Дар робита ба технологияи муосир, ҷаҳон бо суръати хеле баланд рушд мекунад ва таъсири он метавонад дар ҳаёти ҳаррӯзаи мо ба осонӣ ба кор дарояд. 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. Асоси ин дастгоҳҳо муҳандисии электротехникӣ ва аслӣ бошад Шӯрои ноҳиявии чопшуда (PCB).

PCB одатан сабз аст ва як ҷисми сахтест, ки дар он ҷузъҳои гуногуни электронӣ мавҷуданд. These components are welded to the PCB in a process called “PCB assembly” or PCBA. PCB аз зерсохтори аз нахи шишагӣ сохташуда, қабатҳои мисӣ, ки микроэлементҳоро ташкил медиҳанд, сӯрохиҳое, ки ҷузъро ташкил медиҳанд ва қабатҳое ҳастанд, ки метавонанд дарунӣ ва берунӣ бошанд. Дар RayPCB, мо метавонем то PROTOTYPES-и бисёрқабата то 1-36 қабат ва барои бастаҳои сершумори PCB барои истеҳсоли ҳаҷм 1-10 қабат пешниҳод кунем. 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. Ниқоби кафшерӣ ба ҷузъ имкон медиҳад, ки аз расиши кӯтоҳ ба роҳ ё дигар ҷузъҳо канорагирӣ кунад.

Нишонҳои мис барои интиқоли сигналҳои электронӣ аз як нуқта ба нуқтаи дигар дар PCB истифода мешаванд. These signals can be high-speed digital signals or discrete analog signals. Ин симҳоро бо мақсади таъмини барқ/қудрат барои таъминоти қувваи барқ ​​ҷузъ додан мумкин аст.

Дар аксари PCBS, ки шиддати баланд ё ҷараёнро таъмин мекунанд, як ҳавопаймои алоҳидаи заминсозӣ мавҷуд аст. Components on the top layer are connected to the internal GND plane or internal signal layer via “Vias”.

Компонентҳо дар PCB ҷамъ карда мешаванд, то PCB мувофиқи тарҳ кор кунад. The most important thing is PCB function. Ҳатто агар резисторҳои хурди SMT дуруст ҷойгир карда нашаванд ё ҳатто агар аз ПХБ роҳҳои хурд бурида шаванд ҳам, PCB кор карда наметавонад. Аз ин рӯ, ба таври мувофиқ ҷамъ кардани ҷузъҳо муҳим аст. PCB ҳангоми васл кардани ҷузъҳо PCBA ё PCB монтаж номида мешавад.

Вобаста аз мушаххасоте, ки фармоишгар ё корбар тавсиф кардааст, вазифаи PCB метавонад мураккаб ё оддӣ бошад. PCB size also varies according to requirements.

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

Қабати PCB ва тарроҳӣ

Тавре ки дар боло қайд кардем, дар байни қабатҳои берунӣ қабатҳои сершумори сигнал мавҷуданд. Now we will discuss the types of outer layers and functions.

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

1-Субстрат: Ин як табақи аз матои FR-4 сохташуда мебошад, ки дар он ҷузъҳо “пур” ё кафшер карда мешаванд. Ин сахтгириро барои PCB таъмин мекунад.

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- Ниқоби кафшерӣ: Он ба қабатҳои боло ва поёни PCB татбиқ карда мешавад. This is used to create non-conducting areas of the PCB and insulate the copper traces from each other to protect against short circuits. Ниқоби кафшерӣ инчунин кафшери қисмҳои номатлубро пешгирӣ мекунад ва кафолат медиҳад, ки кафшер ба минтақаи кафшер ба монанди сӯрохиҳо ва болиштҳо ворид мешавад. 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. Қабати экран дар бораи PCB маълумоти муҳим медиҳад.

There are 3 types of PCBS according to the substrate classification

1- Rigid PCB:

PCBҳо аксари дастгоҳҳои PCB мебошанд, ки мо дар намудҳои гуногуни PCBҳо мебинем. Инҳо PCBSҳои сахт, сахт ва мустаҳкам бо ғафсии гуногун мебошанд. The main material is fiberglass or simple “FR4”. FR4 маънои “нигоҳ доштани алангагирӣ-4” -ро дорад. Хусусиятҳои худсухтори FR-4 онро барои истифодаи бисёр дастгоҳҳои электронии саноатии сахтдил истифода мебаранд. The FR-4 has thin layers of copper foil on both sides, also known as copper-clad laminates. Ламинатҳои миспӯшшудаи Fr-4 асосан дар тақвиятдиҳандагони барқ, интиқоли ҳолати барқ, драйвери моторҳои серво ва ғайра истифода мешаванд. Аз тарафи дигар, як зерсохтори сахти PCB, ки одатан дар дастгоҳҳои маишӣ ва маҳсулоти IT истифода мешаванд, PCB коғазии феноликӣ номида мешаванд. Онҳо сабук, зичии паст, арзон ва шкалаи осон мебошанд. Ҳисобкунакҳо, клавиатураҳо ва мушҳо баъзе аз барномаҳои он мебошанд.

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.Ин намуди PCBS -ро барои барномаҳое истифода бурдан мумкин аст, ки ҷузъҳои гармиро талаб мекунанд, ба монанди чароғҳои баландқудрат, диодҳои лазерӣ ва ғайра.

Installation technology type:

SMT: SMT маънои “технологияи васлкунии рӯи рӯи замин” -ро дорад. Ҷузъҳои SMT андозаи хеле хурд доранд ва дар бастаҳои гуногун ба монанди 0402,0603 1608 барои резисторҳо ва конденсаторҳо меоянд. Ба ҳамин монанд, барои микросхемаҳои интегралӣ мо SOIC, TSSOP, QFP ва BGA дорем.

Ҷамъоварии SMT барои дастони инсон хеле душвор аст ва метавонад як раванди коркарди вақт бошад, аз ин рӯ онро пеш аз ҳама роботҳои худкори ҷамъоварӣ ва ҷойгиркунӣ анҷом медиҳанд.

THT: THT маънои технологияи сӯрохиро дорад. 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.

Шартҳои раванди монтаж:

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. Истеҳсолкунандагон бояд ин қадамҳои асосии DFM -ро иҷро кунанд, то PCB -и бенуқсонро таъмин кунанд.

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. Самти суръат/сари IC бояд тафтиш карда шавад.

Унсуре, ки гармкунакро талаб мекунад, бояд барои ҷойгир кардани унсурҳои дигар фазои кофӣ дошта бошад, то гармкунак ба он нарасад.

2-Hole and through-hole spacing:

The spacing between holes and between holes and traces should be checked. Палата ва сӯрохи набояд ба ҳам печад.

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. Дар RayPCB, мо таҷҳизоти муосири OEM-ро барои пешниҳоди хидматҳои PCB OEM, кафшеркунии мавҷҳо, озмоиши корти PCB ва васлкунии SMT истифода мебарем.

Раванди зина ба зина Маҷлиси PCB (PCBA):

Қадами 1: Бо истифода аз шаблон хамираи solder -ро истифода баред

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. Шаблон ва PCB бо асбоби механикӣ нигоҳ дошта мешаванд ва хамираи solder ба ҳама сӯрохиҳои тахта тавассути аппликатор яксон татбиқ карда мешавад. Apply solder paste evenly with applicator. Аз ин рӯ, бояд дар аппликатор хамираи мувофиқи solder истифода шавад. Вақте ки аппликатор хориҷ карда мешавад, хамир дар минтақаи дилхоҳи PCB боқӣ мемонад. Ҳамираи хокистарии хокистарӣ 96.5% аз тунука, ки 3% нуқра ва 0.5% мис дорад, бе сурб. After heating in Step 3, the solder paste will melt and form a strong bond.

Step 2: Automatic placement of components:

Қадами дуюми PCBA ин ба таври худкор ҷойгир кардани ҷузъҳои SMT дар PCB мебошад. Ин бо истифода аз роботи интихоб ва ҷойгиркунӣ анҷом дода мешавад. Дар сатҳи тарроҳӣ, дизайнер файл эҷод мекунад ва онро ба роботи автоматӣ медиҳад. Ин файл дорои координатаҳои қаблан барномарезишудаи X, Y аз ҳар як ҷузъи дар PCB истифодашаванда буда, ҷойгиршавии ҳамаи ҷузъҳоро муайян мекунад. 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.

Пеш аз пайдоиши мошинҳои роботӣ ва ҷойгиркунии роботҳо, техникҳо ҷузъҳоро бо истифода аз пинҳонҳо гирифта, ба PCB бо диққат нигоҳ карда, ба макон нигоҳ мекунанд ва аз ҳар гуна ларзиши дастҳо худдорӣ мекунанд. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. Ҳамин тариқ, эҳтимолияти хатогӣ баланд аст.

Вақте ки технология ба камол мерасад, роботҳои автоматикунонидашуда, ки ҷузъҳоро мегиранд ва ҷойгир мекунанд, сарбории кори техникҳоро коҳиш медиҳанд ва ба ҷойгиркунии зуд ва дақиқи ҷузъҳо имкон медиҳанд. Ин роботҳо метавонанд бидуни хастагӣ 24/7 кор кунанд.

Қадами 3: кафшери дубора

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. Ҳарорат барои гудохтани кафшер кофӣ аст. Сипас гудохташуда ҷузъро дар ПХБ нигоҳ медорад ва пайвандаро ташкил медиҳад. After high temperature treatment, the PCB enters the cooler. These coolers then solidify the solder joints in a controlled manner. Ин робитаи доимии байни ҷузъи SMT ва PCB -ро барқарор хоҳад кард. Дар ҳолати як PCB дуҷониба, тавре ки дар боло тавсиф шудааст, тарафи PCB бо ҷузъҳои камтар ё хурдтар аввал аз қадамҳои 1 то 3 ва сипас ба тарафи дигар коркард карда мешавад.

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

Қадами 4: Санҷиш ва санҷиши сифат

Пас аз кафшеркунии дубора имконпазир аст, ки ҷузъҳо аз сабаби ҳаракати нодуруст дар табақи PCB нодуруст ҷойгир карда шаванд, ки метавонад боиси пайвастҳои кӯтоҳ ё кушода гардад. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. Санҷишҳо метавонанд дастӣ ва автоматӣ бошанд.

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. Аз ин рӯ, ин усул барои тахтаҳои пешакии SMT бинобар натиҷаҳои носаҳеҳ ғайриимкон аст. Аммо, ин усул барои заррин бо ҷузъҳои THT ва зичии ҷузъҳои поёнӣ имконпазир аст.

B. Муайянкунии оптикӣ:

Ин усул барои миқдори зиёди PCBS имконпазир аст. Усул барои дидани буғумҳои solder аз ҳама самт мошинҳои автоматикунонидашудаи камераҳои дорои қудрати баланд ва камераҳои дорои кунҷҳои гуногунро истифода мебарад. Вобаста аз сифати пайванди кафшер, нур аз кунҷи пайвандак дар кунҷҳои гуногун инъикос мекунад. 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. Барои пешгирӣ кардани таъхир, хароҷоти меҳнатӣ ва моддӣ бояд мунтазам тафтишот гузаронида шавад.

Қадами 5: Таъмир ва кафшери ҷузъҳои THT

Ҷузъҳои сӯрохи дар бисёр лавҳаҳои PCB маъмуланд. These components are also called plated through holes (PTH). Нишондиҳандаҳои ин ҷузъҳо аз сӯрохиҳои PCB мегузаранд. Ин сӯрохҳо ба сӯрохиҳои дигар ва тавассути сӯрохҳо бо пайраҳаҳои мис пайваст мешаванд. Ҳангоме ки ин унсурҳои THT ба ин сӯрохиҳо ворид карда шуда, кафшер карда мешаванд, онҳо ба сӯрохиҳои дигари ҳамон PCB бо схемаи тарҳшуда пайваст карда мешаванд. 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. Manual welding:

Manual welding methods are common and often require more time than an automated setup for SMT. Одатан ба як техник таъин карда мешавад, ки якбора як ҷузъро гузорад ва тахтаро ба дигар техникҳое гузорад, ки ҷузъи дигарро ба ҳамон тахта гузоранд. Аз ин рӯ, тахтаи ноҳиявӣ дар атрофи хатти васлкунӣ ҳаракат карда мешавад, то ҷузъи PTH -ро пур кунад. Ин равандро тӯлонӣ мекунад ва бисёр ширкатҳои тарроҳӣ ва истеҳсолии PCB аз истифодаи ҷузъҳои PTH дар тарҳҳои гардиши худ худдорӣ мекунанд. Аммо ҷузъи PTH ҷузъи дӯстдошта ва маъмултарин аз ҷониби аксари тарроҳони схема боқӣ мемонад.

B. Пайвастани мавҷҳо:

Версияи автоматии кафшери дастӣ кафшери мавҷӣ мебошад. Дар ин усул, вақте ки унсури PTH дар ПХБ ҷойгир карда мешавад, ПХБ ба тасмаи конвейер гузошта мешавад ва ба танӯр ҷудо карда мешавад. Дар ин ҷо, мавҷҳои кафшери гудохташуда ба зербанди PCB меафтанд, ки дар он роҳбарикунандаи ҷузъҳо мавҷуд аст. Ин ҳама пинҳонҳоро фавран кафшер мекунад. 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. Пас аз ин, PCB -ро барои санҷиши ниҳоӣ ҳаракат диҳед.

Қадами 6: Санҷиши ниҳоӣ ва санҷиши функсионалӣ

PCB ҳоло барои санҷиш ва санҷиш омода аст. 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

Ин озмоиш барои санҷидани хусусиятҳои функсионалӣ ва электрикии PCB ва тасдиқи ҷараён, шиддат, сигналҳои аналогӣ ва рақамӣ ва схемаҳои дар талаботи PCB тавсифшуда истифода мешавад

Агар ягон параметрҳои PCB натиҷаҳои ғайри қобили қабулро нишон диҳанд, PCB мувофиқи расмиёти стандартии ширкат партофта мешавад. Марҳилаи санҷиш муҳим аст, зеро он муваффақият ё нокомии тамоми раванди PCBA -ро муайян мекунад.

Қадами 7: Тозакунии ниҳоӣ, анҷом ва интиқол:

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. Асбобҳои аз пӯлоди зангногир тоза кардани фишори баланд бо истифода аз оби деионизатсия барои тоза кардани ҳама намуди лой кифоя мебошанд. Оби деионизатсияшуда ба схемаи PCB зарар намерасонад. Пас аз шустан, PCB -ро бо ҳавои фишурда хушк кунед. Ҳоло PCB ниҳоӣ барои бастабандӣ ва интиқол омода аст.