Mis on PCBA?

Mis on PCBA?

Põhjalik juhend plaatide, PCBA, monteerimismeetodite ja elektroonikatoote tootmise kohta

Sissejuhatus

Trükkplaadid (PCB) ja trükkplaatide komplektid (PCBA) moodustavad kõigi kaasaegsete elektroonikaseadmete tuuma. Taskus olevast nutitelefonist kuni täiustatud meditsiiniseadmeteni ja autode juhtsüsteemideni – just PCB-d ja PCBA-d võimaldavad elektroonilisi funktsioone. On oluline mõista, mida tähendab PCBA ehk trükkplaatide komplekt, ning kuidas see erineb lihtsast trükkplaadist, sest seda peavad teadma nii insenerid, tootearendajad, elektroonikatootjad kui ka tehnoloogiaentusiastid, kes soovivad aru saada elektroonikatoote valmistamise põhitõdedest ja uuendustest.

Mis on trükkplaat?

PCB ehk trükkplaat on kõva plaat, mille on valmistatud alusmaterjalist (sageli FR4), vasekihistest ja muudest materjalidest. See moodustab elektrooniliste komponentide, nagu takistite, kondensaatorite ja integreeritud ahelate (IC-de) paigaldamise ja elektrilise ühendamise aluse. PCB-d on saadaval mitmesugustes vormides, sealhulgas ühepoolsete, kahepoolsete ja keerukamate mitmekihiliste plaatidena, toetades nii lihtsaid seadmeid kui ka tipptehnoloogilist arvutusvarustust.

Mis on PCBA?

PCBA ehk trükkplaadi montaaž viitab protsessile ja tulemusele, kus elektroonilised komponendid on paigaldatud ja joodetud puhtale trükkplaadile – see teisendab selle passiivse platvormi täielikult funktsionaalseks elektroonikaseadmeks või mooduliks. Montaažiprotsess kasutab mitmesuguseid meetodeid, sealhulgas pinnakontakttehnoloogiat (SMT) ja läbipuuritud aukude tehnoloogiat (THT), ning seda toetavad range kvaliteedikontrolli etapid, nagu automaatne optiline kontroll (AOI) ja ahela sees toimuv testimine.

Miks PCBA mõistmine on oluline

• Võti kaasaegse elektroonikasse: PCBA protsess on aluseks usaldusväärsete, kõrge tootlikkusega toodete massiivseks ja efektiivseks tootmiseks.
• Tööstusharude olulisus: Nii PCB kui ka PCBA on levinud igal pool – tarbeelektroonikast ja tööstusjuhtimisest kuni lennunduseni, meditsiiniseadmeteni ja IoT-lahendusteni.

Rakenda joodikleeki Joodikleek trükitakse aladele, kuhu komponendid paigutatakse.

Komponentide paigutamine Automaatsete komponentide paigutusmasinad asetavad komponendid plaadile.

Löökimine Kõige sagedamini tehakse seda kasutades lainepaigutus (pinnakomponentide puhul) või lainepaigutust (läbikipugevate komponentide jaoks).

Kontrollimine ja kvaliteedikontroll Vizuaalne kontroll, automaatne optiline inspektsioon (AOI), röntgenitestitamine ja funktsionaaltestimine tagavad kvaliteedi.

• Turunduskiirus: Kiire prototüüpimine ja skaalatavad tootmismoodustised kiirendavad teie projekti ajagraafikut.
• Kulusoovitus: Hulgiomade allika hankimine ja protsesside automatiseerimine aitavad teil säästa tootmiskuludel.

Üle 80% kõigist elektroonikaseadmetest kasutab mitmekihilisi PCB-sid.

FR4 on tööstuse standard enamiku PCBde valmistamisel selle maksumuse ja tasakaalustatud omaduste tõttu.

Mis on PCBA?

Trükkplaatide montaaži definitsioon, koostis ja funktsioon

Kui räägitakse elektroonikatootmisest, on oluline eristada trükkplaatset PCB (trükitud ühendusplaat) ja PCBA (trükitud ühendusplaadi komplekt) . Kuivõrd PCB teenib elektrilise ühenduvuse platvormina, muudab PCBA selle platvormi funktsionaalseks, kasutamiseks valmis elektroonikamooduliks komponentide paigaldamise ja jootmise protsessi kaudu. Vaatame lähemalt, mis tähendus, struktuur ja tähtsus on PCBA-l elektroonikatootmises.

PCBA definitsioon

PCBA tähendab Prindipleki montaaži . See on hoolikalt juhitud protsessi tulemus, mille käigus kõik vajalikud elektroonikakomponendid – näiteks takistid, kondensaatorid, dioodid, integraallülitused, ühendused ja muud – kinnitatakse, jootetakse ja integreeritakse varasemalt valmistatud puhtale trükitud ühendusplaadile. Tulemuseks on täielikult toimivaheline ahel, mida saab otse integreerida tarbijaelektroonikasse, meditsiiniseadmettesse, autode juhtsüsteemidesse või tööstusmasinatesse.

Lihtsalt öeldes, pCB on lõuend ja PCBA on valmis maali. Monteerimisprotsess lisab funktsionaalse väärtuse, võimaldades plaadil täita määratud elektroonilisi ülesandeid täielikus süsteemis.

PCBA koostis

Tüüpiline Prindipleki montaaži koosneb mitmest olulisest elemendist:

Puu PCB: Alus, valmistatud eelmises jaotises kirjeldatud viisil (tavaliselt FR4 aluskiht koos vasejuhtmete, jootekatte ja silkeprindiga).

Elektronikakomponendid: Mõlemad passiivkomponendid (takistid, kondensaatorid, poolid) ja aktiivkomponendid (transistoreid, integreeritud ahelaid, dioode, mikrokontrollereid jne) on kinnitatud.

Jootepasta: Kantakse pindadele, kuhu komponendid monteeritakse; võimaldab tihedaid ja juhtivaid ühendusi refluksjootmise kaudu.

PPI jäljed ja läbipunktid: Signaalimarsruudid ja ühendused jäävad oluliseks ka monteeritud plaadil.

PPI hind: Tavaliselt madalam, kuna hõlmab vaid valmistamist ja materjale (aluspõhi, vaske, jootekate). Hinda mõjutavad plaadi suurus, kihtide arv, jälglaius, läbipunktide arv ja tootmiskiir.

PPAI hind: Oluliselt kõrgem järgmistel põhjustel:

• Elektronikakomponentide hankimine (võib muutuda turuvarustuse ja osade harulduse tõttu)
• Automaatne montaaž ja tööjõud
• Jootepasta, tšiill ja jootematerjalid

PCBA monteerimismeetodid

Piltplaatide (PCB) teisendamine PCBA-ks hõlmab mitut olulist tehnoloogiat ja protsessi, mida valitakse vastavalt kasutusotstarbele, komponentide tüübile, plaadi keerukusele ja tootmismahtudele:

1. Pinnakomponendite paigaldustehnoloogia (SMT)

Kirjeldus: Elektronkomponendid paigaldatakse otse pildiplaadi pinnale automaatsete komponentide asetsemise masinate abil.

Protokolli sammud:  

• Jootepasta kandmine komponentide kontaktidele
• Automaatne komponentide paigaldamine
• Läbikuumutusjootmine osade kindlaks kinnitamiseks ja elektrilise ühenduse loomiseks

Eelised: Kiirus, miniaturiseerimine, kõrge kokkupanekugusideaalne kompaktsetele tarbijateadmetele, nutitelefonidele, kandmiseks kasutatavatele seadmetele ja IoT-plaatidele.

Kvaliteedi kontroll:  Jootepasta kontroll (SPI) ja Automaatne optiline kontroll (AOI) tagada paigaldamise täpsus ja leegiühenduse kvaliteet.

2. Läbi-auku tehnoloogia (THT)

• Kirjeldus: Traditsiooniline meetod, kus komponendi juhtlõike sisestatakse puuritud aukude sisse ja lõimitatakse, tavaliselt lainelõimimisega.
• Eelised: Tugevamad mehaanilised sidemedkriitilised ühendite, raskete komponentide või karmide keskkonnas kasutatavate plaatide puhul (automaat-, õhusõidukite ja elektri moodulite puhul).
• Puudused: Suuremad paigaldused ja suuremad kokkupanekukulud võrreldes SMT-ga.

3. Eelmine artikkel Hübriidsed kokkupanekud

Tihedate plaatide puhul kasutatakse sageli SMT ja THT kombinatsiooni – näiteks SMT miniatuurse loogika jaoks ning THT suurte ühenduste või vooluahela komponentide jaoks.

PCBA testimine: kvaliteedi ja usaldusväärsuse tagamine

Kvaliteedikontroll on PCB montaažiprotsessis tingimata. Montaaži järel läbib iga PCBA range valideerimise, sealhulgas:

Siseringtest (ICT): Kontrollib komponentide õiget paigutust, jootesidemeid ja põhifunktsionaalsust.

Funktsionaalne ahelatest (FCT): Simuleerib reaalset tööd, et tagada ahela ettenähtud toimimine.

Lennuvaba test: Paindlik proovijaga test prototüüpide või väikese kogustega seeriate jaoks.

Röntgenuuring: Kasutatakse BGAde (Ball Grid Arrays) ja peidetud ühenduste paigutuskvaliteedi kontrollimiseks, eriti oluline kõrge usaldusväärsusega rakendustes.

Vanandamistest ja karmide tingimuste simuleerimine: Simuleerib pikemat operatsioonikoormust või karbe tingimusi (temperatuur, vibratsioon) autotööstuses või tööstuslikuks kasutuseks.

Kas sa teadsid? Täpsemad PCBA testimiseprotokollid on aitandud suurendada autotehnika ja meditsiinielektoonika usaldusväärsust, vähendades oluliselt väljavigade ja garantiiremondide arvu.

PCBA eelised ja väärtus

Kiire prototüüpimine: Kiire valmistusega PCBA kiirendab skeemikujundusest funktsionaalse prototüübi saavutamise protsessi – oluline algajatele ettevõtetele ja R&D-meeskondadele.

Ühtlus ja ulatus: Automaatne montaaž tagab kõrge korduvuslikkuse, täpsed tolerantsid ja väikese ühiku erinevuse – oluline kvaliteedi ja reguleerivuse tagamiseks.

Kulusäästlikkus: Kuigi PCBA-montaaž lisab maksumust puhta PCB-le võrreldes, säästab see aega, tööjõudu ja vähendab vigu võrreldes käsitsi punkt-punkti ühendamisega.

Paindlikkus: Modernsed PCBA-jooned tegelevad üksikute prototüüpide kuni massitootejooksuni tarbetoote, autotööstuse, kaitse- ja IoT-toodete puhul.

PCB vs PCBA: Põhilised erinevused

Olulised võrdluspunktid, funktsioonid ja rakendused

Mõistmine nüansseeritud erinevusi PCB (Printed Circuit Board) ja PCBA (Printed Circuit Board Assembly) vahel on põhiline elektroonikarendmise, prototüüpimise või suuremahulise tootmise valikute tegemisel. Kuigi mõlemat terminit kasutatakse seotult, tähistavad nad erinevaid etappe disainist töötava elektroonilise seadmeni jõudmise teel. Allpool uurime neid erinevusi sügavuti, arvestades olekut, funktsionaalsust, tootmisastmeid, testimisnõudeid, kulusid ja reaalsete maailma rakendusi.

1. Olek ja funktsionaalsus

PCB (Printed Circuit Board): Pliiatsid algavad tühjade, kihtidega alusmaterjalidena, millel on mustrikuju copperjuhtmed. Selles etapis ei täida plaat mingit elektrilist funktsiooni peale selle, et võimaldada ühenduvust pärast komponentide kinnitamist. PCB on passiivne ja eraldi funktsioneerimatu.

PCBA (Printed Circuit Board Assembly): Kui elektroonikakomponendid on paigaldatud, jootetud ja testitud, muutub plaat PCBA-ks. PCBA funktsionaalsus ulgub laialdaselt, alates toitehaldusest IoT-seadmetes kuni edasijõudnud arvutusmooduliteni kunstliku intelligentsi seadmetes. See on „aktiveeritud“ vorm, mis on valmis sooritama keerukaid toiminguid tegelike seadmetes.

2. Valmistusprotsesside võrdlus

PCB tootmine

• PCB disain: Algab skeemidisainiga, PCB paigutuse ja Gerber-failide loomisega spetsialiseeritud tarkvara abil.
• PCB valmistamine: Protsessid nagu materjali valik (FR4 alus), vasest kihi loomine, kujundi ülekandmine, keemiline lagundamine, puurimine, läbiviade loomine, jootekinnita evitaamine ja silkeprinditud trükkimine.
• PCB elektriline testimine: Tavaliselt piiratud avatud/lühise kontrollidega, et kinnitada vasejuhtmete terviklikkus.

PCBA tootmine

• Komponentide hankimine: Hõlmab kõigi määratud aktiivsete ja passiivsete elektrooniliste komponentide hanke.
• Jootmassi nanomine: Pinnakinnituse paigaldustes kaetakse padde õhuke kiht täpselt kantud jootmassiga.
• Komponentide paigutamine: Komponentide paigaldamiseks kasutatakse täpseid pick-and-place-masinaid või käsimonteerimist THT puhul.
• Jootmine: SMT-paigaldustes kasutatakse lainepaigutus kuigi THT võib kasutada lainepaigutust või käsitsi tehnikaid.
• Pärasolderimise kontroll: AOI, röntgenuuring (tihedate plaadide, BGAs jaoks) ning visuaalsed kontrollid.
• Funktsionaalne testimine:  Siseringi testimine (ICT) , Funktsionaalne ahelatest (FCT) , ja vahel ka keskkonna-/vananemistestid usaldusväärsuse tagamiseks.

4. Testimine ja kvaliteedikontroll

5. Otsustuspunktid: Millal tellida PCB või PCBA

6. Kokkuvõtetabel: PCB vs PCBA

Mis on trükkplaat?

Trükkplaatide definitsioon, funktsioon, tüübid ja koostis

A Trükkplaat (PCB) on peaaegu igas elektroonikaseadmes esineva aluskomponent. Olemuselt on trükkplaat õhuke plaat isoleermaterjalist, kõige tavalisemalt FR4 (epoksi laminaat tugevdatud klaaskiuga), millel on üks või mitu juhtiva vasejuhtmega kihti. Need juhtmed toimivad „juhtmetena“, mis ühendavad ja suunavad elektrisignaale erinevate elektronikakomponendid —se seas passiivsete komponentide (nagu takistid ja kondensaatorid) ja aktiivsete komponentide (nt transistorid ja integreeritud ahelad).

Hoolikalt läbi mõeldud trükkplaat on rohkem kui lihtsalt asendus traditsioonilisele juhtmestikule. See tagab signaalitervikluse, mehaanilise toetuse, elektrilise isoleerimise ja soojuse hajutamise, mis kõik on olulised pikaajalise Trükkplaadi usaldusväärsuse ja jõudluse seisukohalt. Trükkplaadi mehaaniline paigutus toetab mitte ainult komponentide paigutust, vaid määrab ka elektrilisi omadusi, nagu juhtme takistus, PPI kihtstruktuur , ja signaali eraldamine.

Levinud PPI tüübid

Kaasaegsed ahelad nõuavad erinevat PPI kihtkoostis ja disaini keerukuse, töösageduse ja keskkonna alusel.

PCB peamised komponendid

Aluskiht (Dielektriline kiht): Tagab struktuurilise tugevuse ja isoleerimise. Kõige levinum on FR4, mida tunnustatakse tema tugevuse, maksumuse ja elektriliste omaduste tasakaalu poolest.

Vaskkihid: Pehmed vaskfooliumkihid, mis on keemiliselt grafitud juhtivateks rajadeks. Vaskkihede arv määrab plaadi võimekuse— mitmekihilised PCB-d on standard kõrge toodanguandega elektroonikas.

Jootemask: Roheline (või mõnikord punane, sinine või must) smoltilahter, mis isoleerib vasejuhtmeid ja takistab jootesillade teket komponentide jootmisel .

Silktrükk: Valged trükitud sildid komponentide ja viitenumbrite jaoks, mis on olulised komponentide asetlemise täpsuse tagamiseks pCB montaaži ajal.

Viad: Väikesed plaatitud augud, mis ühendavad elektriliselt vasekihte – oluline signaalide marsruutimiseks keerukates mitmekihmistes plaatides.

Servakontaktid (Kuldpranglid): Kullast kaetud kontaktid lauade vaheliste või laua ja servaseadme ühenduste jaoks, olulised laienduskaartidel ja mälumoodulites.

Meie PCBA-teenused

KINGFIELD pakub täielikku PCBA-teenuseid ettevõtjate, inseneride ja tootjate vajaduste rahuldamiseks mitmes erinevas sektoris. Meie lahendused tagavad kvaliteetse, usaldusväärse ja tõhusa prindipleki montaaži igale projektil.

Meie PCBA-teenused hõlmavad:

Prototüübi PCBA: Kiire prototüüpimine ja kiirmontaaž, et saaksite uusi disainilahendusi kiiresti testida ja täiustada.

Võtme üle andmise PCBA tootmine: Täielik, lõpuni koostamine – komponentide ostust, PCB valmistamisest, montaažist, testimisest ja kohaletoimetamisest.

Pinnakinnituse tehnoloogia (SMT) montaaž: Kiire, automatiseeritud SMT-montaaž väikeste, keerukate või suurte kogustega projektide jaoks.

Läbipuuritud aukude montaaž: Käsitsi või automatiseeritud läbipuuritud aukude montaaž komponentidele, mis vajavad tugevaid mehaanilisi ühendusi.

Segatud tehnoloogia montaaž: SMT- ja läbipuuritud aukude komponentide suumne integreerimine ühte montaaži.

Komponentide hankimine ja BOM-haldus: Professionaalne hankimine, et tagada komponentide kvaliteet, saadavus ja kuluefektiivsus.

Funktsionaalne testimine ja kontroll: Siseloendi testimine, automaatne optiline kontroll (AOI), röntgen- ja funktsionaaltestimine kvaliteedi ja toimivuse tagamiseks.

Kastikomplekt ja lõplik toote montaaž: Täielik korpuse montaaž, juhtmete paigaldus ja alamsüsteemide lahendused valmis kasutamiseks sobiva elektroonilise toote saamiseks.

Miks valida meid teie PCBA-vajadusteks?

• Kogenud inseneritegu disainiabi ja DFM (tootatavuse huvides disainimise) sovetamiseks
• ISO-sertifitseeritud rajatised mis tagavad kõrgeimad tööstusstandardid
• Kiired tootmisaegadega ja paindlikud tellimiskogused
• Tuginedav kvaliteedikontroll montaaži igas etapis

Olgu need vajalikud prototüübid , väiksed tootemüürid , või massiprodutsentimine , on meie PCBA-teenused loodud selleks, et tagada teie toodete töökindlus – õigeaegselt ja eelarvestusse mahudes.