීබී එකක ඉලෙක්ට්‍රෝනික සංඥා එක් ස්ථානයක සිට තවත් ස්ථානයකට මාරු කිරීම සඳහා තඹ අංශු භාවිතා කෙරේ. These signals can be high-speed digital signals or discrete analog signals. සංරචක බල සැපයුම සඳහා බලය/බලය ලබා දීම සඳහා මෙම වයර් ඝනක සෑදිය හැකිය.

අධි වෝල්ටීයතාවයක් හෝ ධාරාවක් සපයන බොහෝ පීසීබීඑස් වල වෙනම භූගත තලයක් ඇත. Components on the top layer are connected to the internal GND plane or internal signal layer via “Vias”.

PCB සැලසුම් කර ඇති පරිදි ක්‍රියා කිරීම සඳහා PCB හි සංරචක එකලස් කර ඇත. The most important thing is PCB function. කුඩා එස්එම්ටී ප්‍රතිරෝධක නිවැරදිව සවි නොකළත්, පීසීබී වෙතින් කුඩා පීලි කැපුවත් PCB ක්‍රියා නොකරයි. එම නිසා සංරචක නිසි පරිදි එකලස් කිරීම වැදගත් ය. PCB සංරචක එකලස් කිරීමේදී PCBA හෝ එකලස් කිරීම PCB ලෙස හැඳින්වේ.

පාරිභෝගිකයා හෝ පරිශීලකයා විසින් විස්තර කරන ලද පිරිවිතරයන් මත පදනම්ව, PCB හි කාර්යය සංකීර්ණ හෝ සරල විය හැකිය. PCB size also varies according to requirements.

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

PCB ස්ථරය සහ නිර්මාණය

ඉහත සඳහන් කළ පරිදි බාහිර ස්ථර අතර බහු සංඥා ස්ථර ඇත. Now we will discuss the types of outer layers and functions.

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

1-උපස්ථරය: මෙය සංරචක “පුරවා” හෝ වෑල්ඩින් කර ඇති එෆ්ආර් -4 ද්‍රව්‍ය වලින් සාදන ලද දෘඩ තහඩුවකි. මෙය PCB සඳහා දෘඩතාව සපයයි.

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- වෙල්ඩින් වෙස්: එය පීසීබී හි ඉහළ සහ පහළ ස්ථර සඳහා යොදනු ලැබේ. This is used to create non-conducting areas of the PCB and insulate the copper traces from each other to protect against short circuits. වෙල්ඩින් වෙස් මුහුණ අනවශ්‍ය කොටස් වෑල්ඩින් කිරීම වළක්වන අතර සිදුරු සහ පෑඩ් වැනි පෑස්සුම් කිරීම සඳහා පෑස්සුම්කරු එම ප්‍රදේශයට ඇතුළු වන බව සහතික කරයි. 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. තිර ස්ථරය PCB පිළිබඳ වැදගත් තොරතුරු සපයයි.

There are 3 types of PCBS according to the substrate classification

1- Rigid PCB:

විවිධ වර්ගයේ පීසීබී වල අප දකින බොහෝ පීසීබී උපාංග PCB ය. මේවා විවිධ ඝනකම් සහිත දෘඩ, දෘඩ හා ශක්තිමත් පීසීබීඑස් ය. The main material is fiberglass or simple “FR4”. FR4 යන්නෙහි තේරුම “ගිනි සිළුව -4” යන්නයි. FR-4 හි ස්වයං නිවා දැමීමේ ලක්‍ෂණ මඟින් කාර්මික ඉලෙක්ට්‍රෝනික උපාංග බොහොමයක් භාවිතා කිරීම ප්‍රයෝජනවත් වේ. The FR-4 has thin layers of copper foil on both sides, also known as copper-clad laminates. Fr-4 තඹ වලින් ආවරණය කරන ලද ලැමිෙන්ට් ප්‍රධාන වශයෙන් බල ඇම්ප්ලිෆයර්, ස්විච් මාදිලි බල සැපයුම්, සර්වෝ මෝටර ඩ්‍රයිවර් යනාදිය සඳහා භාවිතා වේ. අනෙක් අතට, ගෘහස්ත උපකරණ සහ තොරතුරු තාක්‍ෂණ නිෂ්පාදන සඳහා බහුලව භාවිතා වන තවත් දෘඩ පීසීබී උපස්ථරයක් කඩදාසි ෆීනෝලික් පීසීබී ලෙස හැඳින්වේ. ඒවා සැහැල්ලු, අඩු ඝනත්ව, ලාභ සහ පහසුවෙන් පහර දීමට පහසුය. ගණක යන්ත්‍ර, යතුරු පුවරු සහ මීයන් එහි යෙදුම් කිහිපයකි.

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.අධි බලැති ලෙඩ්, ලේසර් ඩයෝඩ වැනි තාප සංරචක අවශ්‍ය වන යෙදුම් සඳහා මෙම වර්ගයේ පීසීබීඑස් භාවිතා කළ හැකිය.

Installation technology type:

SMT: SMT යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ “මතුපිට සවි කිරීමේ තාක්‍ෂණය” යන්නයි. SMT සංරචක ප්‍රමාණයෙන් ඉතා කුඩා වන අතර ප්‍රතිරෝධක සහ ධාරිත්‍රක සඳහා 0402,0603 1608 වැනි විවිධ පැකේජ වලින් පැමිණේ. ඒ හා සමානව, ඒකාබද්ධ පරිපථ අයික සඳහා, අපට SOIC, TSSOP, QFP සහ BGA ඇත.

SMT එකලස් කිරීම මිනිස් අත්වලට ඉතා අපහසු වන අතර එය කාලය සැකසීමේ ක්‍රියාවලියක් විය හැකි බැවින් එය මූලික වශයෙන් සිදු කෙරෙන්නේ ස්වයංක්‍රීය පිකප් සහ ස්ථානගත කිරීමේ රොබෝ යන්ත්‍ර මගිනි.

THT: THT යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ සිදුරු හරහා යන තාක්‍ෂණයයි. Components with leads and wires, such as resistors, capacitors, inductors, PDIP ics, transformers, transistors, IGBT, MOSFET, etc.

The components must be inserted on one side of the PCB on one component and pulled by the leg on the other side, cut the leg and welded. THT assembly is usually done by hand welding and is relatively easy.

එකලස් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සඳහා පූර්වාවශ්‍යතා:

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. දෝෂ රහිත පීසීබී සහතික කිරීම සඳහා නිෂ්පාදකයින් මෙම මූලික ඩීඑෆ්එම් පියවරයන් කළ යුතුය.

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. අයිසී සටහන/හිස දිශාව පරීක්‍ෂා කළ යුතුය.

තාප සින්ක් අවශ්‍ය වන මූලද්‍රව්‍යයට තාප සින්ක් එක ස්පර්ශ නොවන පරිදි අනෙකුත් මූලද්‍රව්‍යයන් තැබීමට ප්‍රමාණවත් ඉඩක් තිබිය යුතුය.

2-Hole and through-hole spacing:

The spacing between holes and between holes and traces should be checked. පෑඩ් සහ සිදුර හරහා අතිච්ඡාදනය නොවිය යුතුය.

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. This will help in fast steering by avoiding DFM level failures. At RayPCB, we provide DFM and DFT inspection in circuit assembly and prototyping. RayPCB හිදී, PCB OEM සේවා, තරංග පෑස්සීම, PCB කාඩ් පරීක්‍ෂණය සහ SMT එකලස් කිරීම සඳහා අපි නවීන තාක්‍ෂණික OEM උපකරණ භාවිතා කරමු.

PCB එකලස් කිරීම (PCBA) පියවරෙන් පියවර ක්‍රියාවලිය:

පියවර 1: අච්චුව භාවිතයෙන් පෑස්සුම් අලවන්න

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. සැකිල්ල සහ පීසීබී යාන්ත්‍රික සවි කිරීමකින් එකට තබා ඇති අතර, පෑස්සුම් ඇලවීම පුවරුවේ ඇති සියලුම විවෘත කිරීම් සඳහා ඒකාකාරව යෙදීමෙන් සිදු කෙරේ. Apply solder paste evenly with applicator. එම නිසා, යෙදුමේදී සුදුසු පෑස්සුම් පේස්ට් භාවිතා කළ යුතුය. අයදුම්කරු ඉවත් කළ විට, පේස්ට් PCB හි අපේක්ෂිත ප්‍රදේශයේ පවතී. අළු පෑස්සුම් පේස්ට් 96.5% ටින් වලින් සාදා ඇති අතර එහි රිදී 3% සහ තඹ 0.5% ක් ඊයම් රහිත ය. After heating in Step 3, the solder paste will melt and form a strong bond.

Step 2: Automatic placement of components:

PCBA හි දෙවන පියවර වන්නේ ස්වයංක්‍රීයව SMT උපාංග PCB මත තැබීමයි. මෙය සිදු කෙරෙනුයේ පික් ඇන්ඩ් ප්ලේස් රොබෝ යන්ත්‍රයක් භාවිතා කිරීමෙනි. සැලසුම් මට්ටමේදී, නිර්මාණකරු විසින් ගොනුවක් සාදා එය ස්වයංක්‍රීය රොබෝ යන්ත්‍රයට ලබා දේ. මෙම ගොනුවේ PCB හි භාවිතා කරන සෑම සංරචකයකම කලින් සැලසුම් කරන ලද X, Y ඛණ්ඩාංක ඇති අතර සියලුම සංරචක වල පිහිටීම හඳුනා ගනී. 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.

රොබෝටික් පිකප් සහ ස්ථානගත කිරීමේ යන්ත්‍ර පැමිණීමට පෙර කාර්මික ශිල්පීන් විසින් ටුවිසර් භාවිතයෙන් උපාංග ලබාගෙන ඒවා PCB මත තැබුවේ ස්ථානය හොඳින් බැලීමෙන් සහ අතට අත දීමෙන් වළකින්න. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. එබැවින් වැරදි කිරීමේ හැකියාව ඉහළ ය.

තාක්‍ෂණය පරිණත වන විට, සංරචක තෝරාගෙන ස්ථානගත කරන ස්වයංක්‍රීය රොබෝ යන්ත්‍ර කාර්මිකයින්ගේ වැඩ බර අඩු කරන අතර එමඟින් වේගවත් හා නිවැරදි ලෙස සංරචක ස්ථානගත කිරීමට හැකි වේ. මෙම රොබෝවරුන්ට වෙහෙසකින් තොරව 24/7 වැඩ කළ හැකිය.

පියවර 3: ප්රවාහ වෑල්ඩින්

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. පෑස්සීම උණු කිරීම සඳහා උෂ්ණත්වය ප්‍රමාණවත් වේ. උණු කළ සොල්දාදුවා එම සංඝටකය පීසීබී එකට තබා ගෙන සන්ධිය සාදයි. After high temperature treatment, the PCB enters the cooler. These coolers then solidify the solder joints in a controlled manner. මෙය එස්එම්ටී සංරචකය සහ පීසීබී අතර ස්ථිර සම්බන්ධතාවක් තහවුරු කරනු ඇත. ඉහත විස්තර කර ඇති පරිදි ද්වි-පාර්ශ්වික PCB සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, අඩු හෝ කුඩා සංරචක සහිත PCB පැත්තට පළමුව පියවර 1 සිට 3 දක්වාත්, පසුව අනෙක් පැත්තටත් සලකනු ඇත.

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

පියවර 4: තත්ත්ව පරීක්‍ෂණය සහ පරීක්‍ෂණය

නැවත පිරවීමේ පෑස්සීමෙන් පසු, පීසීබී තැටියේ වැරදි චලනය හේතුවෙන් කොටස් වැරදි ලෙස හැඩ ගැසී ඇති අතර එමඟින් කෙටි හෝ විවෘත පරිපථ සම්බන්ධතා ඇති විය හැකිය. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. පරීක්ෂණ අතින් සහ ස්වයංක්‍රීයව කළ හැකිය.

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. එම නිසා, නිවැරදි නොවන ප්‍රතිඵල හේතුවෙන් අත්තිකාරම් එස්එම්ටී මණ්ඩල සඳහා මෙම ක්‍රමය ශක්‍ය නොවේ. කෙසේ වෙතත්, මෙම ක්‍රමය THT සංරචක සහ අඩු සංරචක ඝනත්වය සහිත තහඩු සඳහා ශක්‍ය වේ.

B. දෘෂ්‍ය හඳුනා ගැනීම:

PCBS විශාල ප්‍රමාණයක් සඳහා මෙම ක්‍රමය ක්‍රියාත්මක කළ හැකිය. මෙම ක්‍රමය මඟින් සොල්දාදුවාගේ සන්ධි සෑම දිශාවකින්ම බැලීම සඳහා විවිධ කෝණවලින් සවි කර ඇති අධි බලැති සහ ඉහළ විභේදන කැමරා සහිත ස්වයංක්‍රීය යන්ත්‍ර භාවිතා කරයි. පෑස්සුම් සන්ධියේ ගුණාත්මකභාවය මත පදනම්ව, ආලෝකය විවිධ කෝණවලින් සොල්දාදුවාගේ සන්ධිය පරාවර්තනය කරයි. 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. ප්‍රමාදයන්, ශ්‍රමය සහ ද්‍රව්‍යමය පිරිවැය වළක්වා ගැනීම සඳහා නිරන්තර පරීක්‍ෂණ පැවැත්වීම අවශ්‍ය වේ.

පියවර 5: ටීඑච්ටී සංරචක සවි කිරීම සහ වෙල්ඩින් කිරීම

බොහෝ පීසීබී පුවරුවල සිදුරු හරහා යන කොටස් පොදුයි. These components are also called plated through holes (PTH). මෙම සංරචක වල ඊයම් පීසීබී හි සිදුරු හරහා ගමන් කරයි. මෙම සිදුරු වෙනත් සිදුරු වලට සම්බන්ධ වන අතර සිදුරු හරහා තඹ හෝඩුවාවලින් සම්බන්ධ වේ. මෙම සිදුරු තුළට මෙම ටීඑච්ටී මූලද්‍රව්‍ය ඇතුළු කර වෑල්ඩින් කළ විට ඒවා සැලසුම් කරන ලද පරිපථය මෙන් එම පීසීබී එකේම වෙනත් සිදුරුවලට විදුලියෙන් සම්බන්ධ වේ. 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. එබැවින් වෑල්ඩින් කරන ලද හෝ එකලස් කරන ලද THT සංරචක වල ප්‍රධාන වර්ග දෙක වේ

A. අතින් වෙල්ඩින්:

Manual welding methods are common and often require more time than an automated setup for SMT. සාමාන්‍යයෙන් කාර්මිකයෙකුට පවරා ඇත්තේ වරකට එක් අංගයක් ඇතුළු කර එම පුවරුවේම තවත් සංරචකයක් ඇතුළත් කර අනෙක් කාර්මිකයින්ට පුවරුව ලබා දීමයි. එම නිසා පරිපථ පුවරුව එකලස් කිරීමේ රේඛාව වටා එහා මෙහා ගෙන යන්නේ එහි පීඩීඑච් සංරචකය පුරවා ගැනීම සඳහා ය. මෙය ක්‍රියාවලිය දීර්ඝ වන අතර බොහෝ පීසීබී සැලසුම් සහ නිෂ්පාදන සමාගම් තම පරිපථ සැලසුම් වලදී පීටීඑච් සංරචක භාවිතා කිරීමෙන් වැළකී සිටී. නමුත් බොහෝ පරිපථ සැලසුම්කරුවන්ගේ ප්‍රියතම හා බහුලව භාවිතා වන අංගය ලෙස පීටීඑච් සංරචකය පවතී.

B. තරංග පෑස්සීම:

අතින් වෙල්ඩින් කිරීමේ ස්වයංක්‍රීය අනුවාදය නම් තරංග වෙල්ඩින් ය. මෙම ක්‍රමයේදී, පීටීඑච් මූලද්‍රව්‍යය පීසීබී එකට තැබූ පසු, පීසීබී වාහක පටිය මත තබා එය විශේෂිත උඳුනකට ගෙන යයි. මෙන්න, උණු කළ පෑස්සුම් තරංග, සංඝටක ඊයම් ඇති පීසීබී උපස්ථරයට ගලා යයි. මෙය වහාම සියලුම අල්ෙපෙනති වෑල්ඩින් කරනු ඇත. 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. මෙයින් පසු අවසන් පරීක්‍ෂණය සඳහා PCB ගෙන යන්න.

පියවර 6: අවසාන පරීක්‍ෂණය සහ ක්‍රියාකාරී පරීක්‍ෂණය

PCB දැන් පරීක්ෂණ සහ පරීක්‍ෂණ සඳහා සූදානම්. 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

මෙම පරීක්‍ෂණය PCB හි ක්‍රියාකාරී හා විද්‍යුත් ලක්‍ෂණ පරීක්‍ෂා කිරීමට සහ PCB අවශ්‍යතා වල විස්තර කර ඇති ධාරාව, ​​වෝල්ටීයතාවය, ප්‍රතිසම සහ ඩිජිටල් සංඥා සහ පරිපථ සැලසුම් වලංගු කිරීම සඳහා යොදා ගනී.

පීසීබී හි කිසියම් පරාමිතියක් පිළිගත නොහැකි ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ නම්, සම්මත සමාගම් ක්‍රියාපටිපාටීන්ට අනුකූලව පීසීබී ඉවතලනු ඇත. පරීක්‍ෂණ අවධිය වැදගත් වන්නේ එය සමස්ත PCBA ක්‍රියාවලියේම සාර්ථක අසාර්ථක බව තීරණය කරන බැවිනි.

පියවර 7: අවසන් පිරිසිදු කිරීම, නිම කිරීම සහ නැව්ගත කිරීම:

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. සෑම වර්ගයකම අපිරිසිදුකම පිරිසිදු කිරීම සඳහා මල නොබැඳෙන වානේ මත පදනම් වූ අධි පීඩන පිරිසිදු කිරීමේ මෙවලම් ඩයෝනීකරණය කළ ජලය භාවිතා කිරීම ප්‍රමාණවත් වේ. ඩයෝනීකරණය කළ ජලය PCB පරිපථයට හානි නොකරයි. සේදීමෙන් පසු සම්පීඩිත වාතය සමඟ පීසීබී වියළන්න. අවසාන PCB දැන් ඇසුරුම් කර නැව් ගත කිරීමට සූදානම්ය.