אין טערמינען פון מאָדערן טעכנאָלאָגיע, די וועלט איז גראָוינג אין אַ זייער שנעל טעמפּאָ, און זייַן השפּעה קענען לייכט שפּילן אין אונדזער טעגלעך לעבן. 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. די האַרץ פון די דעוויסעס איז ילעקטריקאַל אינזשעניריע, און די האַרץ איז געדרוקט קרייַז ברעט (פּקב).

א פּקב איז יוזשאַוואַלי גרין און איז אַ שטרענג גוף מיט פאַרשידן עלעקטראָניש קאַמפּאָונאַנץ. These components are welded to the PCB in a process called “PCB assembly” or PCBA. די פּקב באשטייט פון אַ סאַבסטרייט געמאכט פון פייבערגלאַס, קופּער לייַערס וואָס מאַכן די שפּור, האָלעס וואָס מאַכן דעם קאָמפּאָנענט, און לייַערס וואָס קענען זיין ינער און ויסווייניקסט. ביי RayPCB, מיר קענען צושטעלן אַרויף צו 1-36 לייַערס פֿאַר מאַלטי-שיכטע פּראָטאָטיפּעס און 1-10 לייַערס פֿאַר קייפל באַטשאַז פון פּקב פֿאַר באַנד פּראָדוקציע. 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. די וועלדינג מאַסקע אַלאַוז די קאָמפּאָנענט צו ויסמיידן קורץ-סירקויטינג די שפּור אָדער אנדערע קאַמפּאָונאַנץ.

קופּער טראַסעס זענען געניצט צו אַריבערפירן עלעקטראָניש סיגנאַלז פון איין פונט צו אנדערן אויף אַ פּקב. These signals can be high-speed digital signals or discrete analog signals. די ווירעס קענען זיין געמאכט דיק צו צושטעלן מאַכט/מאַכט פֿאַר קאָמפּאָנענט מאַכט צושטעלן.

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”.

קאַמפּאָונאַנץ זענען פארזאמלט אויף די פּקב צו געבן די פּקב צו אַרבעטן ווי דיזיינד. The most important thing is PCB function. אפילו אויב די קליינטשיק סמט רעסיסטאָרס זענען נישט ריכטיק, אָדער אפילו אויב קליין טראַקס זענען שנייַדן פֿון די פּקב, די פּקב קען נישט אַרבעטן. Therefore, it is important to assemble components in a proper way. די פּקב ווען אַסעמבאַלינג קאַמפּאָונאַנץ איז גערופֿן פּקבאַ אָדער פֿאַרזאַמלונג פּקב.

דעפּענדינג אויף די ספּעסאַפאַקיישאַנז דיסקרייבד דורך דער קונה אָדער באַניצער, די פּקב פונקציע קען זיין קאָמפּלעקס אָדער פּשוט. PCB size also varies according to requirements.

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

פּקב שיכטע און פּלאַן

ווי דערמאנט אויבן, עס זענען קייפל סיגנאַל לייַערס צווישן די ויסווייניקסט לייַערס. Now we will discuss the types of outer layers and functions.

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

1-סאַבסטרייט: דאָס איז אַ שטרענג טעלער געמאכט פון FR-4 מאַטעריאַל אויף וואָס די קאַמפּאָונאַנץ זענען “אָנגעפילט” אָדער וועלדעד. דאָס גיט רידזשידאַטי פֿאַר די פּקב.

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- וועלדינג מאַסקע: עס איז געווענדט צו די שפּיץ און דנאָ לייַערס פון די פּקב. This is used to create non-conducting areas of the PCB and insulate the copper traces from each other to protect against short circuits. די וועלדינג מאַסקע אויך אַוווידז וועלדינג אַנוואָנטיד פּאַרץ און ינשורז אַז סאַדער קומט אין די וועלדינג געגנט, אַזאַ ווי האָלעס און פּאַדס. 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. די פאַרשטעלן שיכטע גיט וויכטיק אינפֿאָרמאַציע וועגן די פּקב.

There are 3 types of PCBS according to the substrate classification

1- Rigid PCB:

פּקבס זענען רובֿ פון די פּקב דעוויסעס וואָס מיר זען אין פאַרשידן טייפּס פון פּקבס. די זענען שווער, שטרענג און קרעפטיק פּקבס, מיט פאַרשידענע טהיקקנעססעס. The main material is fiberglass or simple “FR4”. FR4 שטייט פֿאַר “פלאַם ריטאַרדער -4”. די זעלבסט-יקסטינגגווישינג קעראַקטעריסטיקס פון די FR-4 מאַכן עס נוציק פֿאַר די נוצן פון פילע ינדאַסטרי עלעקטראָניש דעוויסעס. The FR-4 has thin layers of copper foil on both sides, also known as copper-clad laminates. Fr-4 קופּער קלאַד לאַמאַנאַץ זענען דער הויפּט געניצט אין מאַכט אַמפּלאַפייערז, סוויטשינג מאָדע מאַכט סופּפּליעס, סערוואָ מאָטאָר דריווערס, עטק. אויף די אנדערע האַנט, אן אנדער שטרענג פּקב סאַבסטרייט קאַמאַנלי געניצט אין הויזגעזינד אַפּלייאַנסיז און עס פּראָדוקטן איז גערופֿן פּאַפּיר פאַנאַליק פּקב. זיי זענען ליכט, נידעריק געדיכטקייַט, ביליק און גרינג צו זעץ. קאַלקולאַטאָרס, קיבאָרדז און מיסע זענען עטלעכע פון ​​די אַפּלאַקיישאַנז.

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.די טייפּס פון פּקבס קענען ווערן גענוצט פֿאַר אַפּלאַקיישאַנז וואָס דאַרפן טערמאַל קאַמפּאָונאַנץ אַזאַ ווי לעדס מיט הויך מאַכט, לאַזער דייאָודז, עטק.

Installation technology type:

SMT: SMT stands for “surface mount technology”. סמט קאַמפּאָונאַנץ זענען זייער קליין אין גרייס און קומען אין פאַרשידן פּאַקאַדזשאַז אַזאַ ווי 0402,0603 1608 פֿאַר רעסיסטאָרס און קאַפּאַסאַטערז. סימילאַרלי, פֿאַר ינאַגרייטיד קרייַז ייקס, מיר האָבן SOIC, TSSOP, QFP און BGA.

סמט פֿאַרזאַמלונג איז זייער שווער פֿאַר מענטשלעך הענט און קען זיין אַ צייט פּראַסעסינג פּראָצעס, אַזוי דאָס איז בפֿרט דורכגעקאָכט דורך אָטאַמייטיד פּיקאַפּ און פּלייסמאַנט ראָובאַץ.

THT: THT שטייט פֿאַר דורך-לאָך טעכנאָלאָגיע. Components with leads and wires, such as resistors, capacitors, inductors, PDIP ics, transformers, transistors, IGBT, MOSFET, etc.

די קאַמפּאָונאַנץ מוזן זיין ינסערטאַד אויף איין זייַט פון די פּקב אויף איין קאָמפּאָנענט און פּולד דורך די פוס אויף די אנדערע זייַט, שנייַדן די פוס און וועלדעד. THT assembly is usually done by hand welding and is relatively easy.

פּרירעקוואַזאַץ פון אַסעמבלי פּראָצעס:

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. מאַניאַפאַקטשערערז מוזן דורכפירן די יקערדיק דפם סטעפּס צו ענשור אַ פלאָלאַס פּקב.

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. IC קאַרב/קאָפּ ריכטונג מוזן זיין אָפּגעשטעלט.

דער עלעמענט וואָס ריקווייערז די היץ זינקען זאָל האָבן גענוג פּלאַץ צו אַקאַמאַדייט אנדערע עלעמענטן אַזוי אַז די היץ זינקען קען נישט פאַרבינדן.

2-Hole and through-hole spacing:

The spacing between holes and between holes and traces should be checked. בלאָק און דורך לאָך זאָל נישט אָוווערלאַפּ.

3- בראַזינג בלאָק, גרעב, שורה ברייט זאָל זיין גענומען אין חשבון.

By performing DFM inspections, manufacturers can easily reduce manufacturing costs by reducing the number of scrap panels. דאָס וועט העלפֿן אין שנעל סטירינג דורך ויסמיידן פייליערז פון DFM הייך. At RayPCB, we provide DFM and DFT inspection in circuit assembly and prototyping. ביי RayPCB, מיר נוצן די מערסט מאָדערן OEM ויסריכט צו צושטעלן פּקב אָעם באַדינונגס, כוואַליע סאַדערינג, פּקב קאָרט טעסטינג און סמט פֿאַרזאַמלונג.

פּקב אַסעמבלי (פּקבאַ) שריט-דורך-שריט פּראָצעס:

טרעטן 1: צולייגן סאַדער פּאַפּ מיט אַ מוסטער

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. די מוסטער און פּקב זענען צוזאַמען צוזאַמען דורך אַ מעטשאַניקאַל ייַנאָרדענונג, און די סאַדער פּאַפּ איז יוואַנלי געווענדט צו אַלע אָופּאַנינגז אין די ברעט דורך אַ אַפּלאַקייטער. Apply solder paste evenly with applicator. דעריבער, די צונעמען סאַדער פּאַפּ מוזן זיין געוויינט אין די אַפּלאַקייטער. ווען די אַפּלאַקייטער איז אַוועקגענומען, די פּאַפּ בלייבט אין די געבעטן געגנט פון די פּקב. גריי סאַדער פּאַפּ 96.5% געמאכט פון צין, מיט 3% זילבער און 0.5% קופּער, בליי -פריי. After heating in Step 3, the solder paste will melt and form a strong bond.

Step 2: Automatic placement of components:

די צווייטע שריט פון פּקבאַ איז צו אויטאָמאַטיש שטעלן די סמט קאַמפּאָונאַנץ אויף די פּקב. דאָס איז דורכגעקאָכט דורך אַ פּיקינג און אָרט ראָבאָט. אין די פּלאַן מדרגה, די דיזיינער קריייץ אַ טעקע און גיט עס צו די אָטאַמייטיד ראָבאָט. דער טעקע האט די פאַר-פּראָוגראַמד X, י קאָואָרדאַנאַץ פון יעדער קאָמפּאָנענט געניצט אין די פּקב און ידענטיפיצירן די אָרט פון אַלע קאַמפּאָונאַנץ. 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.

פאר די אָנקומען פון ראָובאַטיק פּיקאַפּ און פּלייסמאַנט מאשינען, טעקנישאַנז וואָלט קלייַבן קאַמפּאָונאַנץ ניצן פּינצעט און שטעלן זיי אויף די פּקב דורך קערפאַלי קוקן אין דעם אָרט און ויסמיידן קיין שאַקינג הענט. This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. אַזוי דער פּאָטענציעל פֿאַר טעות איז הויך.

ווען טעכנאָלאָגיע דערוואַקסן, אָטאַמייטיד ראָובאַץ וואָס נעמען און שטעלן קאַמפּאָונאַנץ רעדוצירן די ווערקלאָוד פון טעקנישאַנז, וואָס אַלאַוז שנעל און פּינטלעך פּלייסמאַנט פון קאַמפּאָונאַנץ. די ראָובאַץ קענען אַרבעטן 24/7 אָן מידקייַט.

טרעטן 3: ריפלאָו וועלדינג

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. די טעמפּעראַטור איז גענוג צו צעשמעלצן די סאַדער. דער צעלאָזן סאַדער האלט דאַן דעם קאָמפּאָנענט צו די פּקב און פארמען די שלאָס. After high temperature treatment, the PCB enters the cooler. These coolers then solidify the solder joints in a controlled manner. דאָס וועט פאַרלייגן אַ שטענדיק קשר צווישן די סמט קאָמפּאָנענט און די פּקב. אין דעם פאַל פון אַ טאָפּל-סיידיד פּקב, ווי דיסקרייבד אויבן, די פּקב זייַט מיט ווייניקערע אָדער קלענערער קאַמפּאָונאַנץ וועט זיין באהאנדלט ערשטער פֿון סטעפּס 1-3, און דאַן צו די אנדערע זייַט.

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

טרעטן 4: קוואַליטעט דורכקוק און דורכקוק

נאָך ריאַלאָו סאַדערינג, עס איז מעגלעך אַז קאַמפּאָונאַנץ זענען מיסאַליינד רעכט צו פאַלש באַוועגונג אין די פּקב טאַץ, וואָס קען רעזולטאַט אין קורץ אָדער עפן קרייַז קאַנעקשאַנז. These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. ינספּעקשאַנז קענען זיין מאַנואַל און אָטאַמייטיד.

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. דעריבער, דעם אופֿן איז ניט פיזאַבאַל פֿאַר שטייַגן סמט באָרדז רעכט צו ומפּינקטלעך רעזולטאַטן. דער אופֿן איז אָבער פיזאַבאַל פֿאַר פּלאַטעס מיט THT קאַמפּאָונאַנץ און נידעריקער קאָמפּאָנענט דענסאַטיז.

B. אָפּטיש דיטעקשאַן:

דער אופֿן איז פיזאַבאַל פֿאַר גרויס קוואַנטאַטיז פון פּקבס. דער אופֿן ניצט אָטאַמייטיד מאַשינז מיט הויך מאַכט און הויך האַכלאָטע קאַמעראַס מאָונטעד אין פאַרשידן אַנגלעס צו זען די סאַדער דזשוינץ פֿון אַלע אינסטרוקציעס. דעפּענדינג אויף די קוואַליטעט פון די סאַדער שלאָס, די ליכט וועט פאַרטראַכטן די סאַדער שלאָס אין פאַרשידענע אַנגלעס. 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. כּדי צו ויסמיידן דילייז, אַרבעט און מאַטעריאַל קאָס, עס מוזן זיין דורכגעקאָכט קעסיידער.

טרעטן 5: פיקסיישאַן און וועלדינג פון די THT קאָמפּאָנענט

דורך-לאָך קאַמפּאָונאַנץ זענען פּראָסט אויף פילע פּקב באָרדז. These components are also called plated through holes (PTH). די לידז פון די קאַמפּאָונאַנץ פאָרן דורך די האָלעס אין די פּקב. די האָלעס זענען פארבונדן צו אנדערע האָלעס און דורך האָלעס דורך קופּער טראַסעס. ווען די טהט עלעמענטן זענען ינסערטאַד און וועלדעד אין די האָלעס, זיי זענען ילעקטריקלי פארבונדן צו אנדערע האָלעס אויף דער זעלביקער פּקב ווי די דיזיינד קרייַז. 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. די צוויי הויפּט טייפּס פון טהט קאַמפּאָונאַנץ וואָס זענען וועלדעד אָדער אַסעמבאַלד זענען

A. מאַנואַל וועלדינג:

Manual welding methods are common and often require more time than an automated setup for SMT. א טעכניקער איז טיפּיקלי אַסיינד צו אַרייַנלייגן איין קאָמפּאָנענט אין אַ צייַט און פאָרן די ברעט צו אנדערע טעקנישאַנז ינסערטינג אנדערן קאָמפּאָנענט אויף דער זעלביקער ברעט. דעריבער, די קרייַז ברעט וועט זיין אריבערגעפארן אַרום די פֿאַרזאַמלונג שורה צו באַקומען די PTH קאָמפּאָנענט צו פּלאָמבירן עס. דאָס מאכט דעם פּראָצעס לאַנג און פילע פּקב פּלאַן און מאַנופאַקטורינג קאָמפּאַניעס ויסמיידן ניצן PTH קאַמפּאָונאַנץ אין זייער קרייַז דיזיינז. אָבער די PTH קאָמפּאָנענט בלייבט די באַליבסטע און מערסט אָפט געניצט קאָמפּאָנענט דורך רובֿ קרייַז דיזיינערז.

B. כוואַליע סאַדערינג:

די אָטאַמייטיד ווערסיע פון ​​מאַנואַל וועלדינג איז כוואַליע וועלדינג. אין דעם אופֿן, אַמאָל די פּטה עלעמענט איז געשטעלט אויף די פּקב, די פּקב איז געשטעלט אויף אַ קאַנווייער גאַרטל און אריבערגעפארן צו אַ דעדאַקייטאַד ויוון. דאָ, כוואליעס פון מאָולטאַן סאַדער שפּריצן אין די סאַבסטרייט פון די פּקב, וווּ דער קאָמפּאָנענט לידז זענען פאָרשטעלן. דעם וועט וועלד אַלע פּינס מיד. 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. נאָך דעם, מאַך די פּקב פֿאַר לעצט דורכקוק.

טרעטן 6: לעצט דורכקוק און פאַנגקשאַנאַל טעסטינג

פּקב איז איצט גרייט פֿאַר טעסטינג און דורכקוק. 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

דער פּראָבע איז געניצט צו קאָנטראָלירן די פאַנגקשאַנאַל און ילעקטריקאַל קעראַקטעריסטיקס פון די פּקב און וואַלאַדייט די קראַנט, וואָולטידזש, אַנאַלאָג און דיגיטאַל סיגנאַל און קרייַז דיזיינז דיסקרייבד אין די פּקב רעקווירעמענץ.

אויב איינער פון די פּקב ס פּאַראַמעטערס ווייַזן אַנאַקסעפּטאַבאַל רעזולטאַטן, די פּקב וועט זיין אַוועקגענומען אָדער סקראַפּט לויט צו נאָרמאַל פירמע פּראָוסידזשערז. די טעסטינג פאַסע איז וויכטיק ווייַל עס דיטערמאַנז די הצלחה אָדער דורכפאַל פון די גאנצע PCBA פּראָצעס.

שריט 7: לעצט רייניקונג, פינישינג און שיפּינג:

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. ומבאַפלעקט שטאָל באזירט הויך דרוק רייניקונג מכשירים מיט דעאָניזעד וואַסער זענען גענוג צו ריין אַלע טייפּס פון שמוץ. דעיאָניזעד וואַסער טוט נישט שעדיקן די פּקב קרייַז. נאָך וואַשינג, טרוקן די פּקב מיט קאַמפּרעסט לופט. די לעצט פּקב איז איצט גרייט צו זיין פּאַקט און שיפּט.