siglă

Producător de asamblare PCB personalizată de clasă mondială în China

Asamblarea electronică a PCB este procesul de populare sau umplere a plăcilor de circuite imprimate cu montare electronică pe suprafață și / sau componente orificiale trecătoare pentru a forma un ansamblu de placă de circuite imprimate funcționale (PCBA). Funcția principală a PCB este de a sprijini mecanic și de a conecta electric componentele electronice.

Plăci cu circuite imprimate (PCB-uri) sunt un element esențial al fiecărui aparat electronic; fiabilitatea și durabilitatea lor sunt de o importanță supremă. În consecință, materialul PCB, proiectarea circuitului, componentele, totul este atent selectat și utilizat, dar asamblarea plăcilor de circuite imprimate (PCBA) este, de asemenea, un factor vital care afectează direct funcționarea și durata de viață a unui PCB. O asamblare de calitate slabă poate provoca defecțiuni chiar dacă un PCB este dezvoltat cu componente și materiale de calitate superioară. Evident, PCB-urile trebuie asamblate conform procedurilor standard.

După fabricarea unui PCB, componentele sunt asamblate pe acesta pentru a forma un circuit. Atâta timp cât componentele nu sunt asamblate pe un PCB, placa goală nu oferă funcționalitatea necesară. Există două tehnici majore de asamblare a PCB-urilor: asamblarea prin găuri și tehnologia de montare pe suprafață. Ambele tehnici implică plasarea componentelor și lipirea la bord.

Ansamblul PCB 1

                                                                                                                                     Procesul de asamblare PCB

Elementele de bază ale plăcii de circuite imprimate

Pentru a înțelege cum este asamblat un PCB și pașii implicați în asamblarea PCB, trebuie să faceți o prezentare generală a straturilor care constituie un PCB. O placă de circuite este alcătuită în primul rând din două tipuri de straturi: un substrat și un strat conductor. Dar și alte straturi sunt imprimate pe un PCB pentru sporirea protecției și fiabilității acestuia.

Strat de cupru

Stratul de cupru se mai numește și stratul conductiv; este sculptat pentru a forma piste de circuit care conectează în cele din urmă componentele electronice asamblate pe placă.

Stratul de substrat

Este un izolator și fundația plăcii de circuit. Formează izolație între urme pentru a evita fluxul nedorit de semnale. Substratul utilizat în PCB-urile rigide formează izolație, dar formează și o bază robustă pentru a transporta circuite grele. În mod similar, substratul din PCB flexibile le oferă flexibilitatea lor.  

Stratul Soldermask

Este produs peste stratul conductiv de cupru pentru protecție. Protejează stratul de cupru împotriva coroziunii și a scurtcircuitelor accidentale (dacă orice alt dispozitiv conductiv intră accidental în contact). Stratul de mască de lipit este de obicei de culoare verde.

Strat de serigrafie

După ce circuitele au fost create, simbolurile, valorile și detaliile esențiale sunt etichetate pe PCB cu un strat de serigrafie alb. Oferă detalii despre fiecare plasare, unde și ce componentă sau ce valoare trebuie montată.

Acum că ați aflat despre elementele de bază ale PCB-ului, ar trebui să aflați despre procedurile de pre-asamblare care sunt esențiale pentru o asamblare fiabilă a PCB-ului.

Procese de pre-asamblare PCB

Comercial PCB nu sunt asamblate imediat după asamblare; trebuie să treacă prin procesul de pre-asamblare. După fabricarea unui PCB, compania sau departamentul de asamblare execută proiectarea pentru verificarea fabricabilității (DFM). Este astfel încât proiectarea PCB-ului să poată fi analizată și verificată încrucișat cu fișierele de proiectare pentru a se asigura că este corectă. Verificarea DFM este efectuată în principal pentru a detecta detaliile lipsă, conexiunile nedorite și alte defecte tehnice care pot afecta fiabilitatea și durabilitatea circuitului.

Testul DFM este esențial deoarece unele modele de PCB necesită o îngrijire specială în timpul asamblării. De exemplu, circuitele de înaltă frecvență sunt predispuși să funcționeze defectuos chiar dacă lățimea pistei variază puțin sau forma pistei este incorectă sau chiar dacă spațiul dintre piste este prea îngust; afectează impedanța circuitelor și modifică funcționalitatea. În mod similar, unele componente electronice sunt susceptibile la descărcări electrostatice (ESD) ceea ce înseamnă că nu pot fi asamblate folosind echipamente obișnuite de asamblare.

Scopul verificării DFM este de a vă asigura că PCB este pregătit pentru asamblare și de a economisi timp și costuri. Aparent, dacă un PCB este defect și încă asamblat, PCB nu va funcționa așa cum se dorește și, în astfel de cazuri, designul trebuie îmbunătățit și PCB-ul trebuie dezvoltat din nou; ducând la creșterea timpului de cost și de expirare. Dar cu o simplă verificare DFM, se elimină posibilitatea dezvoltării unui PCB defect. Pentru a afla mai multe despre posibilele probleme și pentru a valida proiectarea, ansamblul studiază fișierele de proiectare, fișele tehnice, notele aplicației și cerințele de proiectare (dacă există).

Tipuri de ansambluri de circuite imprimate

PCB-urile simple sunt asamblate manual, dar la scară comercială, în special PCB-urile complexe, procesul de asamblare se realizează pe o mașină de asamblare automată a plăcilor cu circuite imprimate. Există două tipuri principale de PCBA; diferența principală dintre ambele tipuri provine din diferitele tipuri de componente electronice utilizate în circuit.

Cele două tipuri principale de componente electronice sunt dispozitive de montare la suprafață și dispozitive cu găuri traversante. Diferența majoră dintre aceste tipuri este arhitectura lor fizică; dispozitivele prin găuri sunt mai mari și au știfturi mai lungi. Diferențele detaliate sunt următoarele.

Dispozitive de montare pe suprafață

Dispozitivele de montare la suprafață sunt mai mici decât pachetele lor orificiale, ceea ce reduce dimensiunea plăcii și necesită îngrijire extremă. Un SMD de dimensiune 01005 are o dimensiune de abia 0.4 × 0.2 mm, în timp ce părul uman are 0.1 mm grosime.

Ansamblul PCB 2

                                                                                                                          Dispozitive mici de montare pe suprafață

SMD-urile sunt lipite direct pe partea superioară a plăcii de circuite imprimate, dar având în vedere dimensiunea lor mică; sunt lipite folosind echipamente speciale; lipitele obișnuite pot arde SMD-uri.

Prin dispozitive Hole

Dispozitivele Hole sunt relativ mai mari și mai ieftine, sunt potrivite pentru circuite care nu trebuie să fie compacte. Mai mult decât atât, sunt disponibile în mod obișnuit componente prin găuri, în timp ce pachetul SMD al multor componente nu există. Componentele orificiului de trecere sunt plasate pe o parte a plăcii, iar știfturile lor sunt lipite pe cealaltă parte. Deoarece știfturile trebuie trecute pe cealaltă parte, găurile sunt găurite în placă.

Ansamblul PCB 3

                                                                                                                          Componente prin gaură

Acum, deoarece atât SMD cât și THD au anumite diferențe în arhitectura lor fizică, procesele lor de asamblare diferă, de asemenea.

Procesul de asamblare a plăcii de circuite imprimate cu tehnologie de montare pe suprafață

Pasul 1: Aplicați lipirea lipirii pe tablă

Dispozitivele de montare la suprafață sunt lipite pe partea superioară a plăcii, iar știfturile lor sunt mici, motiv pentru care lipirea lor necesită o îngrijire extinsă. Spre deosebire de asamblarea componentelor prin găuri, dispozitivele de montare la suprafață sunt așezate pe tablă după aplicarea lipirii.

Lipirea aplicată la bord este sub formă de pastă; de aceea se numește pastă de lipit. Pentru a vă asigura că pasta de lipit este aplicată numai pe tampoanele specifice în care trebuie lipite știfturile componente, un șablon de lipit este plasat pe tablă înainte de aplicarea pastei de lipit. Deoarece șablonul de lipit este proiectat în funcție de aspectul circuitului; există găuri tăiate prin locuri care trebuie lipite. Aceste găuri permit aplicarea pastei de lipit la bord; în special în regiunile care trebuie lipite.

La fel ca sârma de lipit, pasta de lipit este o compoziție de metale și se prezintă sub formă de bile mici. Pasta de lipit conține 96.5% staniu, 3% argint, o fracțiune foarte mică de cupru și flux. Fluxul permite ca pasta de lipit ușurează procesul de topire și lipire a pastei de lipit pe placă. Când aplicați pasta de lipit, este importantă cantitatea precisă și numai în regiunile care trebuie lipite; cantitățile necorespunzătoare pot cauza răspândirea lipirii și formarea conexiunilor nedorite.

Deoarece șablonul de lipit și placa nu sunt fixate, chiar și o apăsare ușoară poate deplasa șablonul de lipit și poate provoca răspândirea pastei de lipit în regiunile nedorite. Pentru a vă asigura că șablonul nu se mișcă, un dispozitiv mecanic este utilizat pentru a ține ferm placa și șablonul împreună. Apoi, o mașină automată răspândește pasta de lipit prin șablon în cantitatea potrivită.

Pasul 2: plasarea componentelor

Odată ce pasta de lipit a fost aplicată pe placă, placa este gata pentru lipirea componentelor. După cum sa explicat deja, dispozitivele de montare pe suprafață sunt sensibile și chiar și un ESD de la mâini umane le poate deteriora, iar SMD-urile pot fi mai subțiri decât vârful creionului. Acesta este motivul pentru care la scară comercială procesul de selectare și plasare a SMD-urilor este, de asemenea, automatizat; o mașină robotică alege componentele și le plasează pe poziția corectă pe tablă. Mașina este preprogramată; programul instruiește mașina despre pozițiile în care trebuie amplasate componentele. Folosește o priză de vid pentru a alege și așeza componentele.

În mod convențional, acest pas a fost efectuat manual cu ajutorul pensetelor; asamblorul alege componentele cu o pensetă și le așază pe tablă. Dar, din moment ce SMD-urile sunt prea mici și așezarea precisă este dificilă cu mâinile, plasarea manuală nu a fost pe deplin fiabilă. În timp ce cu mașinile automate, procesul de alegere și plasare este mai eficient.

Pasul 3: lipire

Pasta de lipit și componentele au fost așezate pe tablă la acest pas, dar pasta de lipit este încă nesoldată. Pentru a lega permanent componentele de placă, pasta de lipit trebuie solidificată. Procesul de solidificare a pastei de lipit și lipirea componentelor pe placă se numește lipire prin reflux.

Ansamblul PCB 4

                                                                                                                          Procesul de lipire prin reflux

Pentru lipirea componentelor, placa este trecută într-un reflux printr-o bandă transportoare. Cuptorul este echipat cu încălzitoare și răcitoare. PCB-ul trece mai întâi prin secțiunea de încălzire, unde temperatura variază în jurul valorii de 250 de grade Celsius, care este suficient de mare pentru a topi pasta de lipit și a acoperi tampoanele de lipit și pinii componentelor. Pe măsură ce PCB-ul se mișcă prin cuptor, acesta este trecut printr-o serie de răcitoare care solidifică pasta de lipit topită și formează o îmbinare. În consecință, componentele sunt lipite permanent pe PCB.

Lipirea prin reflux pentru PCB-urile cu un singur strat este mai simplă și mai ușoară în comparație cu PCB-urile cu strat dublu. În cazul PCB-urilor cu strat dublu, fiecare parte trebuie lipită separat. Lipirea începe cu partea care transportă mai puține componente.

Pasul 4: Inspecția ansamblului

Din punct de vedere tehnic, procesul de asamblare se finalizează până la sfârșitul lipirii prin reflux, dar pentru a asigura funcționarea corectă a PCB-ului, acesta este inspectat pentru eventuale defecte. Acest lucru este esențial deoarece, în unele cazuri, lipirea nu se topește corect și nu conectează știftul cu tamponul, sau deplasarea neintenționată a unui articol provoacă lipirea necorespunzătoare. Mai mult, în unele cazuri, sunt stabilite conexiuni nedorite care cauzează defecțiuni. Acesta este motivul pentru care procesul de asamblare nu se termină cu lipirea prin reflux și PCB-ul este verificat cu atenție pentru conexiuni necorespunzătoare.

Inspecția se efectuează utilizând oricare dintre următoarele metode (în funcție de proiectare).

Inspectare manuală

Chiar dacă inspecția mașinilor este fiabilă, inspecția manuală rămâne în continuare cea mai des utilizată metodă. Acest lucru se datorează faptului că viziunea umană este mai fiabilă în comparație cu mașinile. Inspecțiile manuale sunt potrivite pentru circuitele mici, dar nu este practic pentru circuitele mari și complexe.

Inspecție optică automată

Spre deosebire de inspecția manuală, inspecția optică automată (AOI) este realizat de o mașină. Mașina direcționează lumina pe fiecare lipire din mai multe direcții și analizează lipirea prin camere. AOI este o metodă adecvată și eficientă dacă proiectarea circuitului este complexă sau dacă trebuie inspectat un număr mare de PCB-uri.

Inspecția cu raze X

Această metodă este utilizată numai pentru inspectarea lipirilor care nu pot fi vizualizate de ochiul uman sau de camera foto. Inspecția cu raze poate detecta defectele ascunse de lipire, deoarece radiografia poate trece prin straturi.

Pasul 5: Testarea funcționalității asamblării

După ce un PCB trece cu succes faza de inspecție, acesta trece prin etapa de testare a funcționalității. Aceasta este pentru a vă asigura că PCB îndeplinește funcțiile necesare. Anumite teste de funcționalitate sunt efectuate pe PCB pentru a testa diferite aspecte ale funcționării.

Testul de funcționalitate este efectuat prin alimentarea PCB-ului și potrivirea rezultatelor cu simularea aceluiași circuit. Dacă ieșirea PCB se potrivește cu simularea, trece testul; în caz contrar, eșuează.

Ansamblul PCB 5

                                                                                                                                Proces de testare PCB

Această etapă ajută la analiza dacă PCB-ul a fost asamblat corect sau nu. În cazul în care un PCB nu reușește testul de funcționalitate, problemele sunt evidențiate și corectate în plăcile ulterioare; ducând la reducerea costurilor și economisirea timpului. Dacă un ansamblu PCB nu reușește faza de inspecție sau de testare, echipa de asamblare îl reelaborează sau îl abandonează.

Procesul de asamblare a circuitelor imprimate prin tehnologia Hole

Asamblarea componentelor găurilor traversante este ușor diferită de ansamblul componentelor de montare la suprafață, dar unele etape sunt comune. După cum s-a explicat deja, componentele orificiului traversant sunt plasate pe o parte a plăcii și lipite pe cealaltă parte; sunt lipite folosind sârmă de lipit în loc de pastă de lipit. Acest lucru se datorează faptului că pasta de lipit (sub formă topită) poate trece prin găuri către cealaltă parte a plăcii. Următoarele sunt etapele de asamblare ale dispozitivelor orificiale.

Pasul 1: Foraj

Deoarece știfturile componentelor trebuie trecute pe cealaltă parte, găurile sunt găurite în interiorul PCB-ului. În mod tradițional, burghiele manuale sunt utilizate în scopul găuririi, dar mașinile de găurit automatizate comercial îndeplinesc sarcina. Mai mult, mașinile automate pot găuri în mod eficient zeci de PCB-uri într-o oră, în timp ce procesul de găurire manuală este lent și mai puțin fiabil.

Pasul 2: plasarea componentelor

La fel ca ansamblul SMD, componentele sunt plasate pe tablă cu știfturile lor trecând prin găuri. Amplasarea componentelor poate fi manuală sau automată.

Pasul 3: lipire

Lipirea componentelor găurilor traversante poate fi manuală sau automată. Diferența lor este următoarea.

Lipire manuală

Lipirea manuală a componentelor găurilor traversante este simplă și ușoară pentru PCB-uri la scară mică; un asamblor poate lipi singur o placă completă, dar procesul poate fi agitat dacă proiectul conține mai multe componente.

De obicei, un dispozitiv mecanic este utilizat pentru a ține PCB-ul de pe margini, deoarece procesul de lipire implică utilizarea ambelor mâini.

Lipire automată

Sudarea automată, cunoscută și sub numele de lipire în undă, este oarecum asemănătoare lipirii SMD într-un cuptor; lipirea automată implică trecerea PCB-ului printr-un cuptor pentru lipire. Dar în acest caz, după punerea componentelor la bord, placa este trecută în cuptor printr-o bandă transportoare și știfturile sunt spălate cu lipit topit și apoi răcite. Dar lipirea automată are unele limitări; este potrivit doar pentru PCB-urile pe o singură față.

Pasul 4: Prin inspecția PCB gaură și testarea funcționalității

La fel ca ansamblul SMD, PCB-ul orificiului traversant este, de asemenea, inspectat pentru a găsi defecte de asamblare potențiale și testat ulterior pentru a verifica funcționalitatea acestuia.

Evident, PCBA este un proces foarte tehnic și necesită îngrijire extraordinară.

Ultimele ştiri

Contactati-ne acum