Për sa i përket teknologjisë moderne, bota po rritet me një ritëm shumë të shpejtë, dhe ndikimi i saj lehtë mund të hyjë në lojë në jetën tonë të përditshme. 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. Thelbi i këtyre pajisjeve është inxhinieria elektrike, dhe thelbi është shtypura qark bordit (PCB).

Një PCB është zakonisht e gjelbër dhe është një trup i ngurtë me përbërës të ndryshëm elektronikë në të. These components are welded to the PCB in a process called “PCB assembly” or PCBA. PCB përbëhet nga një substrat i bërë nga tekstil me fije qelqi, shtresa bakri që përbëjnë gjurmën, vrima që përbëjnë përbërësin dhe shtresa që mund të jenë të brendshme dhe të jashtme. Në RayPCB, ne mund të sigurojmë deri në 1-36 shtresa për PROTOTIPET me shumë shtresa dhe 1-10 shtresa për tufa të shumta të PCB për prodhimin e vëllimit. 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. Maska e saldimit do të lejojë që përbërësi të shmangë qarkun e shkurtër në pistë ose përbërës të tjerë.

Gjurmët e bakrit përdoren për të transferuar sinjale elektronike nga një pikë në tjetrën në një PCB. These signals can be high-speed digital signals or discrete analog signals. Këto tela mund të bëhen të trasha në mënyrë që të sigurojnë energji/fuqi për furnizimin me energji përbërëse.

Në shumicën e PCBS që sigurojnë tension të lartë ose rrymë, ekziston një aeroplan i veçantë tokëzimi. Components on the top layer are connected to the internal GND plane or internal signal layer via “Vias”.

Komponentët janë mbledhur në PCB për të mundësuar që PCB të funksionojë siç është projektuar. The most important thing is PCB function. Edhe nëse rezistorët e vegjël SMT nuk janë vendosur si duhet, ose edhe nëse gjurmët e vogla janë prerë nga PCB, PCB mund të mos funksionojë. Prandaj, është e rëndësishme të mblidhni përbërësit në mënyrën e duhur. PCB kur montoni komponentët quhet PCBA ose PCB montimi.

Në varësi të specifikimeve të përshkruara nga klienti ose përdoruesi, funksioni i PCB mund të jetë kompleks ose i thjeshtë. PCB size also varies according to requirements.

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

Shtresa dhe dizajni i PCB

Siç u përmend më lart, ka shtresa të shumta sinjali midis shtresave të jashtme. Now we will discuss the types of outer layers and functions.

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

1-Nënshtresa: Kjo është një pllakë e ngurtë e bërë nga materiali FR-4 në të cilën përbërësit “mbushen” ose ngjiten. Kjo siguron ngurtësi për PCB.

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- Maskë saldimi: Aplikohet në shtresat e sipërme dhe të poshtme të PCB. This is used to create non-conducting areas of the PCB and insulate the copper traces from each other to protect against short circuits. Maska e saldimit gjithashtu shmang saldimin e pjesëve të padëshiruara dhe siguron që saldimi të hyjë në zonën për saldim, siç janë vrimat dhe jastëkët. 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. Shtresa e ekranit jep informacion të rëndësishëm në lidhje me PCB.

There are 3 types of PCBS according to the substrate classification

1- Rigid PCB:

PCB -të janë shumica e pajisjeve PCB që shohim në lloje të ndryshme të PCB -ve. Këto janë PCBS të forta, të ngurta dhe të forta, me trashësi të ndryshme. The main material is fiberglass or simple “FR4”. FR4 qëndron për “retarder flakë-4”. Karakteristikat vetë-shuarëse të FR-4 e bëjnë atë të dobishëm për përdorimin e shumë pajisjeve elektronike industriale të forta. The FR-4 has thin layers of copper foil on both sides, also known as copper-clad laminates. Petëzimet e veshura me bakër Fr-4 përdoren kryesisht në përforcuesit e energjisë, furnizimin me energji të modalitetit të ndërrimit, drejtuesit e servo motorëve, etj. Nga ana tjetër, një substrat tjetër i ngurtë i PCB -së që përdoret zakonisht në pajisjet shtëpiake dhe produktet e TI -së quhet PCB fenolik i letrës. Ato janë të lehta, me densitet të ulët, të lira dhe të lehta për tu shpuar. Llogaritësit, tastierat dhe minjtë janë disa nga aplikimet e tij.

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.Këto lloje të PCBS mund të përdoren për aplikime që kërkojnë komponentë termikë siç janë llambat me fuqi të lartë, diodat lazer, etj.

Installation technology type:

SMT: SMT qëndron për “teknologji të montimit në sipërfaqe”. Përbërësit SMT janë shumë të vegjël në madhësi dhe vijnë në pako të ndryshme si 0402,0603 1608 për rezistorët dhe kondensatorët. Në mënyrë të ngjashme, për ics qark të integruar, ne kemi SOIC, TSSOP, QFP dhe BGA.

Asambleja SMT është shumë e vështirë për duart e njeriut dhe mund të jetë një proces i përpunimit të kohës, kështu që bëhet kryesisht nga robotët e marrjes dhe vendosjes të automatizuar.

THT: THT qëndron për teknologjinë përmes vrimave. 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.

Parakushtet e procesit të montimit:

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. Prodhuesit duhet të kryejnë këto hapa bazë DFM për të siguruar një PCB të patëmetë.

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. Drejtimi i nivelit IC/kokës duhet të kontrollohet.

Elementi që kërkon lavamanin duhet të ketë hapësirë ​​të mjaftueshme për të akomoduar elementë të tjerë në mënyrë që lavamani të mos prekë.

2-Hole and through-hole spacing:

The spacing between holes and between holes and traces should be checked. Mbulesa dhe vrima nuk duhet të mbivendosen.

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. Në RayPCB, ne përdorim pajisje OEM moderne për të ofruar shërbime OEM PCB, saldim valësh, testime të kartave PCB dhe montim SMT.

Procesi hap pas hapi i Asamblesë PCB (PCBA):

Hapi 1: Aplikoni pastën e saldimit duke përdorur shabllonin

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. Shablloni dhe PCB mbahen së bashku nga një pajisje mekanike, dhe pasta e saldimit aplikohet në mënyrë të barabartë në të gjitha hapjet në tabelë përmes një aplikuesi. Apply solder paste evenly with applicator. Prandaj, pasta e përshtatshme e saldimit duhet të përdoret në aplikues. Kur aplikuesi hiqet, paste do të mbetet në zonën e dëshiruar të PCB. Pastë ngjitëse gri 96.5% e bërë nga kallaji, që përmban 3% argjend dhe 0.5% bakër, pa plumb. After heating in Step 3, the solder paste will melt and form a strong bond.

Step 2: Automatic placement of components:

Hapi i dytë i PCBA është vendosja automatike e komponentëve SMT në PCB. Kjo bëhet duke përdorur një robot të zgjedhur dhe të vendosur. Në nivelin e projektimit, projektuesi krijon një skedar dhe ia siguron atë robotit të automatizuar. Ky skedar ka koordinatat e para-programuara X, Y të secilit komponent të përdorur në PCB dhe identifikon vendndodhjen e të gjithë përbërësve. 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.

Përpara ardhjes së makinave robotike të marrjes dhe vendosjes, teknikët merrnin përbërës duke përdorur piskatore dhe i vendosnin në PCB duke parë me kujdes vendndodhjen dhe duke shmangur çdo shtrëngim duarsh. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. Pra, mundësia për gabim është e lartë.

Ndërsa teknologjia maturohet, robotët e automatizuar që marrin dhe vendosin përbërës zvogëlojnë ngarkesën e punës të teknikëve, duke mundësuar vendosjen e shpejtë dhe të saktë të komponentëve. Këta robotë mund të punojnë 24/7 pa lodhje.

Hapi 3: Saldimi i rifillimit

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. Temperatura është e mjaftueshme për të shkrirë lidhësin. Lidhësi i shkrirë më pas e mban komponentin në PCB dhe formon bashkimin. After high temperature treatment, the PCB enters the cooler. These coolers then solidify the solder joints in a controlled manner. Kjo do të krijojë një lidhje të përhershme midis komponentit SMT dhe PCB. Në rastin e një PCB të dyanshme, siç përshkruhet më sipër, ana e PCB me më pak ose më pak përbërës do të trajtohet së pari nga hapat 1 deri në 3, dhe pastaj në anën tjetër.

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

Hapi 4: Inspektimi dhe inspektimi i cilësisë

Pas bashkimit të rimbushjes, është e mundur që komponentët të jenë të çrregulluar për shkak të një lëvizjeje të pasaktë në tabaka PCB, e cila mund të rezultojë në lidhje të qarkut të shkurtër ose të hapur. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. Inspektimet mund të jenë manuale dhe të automatizuara.

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. Prandaj, kjo metodë nuk është e realizueshme për bordet SMT të avancuara për shkak të rezultateve të pasakta. Sidoqoftë, kjo metodë është e realizueshme për pllaka me përbërës THT dhe densitet më të ulët të përbërësve.

B. Zbulimi optik:

Kjo metodë është e realizueshme për sasi të mëdha të PCBS. Metoda përdor makina të automatizuara me kamera me fuqi të lartë dhe rezolucion të lartë të montuar në kënde të ndryshme për të parë nyjet e saldimit nga të gjitha drejtimet. Në varësi të cilësisë së bashkimit të saldimit, drita do të reflektojë nga lidhja e saldimit në kënde të ndryshme. 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. Inspektimet duhet të bëhen rregullisht për të shmangur vonesat, kostot e punës dhe materiale.

Hapi 5: Fiksimi dhe saldimi i komponentit THT

Komponentët përmes vrimave janë të zakonshme në shumë pllaka PCB. These components are also called plated through holes (PTH). Kalimet e këtyre përbërësve do të kalojnë nëpër vrima në PCB. Këto vrima janë të lidhura me vrima të tjera dhe përmes vrimave nga gjurmët e bakrit. Kur këta elementë THT futen dhe ngjiten në këto vrima, ato lidhen elektrikisht me vrima të tjera në të njëjtën PCB si qarku i projektuar. 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. Saldim manual:

Manual welding methods are common and often require more time than an automated setup for SMT. Një teknik zakonisht caktohet të fusë një komponent në të njëjtën kohë dhe t’ia kalojë tabelën teknikëve të tjerë duke futur një komponent tjetër në të njëjtën tabelë. Prandaj, bordi qarkor do të zhvendoset rreth vijës së montimit për të mbushur përbërësin PTH. Kjo e bën procesin të gjatë dhe shumë kompani të projektimit dhe prodhimit të PCB shmangin përdorimin e përbërësve të PTH në modelet e tyre të qarkut. Por komponenti PTH mbetet komponenti i preferuar dhe më i përdorur nga shumica e projektuesve të qarkut.

B. Saldim me valë:

Versioni i automatizuar i saldimit manual është saldimi me valë. Në këtë metodë, pasi elementi PTH të vendoset në PCB, PCB vendoset në një rrip transportues dhe zhvendoset në një furrë të dedikuar. Këtu, valët e saldimit të shkrirë spërkaten në substratin e PCB -së ku prurjet e përbërësve janë të pranishme. Kjo do të bashkojë menjëherë të gjitha kunjat. 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. Pas kësaj, zhvendosni PCB -në për inspektim përfundimtar.

Hapi 6: Inspektimi përfundimtar dhe testimi funksional

PCB tani është gati për testim dhe inspektim. 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

Ky test përdoret për të kontrolluar karakteristikat funksionale dhe elektrike të PCB -së dhe për të vërtetuar modelet e sinjalit dhe qarkut aktual, të tensionit, analog dhe dixhital të përshkruar në kërkesat e PCB -së

Nëse ndonjë nga parametrat e PCB tregon rezultate të papranueshme, PCB do të hidhet ose do të hiqet sipas procedurave standarde të kompanisë. Faza e testimit është e rëndësishme sepse përcakton suksesin ose dështimin e të gjithë procesit PCBA.

Hapi 7: Pastrimi përfundimtar, përfundimi dhe transportimi:

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. Mjetet e pastrimit me presion të lartë të bazuar në çelik inox duke përdorur ujë të deionizuar janë të mjaftueshme për të pastruar të gjitha llojet e papastërtive. Uji i deionizuar nuk dëmton qarkun PCB. Pas larjes, thajeni PCB me ajër të kompresuar. PCB -ja përfundimtare tani është gati për tu paketuar dhe dërguar.