برد مدار چاپی در مقابل برد مدار چاپی مونتاژشده: راهنمای قطعی تولید و مونتاژ برد مدار در الکترونیک

مقدمه: چرا تفاوت بین PCB و PCBA مهم است

الکترونیک ستون فقرات جهان مدرن ما است و همه چیز را از وسایل پوشیدنی ساده تا تجهیزات پیشرفته هوافضا به حرکت درمی‌آورد. در مرکز هر دستگاه الکترونیکی، PCB (بورد مدار چاپی) و به تبع آن، PCBA (جمع آوری صفحه مدار چاپی) .

این راهنما به شما کمک می‌کند تا:

تعریف و عملکردهای اصلی مدارهای چاپی (PCB) و مونتاژهای مدار چاپی (PCBA) را فرا بگیرید.

انواع کامل Pcb manufacturing process و فرآیند مونتاژ پی سی بی .

کلیدی مدار چاپی و نحوه استفاده از آنها در الکترونیک مصرفی، دستگاه‌های پزشکی، کنترل خودرو و بسیاری موارد دیگر.

عوامل تصمیم‌گیری برای انتخاب برد برهنه در مقابل راه‌حل‌های مونتاژشده.

پارامترهایی که هزینه، عملکرد، قابلیت اطمینان و زمان تحویل را شکل می‌دهند.

FR-4 (رایج‌ترین نوع): تعادل مناسبی از استحکام، پایداری حرارتی و عایق‌بندی الکتریکی ارائه می‌دهد.

لاک‌های با فرکانس بالا: مانند روگرز، که به دلیل تلفات دی‌الکتریک کمتر، برای مدارهای فرکانس رادیویی/مایکروویو و مدارهای با سرعت و فرکانس بالا ایده‌آل هستند.

پلیآمید: برای برد انعطاف‌پذیر و نیمه‌سخت مورد استفاده قرار می‌گیرد و از مقاومت عالی در برابر خمش پویا و مقاومت حرارتی برخوردار است.

هسته آلومینیومی: برای کاربردهای نور LED با توان بالا و خودروها که نیازمند مدیریت حرارتی کارآمد هستند. نحوه انتخاب یک شریک برای تولید پلیت PCB , خدمات مونتاژ مدار چاپی و نمونه‌سازی سریع.

چیست PCB؟

آمپر PCB بلوک اساسی ساختار مدارهای الکترونیکی مدرن است. در هستهٔ خود، یک تخته مدار چاپی یک برد نازک است — معمولاً از یک مادهٔ غیرهادی ساخته‌شده — که لایه‌های نازکی از مس هادی روی آن قرار دارد. این لایه‌های مسی با خراشیده‌شدن به الگوهای پیچیده‌ای به نام مسیرها تبدیل می‌شوند که به عنوان مسیرهای الکتریکی عمل می‌کنند و اجزای مختلف الکترونیکی مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها، مدارهای مجتمع (IC)، و اتصالات را به هم متصل می‌کنند. به عبارت ساده، یک PCB امکان انتقال سیگنال‌ها و انرژی الکترونیکی بین قطعات را به‌صورت کارآمد و قابل اعتماد فراهم می‌کند همه این‌ها در یک طراحی فشرده، سازمان‌یافته و قابل تولید.

اجزای اصلی یک PCB

مادهٔ پایه/زیرلایه اکثر PCBها از FR-4 استفاده می‌کنند، که یک ورق لایه‌ای اپوکسی تقویت‌شده با فیبر شیشه است و به دلیل پایداری مکانیکی عالی و عایق‌بندی الکتریکی قوی شناخته شده است. برد‌های انعطاف‌پذیر و ترکیبی (ریجید-فلکس) ممکن است از پلی‌ایماید یا سایر مواد استفاده کنند تا امکان خم شدن و تا شدن فراهم شود.

لایه‌های مسی هر برد مدار حداقل حاوی یک لایه مس است که به‌صورت محکمی در برابر زیرلایه قرار داده شده است. PCB‌های تک‌طرفه دارای یک لایه مس هستند، در حالی که برد‌های چندلایه PCB می‌توانند تا ۳۰ یا بیشتر داشته باشند و این امر امکان طراحی مدارهای بسیار متراکم و پیچیده را فراهم می‌کند. این لایه‌ها ردپاها و صفحه‌ها را تشکیل می‌دهند که اتصالات الکتریکی را مشخص می‌کنند.

ماسک لحیم این لایه عایق سبزرنگ که روی لایه مس اعمال می‌شود، از آن در برابر اکسیداسیون محافظت کرده و از ایجاد پل‌های لحیم‌کاری تصادفی در حین فرآیند مونتاژ پی سی بی جلوگیری می‌کند. سوراخ‌های موجود در این لایه فقط صفحه‌های مورد نیاز برای لحیم‌کاری قطعات الکترونیکی را نمایان می‌کنند.

لایه سیلک اسکرین با استفاده از جوهر ویژه، این لایه اطلاعات مرجع مانند برچسب‌ها، لوگوها، علامت‌های قطبیت و سایر اطلاعات را مستقیماً روی سطح برد مدار چاپ می‌کند و در مونتاژ، آزمایش و عیب‌یابی کمک می‌کند.

Viaها و سوراخ‌های فلزآبکاری‌شده عبوری (PTH)  Viaها سوراخ‌های کوچکی هستند که در آن‌ها سوراخ شده و با مس اندود می‌شوند و امکان اتصال بین لایه‌های مسی را فراهم می‌کنند. ویاهای عبوری از تمام لایه‌ها عبور می‌کنند، در حالی که نمایانه کور و via های مدفون لایه‌های داخلی خاصی را در برد‌های پیچیده و با تراکم بالا به هم متصل می‌کنند.

اتصال‌دهنده‌های لبه این صفحه‌های مسی اندودشده با طلا در امتداد لبه برد قرار دارند و رابطی برای ماژول‌های قابل نصب یا درج مستقیم در اسلات فراهم می‌کنند — که معمولاً در ماژول‌های حافظه و کارت‌های توسعه استفاده می‌شود.

جدول مرور: لایه‌ها و عملکردهای اصلی برد مدار چاپی (PCB)

انواع برد مدار چاپی (PCB)

بسیاری وجود دارند مدار چاپی ساخته‌شده مطابق نیازهای کاربردی خاص:

• برد تک‌طرفه  

• • قطعات و مس‌تراک در یک طرف برد
  • مورد استفاده در محصولات ساده و کم‌هزینه: ماشین‌حساب، چراغ‌های LED

• برد دوطرفه  

• • مس‌تراک و قطعات در هر دو طرف برد، با PTH برای اتصالات بین لایه‌ای
  • متداول در منابع تغذیه، سیستم‌های تهویه، کنترل‌کننده‌های صنعتی

• پی سی بی چند لایه  

• • 4 تا بیش از 30 لایه مسی که با عایق روی هم قرار گرفته‌اند، طراحی پیچیده از via ( viaهای کور/دفنی ).
  • مورد نیاز برای کامپیوترها، تجهیزات ارتباطی، فضانوردی و پردازش سیگنال با عملکرد بالا.

• بردهای انعطاف‌پذیر (Flex PCB)  

• • ساخته‌شده از پلی‌ایمید، قابل خم شدن یا تا شدن است.
  • در دوربین‌ها، تلفن‌های همراه و دستگاه‌های پوشیدنی استفاده می‌شود.

• برد انعطاف‌پذیر-صلب  

• • ترکیب بخش‌های صلب و انعطاف‌پذیر برای بهینه‌سازی فضا و دوام.
  • در ایمپلنت‌های پزشکی، سنسورهای خودرو و فضانوردی به کار می‌رود.

• برد مدار چاپی با فرکانس بالا/قدرت بالا  

• • دی‌الکتریک خاص و ضخامت مس برای مدیریت سیگنال‌های RF یا بارهای حرارتی قابل توجه.

مطالعه موردی: برد تک‌طرفه در مقابل برد چندلایه

در یک تراستات دیجیتال پایه , یک برد تک‌طرفه هزینه را کاهش می‌دهد و تولید را تسریع می‌کند، زیرا مدار ساده است و سیگنال‌های پرسرعت وجود ندارند. در مقابل، یک مادربرد گوشی هوشمند باید از یک برد مدار چندلایه (PCB) استفاده شود: چیدمان متراکم آی‌سی‌ها و سیگنال‌دهی داده با سرعت بالا تنها با قرار دادن لایه‌های متعدد روی هم و مدیریت دقیق یکپارچگی سیگنال و کنترل امپدانس قابل دستیابی است.

PCBA چیست؟

آمپر PCBA (جمع آوری صفحه مدار چاپی) مرحله بعدی در مسیر حرکت از طراحی اولیه به الکترونیک کاربردی است. اگر PCB (بورد مدار چاپی) تابلوی خالی است، پس PCBA اُبَر اثر نهایی است — مملو از قطعات الکترونیکی که در کنار هم یک مدار الکترونیکی کارآمد را تشکیل می‌دهند.

در اصل، PCBA به برد مدار چاپی (PCB) اشاره دارد که فرآیند کامل مونتاژ را پشت سر گذاشته است: تمام قطعات غیرفعال و فعال komponent‌های الکترونیکی —مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها، دیودها، ترانزیستورها و مدارهای مجتمع پیچیده (ICs)—به‌دقت بر روی برد نصب و مطابق با طراحی مدار لحیم‌کاری می‌شوند. تنها پس از این مونتاژ است که برد به یک سیستم عملیاتی تبدیل می‌شود که قادر به انجام هدف مورد نظر خود است، چه این هدف تنظیم توان در یک درایو صنعتی باشد، مدیریت سیگنال‌ها در یک دستگاه ارتباطی یا اجرای یک ریزکنترلر پیچیده در یک دستگاه اینترنت اشیا (IoT) باشد.

اجزای کلیدی و ساختار یک مونتاژ برد مدار چاپی (PCBA)

این PCBA بیش از آن‌که تنها مجموعه‌ای از قطعات باشد، یکپارچه‌سازی بی‌درز مهندسی مکانیکی، الکتریکی و مواد است. اجزای تشکیل‌دهنده یک PCBA استاندارد عبارت‌اند از:

• برد مدار چاپی پایه: این همان زیرلایه و شبکه‌های مسی هستند که قبلاً با آن‌ها آشنا شدید.
• قطعات الکترونیکی: این شامل هر دو اجزای غیرفعال (مقاومت‌ها، خازن‌ها، سلف‌ها)، مولفه‌های فعال (دیودها، ترانزیستورها، مدارهای مجتمع)، و قطعات الکترومکانیکی (سوکت‌ها، رله‌ها، کلیدها).
• پاست سOLDER: ترکیبی از مهره‌های لحیم و فلکس که روی پدهای نصب بر روی برد مدار چاپی (PCB) قرار داده می‌شود. این ترکیب در حین فرآیند ریفلاو، اتصالات محکم و هادی را ممکن می‌سازد.
• مسیرها، پدها و ویاهای: اتصالات الکتریکی مورد نیاز بین قطعات را فراهم می‌کنند و گاهی با صفحات زمین و برق برای بهبود کنترل امپدانس و عملکرد EMI تکمیل می‌شوند.
• اتصالات لحیمی: در حین فرآیند مونتاژ پی سی بی با استفاده از روش‌های SMT یا THT ایجاد شده‌اند، این اتصالات هر قطعه را محکم می‌کنند و همزمان استحکام مکانیکی و اتصال الکتریکی را فراهم می‌آورند.

مثال واقعی: ساختار مونتاژ برد مدار چاپی (PCBA)

• PCB: ۶ لایه FR-4، انگشتان طلایی برای اتصال لبه‌ای، میکروویاها برای اتصال متراکم.
• اجزای: ۲۵۶ مقاومت، ۵۰ خازن، ۳ BGA، ۱ آی‌سی میکروکنترلر، ۱۲ کانکتور.
• پاست سOLDER: آلیاژ SAC305 Sn-Ag-Cu برای قابلیت اطمینان بدون سرب.
• Montaj: 95% SMT، 5% THT (برای اتصالات و قطعات با توان بالا).

روش‌های مونتاژ PCBA

دو فناوری اصلی در مونتاژ برد مدار چاپی (PCBA) استفاده می‌شود: فناوری نصب سطحی (SMT) و فناوری سوراخ‌گذاری (THT) . در برخی مونتاژهای پیشرفته، این روش‌ها ترکیب می‌شوند، به‌ویژه برای جمع آوری نمونه اولیه یا در مواردی که هم استحکام مکانیکی و هم چگالی بالای قطعات مورد نیاز باشد.

1. فناوری نصب سطحی (SMT)

SMT روش غالب مونتاژ برد در الکترونیک مدرن است. به جای عبور دادن پایه‌های قطعات از سوراخ‌ها، قطعات به‌طور مستقیم روی سطح برد و بر روی پد‌های تخصصی نصب می‌شوند.

مزایای SMT شامل موارد زیر است:

• کوچک‌سازی: امکان بسته‌بندی متراکم برای محصولات کوچک‌تر و سبک‌تر.
• قرارگیری خودکار با سرعت بالا: از ماشین‌های پیشرفته قرارگیری قطعات برای نصب سریع و دقیق مؤلفه‌ها استفاده می‌کند.
• عملکرد الکتریکی بهتر: اتصالات کوتاه‌تر به معنی کاهش اثرات انحرافی و بهبود عملکرد در فرکانس‌های بالا است.
• مقرون‌به‌صرفه برای تولید با حجم بالا: اتوماسیون هزینه‌های کارگری را کاهش داده و عبور از سیستم را افزایش می‌دهد.

SMT برای موارد زیر ایده‌آل است:

• گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها، لباس‌های هوشمند
• تجهیزات شبکه‌ای
• تشخیص‌های پزشکی
• ECUهای خودرو

مراحل کلیدی در مونتاژ SMT:

• چاپ با چسب جوش: پاست مهر و موم به وسیله یک الگوی سوراخ‌دار روی پد‌ها اعمال می‌شود.
• قراردادن قطعات: ماشین‌های اتوماتیک قرارگیری قطعات، مؤلفه‌ها را روی پد‌های دارای پاست قرار می‌دهند.
• پمپ کردن مجدد: بردها از داخل یک اجاق عبور داده میشوند؛ پاست ذوب شده و سپس جامد میشود و اتصالات الکتریکی/مکانیکی محکمی ایجاد میکند.
• بررسی: سیستمهای بازرسی نوری خودکار (AOI) و پرتو ایکس، قرارگیری و کیفیت لحیم را تأیید میکنند که بهویژه برای BGAs و ICهای فین‌پیچ بسیار مهم است.

2. فناوری سوراخ عبوری (THT)

THT شامل عبور دادن سیمهای قطعات از سوراخهای در حفر شده در برد مدار چاپی و لحیم کردن آنها از سمت مقابل است، که معمولاً از طریق لحیمکاری موجی یا روش‌های دستی انجام می‌شود.

مزایای THT:

• مقاومت مکانیکی عالی: ایده‌آل برای قطعاتی که در معرض تنش فیزیکی هستند.
• سادگی در لحیم‌کاری دستی و نمونه‌سازی
• ترجیح داده می‌شود برای اتصالات با ولتاژ بالا، توان بالا و کاربردهای حیاتی.

THT در موارد زیر رایج است:

• الکترونیک هوافضا و دفاعی
• مبدل‌های توان و کنترل‌های صنعتی
• الکترونیک وینتیج یا بهینه‌سازی‌شده برای نگهداری

فرآیند مونتاژ THT:

• قرار دادن قطعات: قرار دادن دستی یا رباتیک قطعات در سوراخ‌های PTH فرزشده.
• لحیم‌کاری: اغلب از لحیم‌کاری موج برای تولید حجم بالا، یا لحیم‌کاری دستی برای تولید کم‌حجم یا موارد خاص استفاده می‌شود.
• برش و تمیزکاری: سیم‌های اضافی برش داده می‌شوند؛ بردها تمیز می‌شوند تا باقیمانده فلوکس حذف شود.

SMT در مقابل THT: مروری سریع

مجمع مدار چاپی: فراتر از مونتاژ — آماده عملکرد

تکمیل شده PCBA تحت طیف گسترده‌ای از آزمون‌ها قرار می‌گیرد آزمون برد الکترونیکی مونتاژ شده (PCBA) قبل از ارسال، اطمینان از برآورده شدن تمامی الزامات الکتریکی و عملکردی. این شامل آزمون مدار درونی (ICT) , تست مدار عملکردی (FCT) و روش‌های پیشرفته‌تری مانند بازرسی نوری خودکار (AOI) و تصویربرداری با اشعه ایکس برای مونتاژهای حیاتی مانند BGA (آرایه توپی) و قطعات LGA.

رابطه بین PCB و PCBA چیست؟

رابطه بین PCB (بورد مدار چاپی) و PCBA (جمع آوری صفحه مدار چاپی) در مرکز تولید الکترونیک مدرن قرار دارد. درک این ارتباط برای طراحان محصول، متخصصان خرید و مهندسان الکترونیک ضروری است که نیاز دارند به نحوی کارآمد از مفهوم به واقعیت دست یابند.

چگونه یک PCB به PCBA تبدیل می‌شود

تبدیل گام به گام

• طراحی مدار و چیدمان برد مدار چاپی (PCB) : مهندسان از نرم‌افزارهای طراحی CAD و PCB برای برنامه‌ریزی اتصالات الکتریکی استفاده می‌کنند. آن‌ها فایل‌های Gerber، لیست مواد (BOM) و داده‌های قرارگیری را ایجاد می‌کنند که این موارد تعریف‌کنندهٔ مدل پی‌سی‌بی .
• تولید PCB : برد مدار خام مطابق طراحی ساخته می‌شود — مس تراشیده می‌شود، سوراخ‌های عبوری (vias) روکش داده می‌شوند، روکش مقاوم در برابر لحیم (solder mask) و نوشته‌های راهنما (silkscreen) اعمال می‌شوند.
• تأمین قطعات : تمام قطعات مورد نیاز komponent‌های الکترونیکی — از مدارات مجتمع نصب‌شده روی سطح (ICs) تا ترانزیستورهای بزرگ با گرماگیر — تهیه، بررسی و آماده می‌شوند.
• فرآیند مونتاژ پی سی بی : استفاده از دستگاه‌های قرارگیری خودکار برای نصب در تکنولوژی SMT یا قرارگیری دقیق دستی/خودکار برای THT، قطعات به‌طور دقیق در موقعیت مناسب قرار می‌گیرند.
• فرآیند لحیم‌کاری : خمیر لحیم‌کاری در مورد SMT اعمال می‌شود؛ اجاق‌های بازآب‌دهی (reflow ovens) اتصالات محکمی ایجاد می‌کنند. قطعات THT تحت فرآیند لحیم‌کاری موجی یا انتخابی قرار می‌گیرند.
• آزمون برد الکترونیکی مونتاژ شده (PCBA) : اکنون برد مونتاژ شده تحت آزمون‌های سختگیرانه قرار می‌گیرد — آزمون مدار درونی (ICT) , آزمون عملکردی (FCT)، بازرسی AOI، بازرسی پرتو ایکس برای قطعات پیچیده مانند BGAs.
• مدار چاپی تکمیل‌شده : نتیجه نهایی — یک مدار الکترونیکی کاملاً عملیاتی که آماده استفاده یا ادغام در یک محصول است.

تصویرسازی رابطه بین PCB و PCBA

پیامدهای عملی

PCB برای نمونه‌سازی اولیه و اعتبارسنجی طراحی ضروری است و به مهندسان اجازه می‌دهد تا قبل از انجام مونتاژ قطعات، چیدمان و مسیریابی با سرعت بالا را آزمایش کنند.

ICT (آزمون در مدار): پروب‌ها خواص الکتریکی را آزمایش می‌کنند و صحت لحیم‌کاری، اتصال کوتاه، مدار باز و عملکرد پایه دستگاه را بررسی می‌کنند.

FCT (آزمون عملکردی): شبیه‌سازی محیط عملیاتی واقعی برد مدار چاپی، و تأیید فرم‌افزار، ارتباطات و عملکرد کامل مدار.

آزمون فلایینگ پروب: پروب‌های سوزنی به سرعت روی برد حرکت می‌کنند و مدار باز/اتصال کوتاه را بدون نیاز به فیکسچر سفارشی آزمایش می‌کنند — راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه برای نمونه‌های اولیه و تولید با حجم پایین.

AOI و X-ray: اتصالات لحیم‌کاری زیر بسته‌های BGA/چیپ را که برای دوربین‌های استاندارد نامرئی هستند، بازرسی می‌کند.

آزمون پیر شدن/عمل‌کردن (Aging/Burn-in): برد مونتاژ شده (PCBA) را در ولتاژها و دماهای بالا تحت تنش قرار می‌دهد تا خرابی‌های اولیه شناسایی شوند و معیارهای قابلیت اطمینان تعیین گردند. PCBA برای آزمون عملکردی، ارسال محصول و تحویل به مشتری حیاتی است و رشته‌های الکتریکی، مکانیکی و ساخت را در یک فرآیند یکپارچه ترکیب می‌کند.

فرآیند ساخت PCB: از مفهوم تا برد خام

این Pcb manufacturing process مجموعه‌ای از مراحل بسیار کنترل‌شده است که یک طرح الکترونیکی را به یک پلتفرم ملموس، دقیق و مقاوم برای ساخت شگفتی‌های الکترونیکی امروزی تبدیل می‌کند. چه در حال سفارش مدل پی‌سی‌بی چه آماده‌سازی برای تولید انبوه، موفقیت از درک دقیق این فرآیند آغاز می‌شود.

1. طراحی PCB و تولید فایل گربر

هر پروژه PCB از طراحی PCB با استفاده از نرم‌افزار تخصصی CAD. مهندسان برد را طراحی کرده و مسیریابی مسیرها و قرارگیری تمام مؤلفه‌ها، سوراخ‌های اتصال (via) و پد‌ها را تعیین می‌کنند. جنبه‌هایی مانند عرض ردیاب ، فاصله و تعداد لایه‌های مسی بر اساس عملکرد برقی ، الزامات حرارتی و محدودیت‌های مکانیکی مشخص می‌شوند. برای اطمینان از سازگاری با فرآیندهای پیشرفته مونتاژ برد مدار چاپی (PCB) ، به‌طور مناسب DFM (طراحی برای سهولت در ساخت) باید شیوه‌های مناسب رعایت شوند، مانند اندازه‌های کافی پد، علامت‌گذاری واضح روی سیلک اسکرین و مناطق مشخص‌شدهٔ غیرفعال.

نتیجه، مجموعه‌ای ضروری از فایل‌های تولید :

• فایل‌های جربر : این فایل‌ها «نقشه‌های» حاوی طرح هر لایه مسی، ماسک قلع‌کاری، سیلک اسکرین و محیط برد هستند.
• فایل‌های سوراخ‌کاری : محل دقیق و قطر سوراخ‌ها (برای ویاها، PTH و سوراخ‌های نصب) را مشخص می‌کنند.
• BOM (فهرست مواد) : فهرست جامعی از تمام مؤلفه‌های الکترونیکی و مکانیکی.
• داده‌های قرارگیری و مونتاژ : برای مونتاژ SMT , مشخص کردن محل نصب هر قطعه.

حقیقت: «یک اشتباه منفرد در فایل جربر می‌تواند تولید انبوه به ارزش چندین میلیون دلار را متوقف کند و قابلیت اطمینان محصول را تحت تأثیر قرار دهد.»

2. آماده‌سازی بستر و لایه‌چینی

این بستر PCB —اغلب FR-4 برای برد‌های صلب یا پلی‌ایماید برای مدارهای انعطاف‌پذیر—در ورق‌های بزرگ آماده می‌شوند.

• لایه‌های روکش‌دار مسی بر اساس نیاز نهایی لایه (تک‌لایه، دو لایه یا برد چندلایه) انتخاب می‌شوند.
• برای ساخت برد چندلایه , مواد هسته و پره‌پرج با استفاده از فشار و حرارت به هم متصل و چسبانده می‌شوند تا یک ساختار جامد و پایدار ایجاد شود.

3. الگوسازی — فتو رزیست، نوردهی و اچ کردن مس

این مرحله الگوهای پیچیده مدارها را ایجاد می‌کند :

• لایه‌ای از فتو رزیست (پلیمر حساس به نور) روی مس اعمال می‌شود.
• برد از طریق یک عکس‌زنی (فوتومسک) به نور ماوراء بنفش قرار می‌گیرد که مشخص می‌کند کجا باید مس باقی بماند.
• فتو رزیست منطقه‌های بدون نور زدایی شسته می‌شود و مس اضافی با استفاده از مواد شیمیایی حذف می‌گردد اِچ کردن فرآیند شما ایجاد نشود.
• نتیجه: یک برد با مس دقیق ردپاها و صفحه‌ها مطابق طراحی مهندس.

4. سوراخ‌کاری، ویاس و روکش‌دهی

بردهای مدار چاپی مدرن به اتصالات لایه‌ای پیچیده متکی هستند اتصالات لایه‌ای :

• دستگاه‌های سوراخ‌کاری سی‌ان‌سی هزاران سوراخ دقیق را برای viaها , PTH و نقاط نصب ایجاد می‌کنند.
• میکروویاها ,  via های کور ، و via های مدفون با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته لیزری یا لایه‌چینی متوالی برای برد‌های اتصال متراکم بالا (HDI) تشکیل می‌شوند.
• فرآیند آبکاری مس این سوراخ‌ها را خط‌کشی می‌کند و لایه‌های مسی را در سراسر ساختار به صورت الکتریکی به هم متصل می‌کند.

5. اعمال ماسک لحیم

بعد، رنگ آشنا شده — سبز (یا گاهی آبی، قرمز یا مشکی) ماسک لحیم اعمال می‌شود:

• این لایه عایق تمام سطوح برد مدار چاپی را به جز نقاط اتصال قطعات و برخی نقاط تست پوشانده است.
• ماسک لحیم از تشکیل پل‌های ناخواسته لحیم در حین مونتاژ جلوگیری می‌کند و مس را در برابر خوردگی محافظت می‌کند.

6. چاپ سیلک اسکرین

مرحله‌ای حیاتی برای مونتاژ و تعمیر، لایه سیلک اسکرین از جوهر غیرهدایت برای چاپ برچسب‌ها، علامت‌های قطبیت، لوگوها و دیگر شناسه‌ها استفاده می‌کند:

• سیلک‌اسکرین شفاف دقت مونتاژ را افزایش می‌دهد و در عیب‌یابی و نگهداری بعدی کمک می‌کند.

7. پوشش سطح

تمام پدهای مسی باز باید در برابر اکسیداسیون محافظت شده و برای لحیم‌کاری آماده گردند:

• پوشش‌های رایج شامل HASL (ترازدهی لحیم با هوای داغ) , ENIG (نیکل بدون جریان با روکش طلای غوطه‌وری) , OSP (محافظ سolderability آلی) ، و آبکاری طلای سخت (برای انگشت‌های طلایی و اتصالات لبه).
• انتخاب تأثیر می‌گذارد قابلیت اطمینان مونتاژ برد مدار چاپی , عمر مفید ، و قابلیت لحیم‌کاری .

8. تست الکتریکی و مراحل نهایی ساخت

قبل از اینکه هر بردی به سمت فرآیند مونتاژ پی سی بی :

• آزمایش برق —با استفاده از دستگاه تست پروبه پرنده یا تستر تخته میخ—برای بررسی اتصال کوتاه و قطعی‌های مدار.
• بازرسی بصری ثبت، کیفیت پوشش نهایی و تمیزی را تأیید می‌کند.

جدول مرور فرآیند ساخت برد مدار چاپی

ارزش تولید حرفه‌ای برد مدار چاپی (PCB)

حرفه‌ای تولید PCB خدمات کاهش نقص‌ها، امکان مدار چاپی با دوره تولید سریع تولید و سازگاری بالا را برای سفارشات برد مدار چاپی (PCB) با حجم بالا یا پایین فراهم می‌کنند. با استفاده از تجهیزات و کنترل‌های پیشرفته، تولیدکنندگان نه تنها دقت ابعادی بلکه قابلیت اطمینان الکتریکی ضروری در فضا و هوافضا , دستگاه‌های پزشکی ، و الکترونیک خودرو .

فرآیند مونتاژ PCBA: تبدیل برد مدار چاپی (PCB) به دستگاه‌های کاربردی

پس از اینکه تولید برد مدار چاپی (PCB)، برد مدار خالی را تحویل می‌دهد، مرحله مهم بعدی فرآیند مونتاژ پی سی بی فرآیند (PCBA) است، که برد مدار چاپی (PCB) بی‌جان را به یک مجموعه برد مدار چاپی کاربردی (PCBA) تبدیل می‌کند. این مرحله جایی است که طراحی واقعاً زنده می‌شود، زیرا komponent‌های الکترونیکی قطعات قرار داده می‌شوند، به هم متصل و آزمایش می‌شوند تا یک مدار کارآمد ایجاد شود که قادر است همه چیز از وسایل الکترونیکی مصرف‌کننده تا سیستم‌های هوافضای با قابلیت اطمینان بالا را تغذیه کند.

1. آماده‌سازی برای مونتاژ: فایل‌ها، تهیه قطعات و بازرسی

مونتاژ کارآمد PCBA با داده‌های دقیق و مواد قابل اعتماد آغاز می‌شود:

• فهرست مواد (BOM): تمام قطعات — مقاومت‌ها، خازن‌ها، مدارهای مجتمع (IC)، اتصالات و غیره — را با شماره قطعه سازنده، مقادیر، تحمل‌ها، انواع بسته‌بندی و جزئیات تهیه قطعه فهرست می‌کند.
• فایل‌های Gerber: قرارگیری دقیق قطعات و چیدمان پد را راهنمایی می‌کنند و اطمینان حاصل می‌شود که با طراحی اصلی برد مدار چاپی (PCB) سازگار است.
• فایل‌های مرکز ثقل (Pick-and-Place): مختصات x و y، زاویه چرخش و سمت قرارگیری هر قطعه SMT را شامل می‌شود که برای خطوط مونتاژ خودکار ضروری است.
• بازرسی اجزای: قطعات تحت بازرسی‌های دقیق بصری و الکتریکی (بر اساس استانداردهای IPC) قرار می‌گیرند تا از خرابی ناشی از قطعات جعلی یا با کیفیت پایین جلوگیری شود.

2. فرآیند مونتاژ با فناوری نصب سطحی (SMT)

مونتاژ SMT به دلیل سرعت، کوچک‌سازی و سازگاری با اتوماسیون، بر مدارهای چاپی مدرن (PCBA) تسلط دارد.

مراحل SMT

اعمال پاستای لحیم: یک قالب فولاد ضدزنگ روی برد مدار چاپی (PCB) قرار می‌گیرد و خمیر لحیم‌کاری —مخلوطی از گلوله‌های ریز مهر و موم شده در جریان فلکس—با استفاده از پالان روی آن کشیده می‌شود و صفحات مجزای قطعات را پر می‌کند.

قراردادن خودکار قطعات: بازوهای رباتیک با سرعت بالا که مجهز به سیستم‌های بینایی هستند، قطعات بسیار کوچک SMD (قطعات نصب سطحی) —مانند ریزتراشه‌ها، مقاومت‌ها و خازن‌ها—را از حلقه‌ها یا صفحه‌ها برداشته و بر روی صفحات چسب‌خورده قرار می‌دهند و از داده‌های مرکز ثقل (centroid) پیروی می‌کنند.

پمپ کردن مجدد: برد مدار چاپی پر شده وارد یک اتوکلاو چند منطقه‌ای ذوب مجدد . پروفایل‌های دمایی کنترل‌شده به‌دقت، خمیر لحیم را ذوب می‌کنند و سپس این خمیر سرد شده و جامد می‌شود و اتصالات الکتریکی و مکانیکی محکمی بین پایه‌های قطعات و صفحه‌های مسی ایجاد می‌کند.

بررسی اپتیکی خودکار (AOI): . دوربین‌های با وضوح بالا هر برد را اسکن می‌کنند و قرارگیری واقعی قطعات و کیفیت اتصالات لحیمی را با فایل‌های طراحی مقایسه می‌کنند. این کار باعث تشخیص سریع عدم ترازبندی، پدیدهٔ تاب‌ستونی (tombstoning)، حفره‌ها و اتصالات کوتاه قبل از ادامه مونتاژ می‌شود.

. فرآیند SMT در نگاهی اجمالی

. فرآیند مونتاژ تکنولوژی سوراخ‌دار (THT)

. اتصال‌دهنده‌های بزرگ، قطعات توان، ترانسفورماتورها و قطعاتی که نیاز به استحکام بیشتری دارند از . مونتاژ THT . این فرآیند شامل موارد زیر است:

قرار دادن قطعات: اپراتورها (یا ربات‌ها) سیم‌های قطعات را در سوراخ‌های فلزی‌شده عبوری (PTHs)، با جهت‌گیری و قرارگیری صحیح نسبت به سیلک اسکرین قرار می‌دهند.

لوله‌کشی موجی: برد از روی یک «موج» آبکاری مذاب حرکت می‌کند که به‌سرعت صدها اتصال با استحکام بالا را در سمت لحیم‌کاری ایجاد می‌کند. برای مونتاژهای حساس یا پیچیده، لحیم‌کاری انتخابی و تعمیرات دستی نیز رایج است.

برش سیم‌ها و تمیزکاری: سیم‌های اضافی که از طریق برد بیرون زده‌اند، برش داده می‌شوند. بردها برای حذف فلوکس و باقی‌مانده‌ها شسته می‌شوند تا عملکرد بلندمدت و مقاومت عایقی تضمین شود.

4. مونتاژهای تکنولوژی ترکیبی

بردهای مدرن اغلب نیازمند هر دو تکنیک‌های SMT و THT . به عنوان مثال، یک برد مدار چاپی منبع تغذیه ممکن است از تکنیک SMT برای آی‌سی‌های پردازش سیگنال و از تکنیک THT برای ترمینال‌های جریان بالا استفاده کند. این رویکرد ترکیبی، عملکرد الکتریکی و دوام مکانیکی را به حداکثر می‌رساند.

5. بازرسی، آزمون و تضمین کیفیت

مونتاژ حرفه‌ای برد مدار چاپی همیشه با بازرسی و آزمون سخت‌گیرانه‌ای همراه است آزمون و بازرسی برای تضمین قابلیت اطمینان — که به ویژه برای دستگاه‌های پزشکی , الکترونیک خودرو ، و بردهای مدار چاپی هوافضا .

چگونه یک تولیدکننده قابل اعتماد PCB/PCBA را انتخاب کنیم

انتخاب شریک مناسب برای تولید برد مدار چاپی (PCB) یا PCBA (جمع آوری صفحه مدار چاپی) نیازها یکی از مهم‌ترین تصمیمات در چرخه حیات محصولات الکترونیکی است. مهارت، کیفیت فرآیند و برتری خدمات تولیدکننده قراردادی شما به‌طور مستقیم بر عملکرد برد مدار چاپی، سرعت توسعه، رقابت‌پذیری هزینه و در نهایت موفقیت شما در بازار تأثیر می‌گذارد.

چه نیاز به نمونه‌سازی سریع داشته باشید، چه به پیکربندی‌های چندلایه پیچیده یا مونتاژ کلید در دست نیاز داشته باشید، یک تأمین‌کننده معتبر PCB/PCBA باید بیش از تنها قیمت مناسب ارائه دهد. موارد زیر چیزهایی هستند که باید به دنبال آن باشید:

1. تجربه و تخصص صنعتی

سابقه اثبات‌شده در بخش کاربردی شما بسیار حیاتی است. دستگاه‌های پزشکی، ECU خودروها، الکترونیک هوافضا، وسایل مصرفی و کنترل‌های صنعتی همگی الزامات متفاوتی در زمینه انطباق، مستندات و تحملات دارند. به دنبال موارد زیر باشید:

• سال‌ها تجربه در کسب‌وکار، همراه با مطالعات موردی منتشرشده یا توصیه‌نامه‌های مشتریان.
• تخصص اختصاصی صنعت (مثلاً پزشکی، خودرو، PCBهای با فرکانس بالا یا نوع ریجید-فلکس).

2. گواهی‌ها، انطباق و کنترل فرآیندها

تولیدکنندگان معتبر PCB/PCBA از استانداردهای بین‌المللی پیروی می‌کنند تا عملکرد، قابلیت اطمینان و ردیابی را تضمین کنند. اصرار کنید بر:

• ISO 9001: سیستم مدیریت کیفیت انجام می‌دهند.
• ISO 13485 یا IATF 16949: برای کاربردهای پزشکی و خودرویی.
• UL، RoHS، Reach: ایمنی محیطی و انطباق مواد.
• استانداردهای IPC (IPC-6012/6013 برای PCBها، IPC-A-610 برای کیفیت مونتاژ).
• مستندات کامل فرآیند، ردیابی دسته‌ها و گزارش‌های کیفی .

3. قابلیت‌های فنی و سرمایه‌گذاری کارخانه

شرکای پیشرو در زمینه PCB و PCBA تکنیک‌های تولید پیشرفته را ارائه می‌دهند:

• تعداد لایه‌های بالا ساخت برد چندلایه (4 تا 30 لایه به بالا).
• میکروویا، ویاهای کور و دفن‌شده، مونتاژ BGA .
• پشتیبانی از موارد خاص مواد مورد استفاده در PCB (فرکانس بالا، مس ضخیم، سرامیک، هسته فلزی).
• امکانات برای هر دو نمونه‌سازی سریع برد مدار چاپی و تولید انبوه.
• بررسی داخلی با دستگاه AOI، بازرسی با اشعه ایکس، آزمون عملکردی و آزمون فلایینگ پروب.
• محیط‌های کنترل‌شده (ESD-safe، نظارت دما/رطوبت).

4. پشتیبانی از طراحی برای ساخت‌پذیری (DFM)

تولیدکنندگان برجسته قبل از ساخت هر برد، ارزش افزوده‌ای ارائه می‌دهند:

• بررسی‌های DFM برای کاهش خطاهای مونتاژ، بهینه‌سازی بازده تولید و شناسایی مشکلات مربوط به اتصالات لحیمی، ابهام در روکش چاپی (silkscreen) یا قرارگیری قطعات.
• بازخورد در مورد طرح‌بندی PCB عرض ردیابی، فاصله‌گذاری و ساختار چندلایه برای تولید قابل اعتماد، به‌ویژه در طراحی‌های HDI، BGA و طرح‌های حساس به فاصله کم یا امپدانس.

5. کنترل کیفیت و قابلیت آزمایش

تضمین کیفیت تنها یک مورد چک‌بوک نیست — تأمین‌کننده شما باید معاینات چندمرحله‌ای را هم برای برد و هم برای واحدهای مونتاژشده ارائه دهد:

• AOI در حین فرآیند و در پایان خط، عکس‌برداری خودکار با اشعه ایکس و بازرسی دستی.
• جامع خدمات آزمایش PCBA (ICT، FCT، پروبه پرنده، سوختن، محیطی).
• گزارش‌دهی نقص، تحلیل بازده و ارتباط شفاف.

6. تهیه مؤلفه و قدرت زنجیره تأمین

تأخیرها و نقص‌ها اغلب به دلیل کمبود مؤلفه یا کالاهای جعلی رخ می‌دهند. تولیدکنندگان معتبر:

• مؤلفه‌ها را از توزیع‌کننده‌های مجاز، ردیابی‌شده و بررسی‌شده تهیه می‌کنند.
• برای اختلالات جهانی در تأمین، برنامه‌های ذخیره دارند.
• در صورت قدیمی یا تأخیر در قطعه BOM می‌توانند جایگزین مناسبی پیشنهاد دهند.

7. زمان پاسخگویی، هزینه و خدمات

• زمان تحویل: آیا می‌توانند نمونه‌های اولیه سریع (24 تا 72 ساعت برای برد مدار چاپی، یک هفته یا کمتر برای مونتاژ ساده برد) تحویل دهند یا زمان‌بندی‌های سفت تولید انبوه را رعایت کنند؟
• شفافیت قیمت گذاری: پیش‌نهادهای دقیق که شامل هزینه ساخت برد مدار چاپی، هزینه مؤلفه‌ها، نیروی کار مونتاژ و آزمون است.
• پشتیبانی پس از فروش: فرآیندهای RMA، پشتیبانی فنی در دسترس و شرایط گارانتی.

جدول چک‌لیست ارزیابی

خدمات و قابلیت‌های ما در ساخت و مونتاژ برد الکترونیک (PCBA)

به‌عنوان یک شریک مورد اعتماد در صنعت الکترونیک، ما درک می‌کنیم که یکپارچه‌سازی بدون وقفه تولید پلیت PCB و خدمات مونتاژ مدار چاپی برای موفقیت ضروری است، چه در حال توسعه یک نمونه اولیه سریع باشید و چه در حال گسترش تولید با حجم بالا باشید. محصولات ما بر پایه فناوری پیشرفته، استانداردههای کیفی دقیق و تجربه عمیق صنعتی قرار دارند که به شما امکان می‌دهند نوآوری‌های الکترونیکی خود را به‌صورت کارآمد و قابل اطمینان به واقعیت تبدیل کنید.

1. خدمات جامع PCB و PCBA

توانایی‌های ما در سراسر زنجیره ارزش PCB و PCBA گسترده است:

• تولید هوشمند PCB: ساخت پیشرفته PCB با استفاده از تجهیزات با دقت بالا؛ پشتیبانی از انواع PCBهای سخت، انعطاف‌پذیر و ترکیبی سخت-انعطاف‌پذیر؛ تعداد لایه‌ها از 1 تا 30+؛ مواد شامل FR-4، پلی‌ایماید، روگرز، آلومینیوم و بسترهای ویژه.
• پشتیبانی از طراحی PCB: بررسی‌های DFM، بهینه‌سازی استک‌آپ، کنترل امپدانس و راهنمایی برای انطباق با استانداردهای صنعتی ( سیستم کنترل صنعتی , ایزو<br> ).
• تولید نمونه اولیه و کم‌حجم: خدمات اختصاصی نمونه‌سازی سریع تخته مدار چاپی (PCB) برای تکرارهای سریع و کاهش زمان طراحی تا عرضه در بازار.
• تولید با حجم بالا: خط‌های اتوماتیک، کنترل‌های دقیق فرآیند و پشتیبانی لجستیکی برای تولید مقیاس‌پذیر.
• تامین و تایید قطعات: شبکه تامین جهانی و مجاز، قابلیت ردیابی کامل و مدیریت ریسک در برابر قطعات جعلی و کمبودها.
• مونتاژ کلید در دست (Turnkey) تخته مدار چاپی: دقت SMT (فناوری نصب سطحی) , ماشین‌های سریع چیدمان، چاپ اتوماتیک از طریق استنسل، چسباندن حرارتی ، و THT (فناوری سوراخ عبوری) برای مونتاژهای با قابلیت اطمینان بالا.
• تکنیک‌های خاص مونتاژ: BGA، LGA، CSP، QFN؛ پوشش کانفورمال/نانو؛ اتصالات لبه (انگشتان طلایی); فناوری ترکیبی؛ مدارهای چاپی با ولتاژ و توان بالا.
• آزمون پیشرفته و تضمین کیفیت: AOI، بازرسی پرتو ایکس، آزمون مدار درونی (ICT) آزمون عملکردی مدار (FCT)، تست فلایینگ پروب، سوختن-در (burn-in) و آزمون تنش محیطی.
• راهکارهای مهندسی و تحقیق و توسعه: پشتیبانی از توسعه محصولات سفارشی، بهینه‌سازی چیدمان برد مدار چاپی (PCB) و راهکارهای نمونه‌سازی برای استارتاپ‌ها و تولیدکنندگان تجهیزات اصلی (OEM).
• سیستم‌های دیجیتال یکپارچه: CRM، MES، ERP و نظارت مبتنی بر اینترنت اشیا (IoT) برای ردیابی لحظه‌ای و ارتباط شفاف با مشتری.

جدول خلاصه: خدمات ما در زمینه PCB/PCBA

سوالات متداول: تفاوت PCB و PCBA چیست

سوال ۱: تفاوت اصلی بین PCB و PCBA چیست؟
پاسخ: یک PCB یک برد خالی است که از زیرلایه عایقی (معمولاً FR-4) تشکیل شده و دارای ردیف‌های مسی، ماسک لحیم و سیلک اسکرین است و به عنوان پایه مکانیکی و الکتریکی عمل می‌کند. در حالی که PCBA یک مونتاژ کامل و آزموده است که در آن قطعات الکترونیکی (مانند مقاومت، خازن، آی‌سی و غیره) روی برد نصب و لحیم شده‌اند.
سوال ۲: کدام یک گران‌تر است — PCB یا PCBA؟
پاسخ: PCBA گران‌تر است. هزینه آن شامل خود برد PCB، قطعات الکترونیکی، نیروی کار مونتاژ، آزمایش، مدیریت زنجیره تأمین و کنترل کیفیت می‌شود.
سوال ۳: رایج‌ترین انواع پوشش سطحی PCB کدام‌اند و چگونه بر PCBA تأثیر می‌گذارند؟
پاسخ: پوشش‌های سطحی رایج و تأثیرات آن‌ها:
HASL: مقرون‌به‌صرفه، مناسب برای مونتاژ THT.
ENIG: صاف، مقاوم در برابر اکسیداسیون، ایده‌آل برای قطعات SMT و فاصله کم/BGA.
OSP: ساده، دوستدار محیط زیست، برای استفاده کوتاه‌مدت.
گلد هارد: مورد استفاده در کانکتورهای لبه ("انگشتان طلایی").
سوال 4: معمولاً چه نوع آزمون‌های PCB برای PCBA انجام می‌شود؟
پاسخ: روش‌های متداول آزمون PCBA:
ICT: بررسی قرارگیری قطعات، اتصالات لحیم‌کاری و خطاهاي متداول.
FCT: آزمایش مدارها در شرایط عملیاتی شبیه‌سازی‌شده.
AOI: اطمینان از قرارگیری قطعات، جهت‌گیری و کیفیت لحیم‌کاری.
آزمون پرتو ایکس: برای BGA، CSP، QFN و اتصالات پنهان.
تست فلایینگ پروب: مناسب نمونه‌های اولیه/تولید با حجم پایین (نیازی به فیکسچرهای سفارشی نیست).
تست سوختن/قدیمی‌سازی: فشار آزمایشی بر روی مدارهای چاپی حیاتی برای حذف خرابی‌های اولیه.
سوال 5: کدام صنایع بالاترین استانداردها را برای مدار چاپی (PCB) و مونتاژ مدار چاپی (PCBA) مورد نیاز دارند؟
پاسخ: دستگاه‌های پزشکی، خودرو و خودروهای الکتریکی (EV)، هوافضا و دفاع، مخابرات، کنترل‌های صنعتی.

نتیجه‌گیری: انتخاب راه‌حل مناسب برای موفقیت الکترونیکی

درک تفاوت بین PCB و PCBA فراتر از اصطلاحات صنعتی است؛ این دانش فرآیندهای اصلی تمام دستگاه‌های الکترونیکی (از وسایل الکترونیکی مصرف‌کننده تا ماژول‌های هوافضا) را به دست می‌دهد. این دانش به مهندسان، استارت‌آپ‌ها و تولیدکنندگان کمک می‌کند تا با اطمینان طراحی، تهیه منابع، نمونه‌سازی و تولید را مدیریت کنند.