PCB vs. PCBA: Määräävä opas piirilevyjen valmistukseen ja asentamiseen elektroniikassa

Johdanto: Miksi PCB vs PCBA on tärkeää

Elektroniikka on nykymaailmamme selkäranka, joka toimittaa virtaa kaikkeen yksinkertaisista kulutuslaitteista edistyneisiin avaruustekniikoihin. Jokaisen elektronisen laitteen ytimessä on PCB (Painolevy) ja sen jatkeena PCBA (Painolevyn kokoonpano) .

Tämä opas auttaa sinua hallitsemaan:

PCB:n ja PCBA:n määritelmät ja keskeiset toiminnot.

Koko Pcb-valmistusprosessi ja Pcb-assyppäisyprosessi .

Avain PCB-tyypit ja niiden käyttö kuluttajaelektroniikassa, lääketarvikkeissa, autoteollisuuden ohjauksessa ja muualla.

Päätöstekijät paljaan piirilevyn ja kokoonpanoratkaisujen valinnassa.

Parametrit, jotka vaikuttavat kustannuksiin, suorituskykyyn, luotettavuuteen ja toimitusaikaan.

FR-4 (yleisin): Tarjoaa tasapainon lujuuden, lämpövakaudesta ja sähköeristyksestä.

Korkeataajuuslaminaatit: Kuten Rogers, soveltuvat RF/mikroaaltopiireihin ja korkean nopeuden/taajuuden piireihin alhaisen dielektrisen häviön vuoksi.

Polyimi: Käytetään joustaviin ja jäykkiin-joustaviin piirilevyihin, erinomainen dynaamiseen taivutukseen ja lämmönsietoon.

Alumiinisydän: Korkean tehon LED- ja autoteollisuuden sovelluksiin, joissa tarvitaan tehokasta lämmönhallintaa. Miten valita kumppani Pcb valmistus , Pcb-kokoonpanopalvelut , ja nopea prototyypitys.

Mitä on PCB?

A Pcb-levy on modernien sähköisten piirien perusrakennusosa. Ytimessä Painettu levy on ohut levy—yleensä eristävästä pohjamateriaalista valmistettu—jolle on aseteltu ohuita kuparikerroksia. Nämä kuparikerrokset on syövytetty muodostamaan monimutkaisia kuvioita, joita kutsutaan johdot jotka toimivat sähköisinä reitteinä, jotka yhdistävät erilaisia elektronisia komponentteja, kuten vastuksia, kondensaattoreita, integroituja piirejä (IC) ja liittimiä. Yksinkertaisesti sanottuna PCB mahdollistaa sähköisten signaalien ja virran kulkeutumisen komponenttien välillä tehokkaasti ja luotettavasti , kaikki tiiviissä, järjestetyssä ja valmistettavissa olevassa muodossa.

Tärkeimmät PCB:n komponentit

Pohjamateriaali/kantalevy Suurin osa PCB:istä käyttää FR-4 fR-4:ää, lasikuituvahvistettua epoksi-laminaattia, joka tunnetaan erinomaisesta mekaanisesta stabiilisuudestaan ja sähköeristysominaisuuksistaan. Joustavat ja jäykkyys-joustavat PCB:t voivat käyttää polyimidia tai muita materiaaleja mahdollistaakseen taivuttamisen ja taittamisen.

Kuparikerrokset Jokainen piiri on vähintään yhden kuparikerroksen kanssa tiukasti laminoitu alustan kanssa. Yksipuoleiset PCB:t on yksi kuparikerros, kun taas monitasoiset PCB:t voi olla jopa 30 tai enemmän, mikä mahdollistaa erittäin tiheät ja monimutkaiset piirisuunnittelut. Nämä kerrokset muodostavat johdot ja liitännät jotka määrittävät sähköiset yhteydet.

Juotosmaski Tämä vihreä eristävä kerros levitetään kuparin päälle suojaamaan sitä hapettumiselta ja estämään tahattomat juotosillat aikana Pcb-assyppäisyprosessi . Maskin avoimet kohdat paljastavat vain tarvittavat liitännät elektronisten komponenttien juottamiseen.

Silkkitulostuskerros Erityisellä musteella tämä kerros tulostaa viittausmerkinnät, logot, napaisuusmerkit ja muun tiedon suoraan piirilevyn pinnalle, mikä auttaa asennuksessa, testauksessa ja vianetsinnässä.

Vias ja metalliset läpiviat (PTH)  Viat ovat pieniä porattuja reikiä, jotka on pinnoitettu kuparilla ja mahdollistavat yhteydet kuparikerrosten välillä. Läpivyöhykkeet kulkevat kaikkien kerrosten läpi, kun taas tyyny ja piilotetut viat yhdistävät tiettyjä sisäisiä kerroksia monimutkaisissa, tiheästi kytketyissä piirilevyissä.

Reunaliittimet Nämä ovat kultapinnoitteisia kuparipaddeja piirilevyn reunalla, ja ne tarjoavat rajapinnan irrotettaville moduuleille tai suoraan paikalle asennettaville kortteille – yleistä muistikortteissa ja laajennuskorteissa.

Yleiskatsaus: Pääpiirilevyn kerrokset ja niiden toiminnot

PCB:n tyypit

On monia PCB-tyypit räätälöity tietyille sovellustarpeille:

• Yksipuolinen piirilevy  

• • Komponentit ja kuparikaiteet vain toisella puolella.
  • Käytetään yksinkertaisissa, edullisissa tuotteissa: laskimissa, LED-valaissa.

• Kaksipuolinen piirilevy  

• • Kaiteet ja komponentit molemmilla puolilla, PTH-yhteyksillä liitännöissä.
  • Yleinen virtalähteissä, ilmanvaihto- ja lämmitysjärjestelmissä, teollisissa ohjaimissa.

• Monikerroksinen PCB  

• • 4–30+ kuparikerrosta pinottuna eristeillä, monimutkainen via-suunnittelu ( sokkoreikä/kätketty reikä ).
  • Vaaditaan tietokoneissa, viestintävarusteissa, ilmailussa ja korkean suorituskyvyn signaalinkäsittelyssä.

• Joustavat piirilevyt (Flex PCB)  

• • Valmistettu polyimiidistä, joka taipuu tai taittuu.
  • Käytetään kameroissa, kännyköissä ja säädettyissä laitteissa.

• Sukelias-joustava PCB  

• • Yhdistää jäykät ja joustavat osiot tilan ja kestävyyden optimoimiseksi.
  • Käytetään lääketieteellisissä implanteissa, auton antureissa, ilmailussa.

• Korkeataajuus/korkean tehon PCB:t  

• • Erityinen dielektriikka ja kuparipaksuus, jotka kestävät RF-signaaleita tai merkittäviä lämpökuormia.

Tapaus: Yksipuolinen vs. monikerroksinen PCB

- Ehdotettu perus digitaalinen huonetermostaatti , yksipuolinen PCB vähentää kustannuksia ja nopeuttaa valmistusta, koska piiri on yksinkertainen eikä siinä ole korkean nopeuden signaaleja. Toisaalta, älypuhelimen emolevy on käytettävä monikerroksista PCB:tä: tiheä IC-piirien asettelu ja korkean nopeuden tietosignaalit voidaan saavuttaa vain pinomalla useita kerroksia yhteen, samalla huolehtien signaalin eheydestä ja impedanssin hallinnasta.

Mikä on PCBA?

A PCBA (Painolevyn kokoonpano) on seuraava askel matkalla raakasta suunnittelusta toimiviin elektroniikoihin. Jos PCB (Painolevy) on tyhjä kangas, niin Pcba-laitteet on valmis mestariteos – täytetty elektronisilla komponenteilla, jotka yhdessä muodostavat toimivan sähköpiirin.

Oikeastaan PCBA viittaa PCB:hen, joka on läpäissyt koko kokoonpanoprosessin: kaikki passiiviset ja aktiiviset sähköiset komponentit —kuten vastukset, kondensaattorit, diodit, transistorit ja monimutkaiset integroidut piirit (IC:t)—kiinnitetään ja juotetaan tarkasti kytkentäkaavion mukaan levyyn. Vasta tämän kokoonpanon jälkeen levy muuttuu toimivaksi järjestelmäksi, joka pystyy suorittamaan tarkoitetun tehtävänsä, olipa kyseessä teollisuusajon tehonsäätö, viestintälaitteen signaalien hallinta tai monimutkaisen mikro-ohjaimen käyttäminen IoT-laitteessa.

Tärkeimmät komponentit ja PCBA-rakenteen rakenne

The Pcba-laitteet on enemmän kuin vain osiensa summa; se on mekaanisen, sähköisen ja materiaalitekniikan saumaton yhdistelmä. Näin koostuu standardi PCBA:

• Peruslevy (PCB): Tämä on alustana oleva materiaali ja kupariverkot, joita käsiteltiin aiemmin.
• Elektroniset komponentit: Tähän kuuluu sekä passiiviset komponentit (vastukset, kondensaattorit, käämit), aktiiviset komponentit (diodit, transistorit, IC:t) ja elektromekaaniset osat (liittimet, releet, kytkimet).
• Juotospastaa: Jauhetun juotteen ja juotteen liotteen seos, joka levitetään kytkentälevyn asennusalueille. Se mahdollistaa vahvat ja johtavat liitokset uudelleenjuottoprosessin aikana.
• Jäljet, liitosalueet ja viat: Mahdollistavat tarvittavan sähköisen kytkennän komponenttien välillä, joskus täydennettynä virta- ja maatasoilla parantuneen impedanssinsäätö ja EMI-suorituskyvyn saavuttamiseksi.
• Juoteliitokset: Muodostuvat Pcb-assyppäisyprosessi joko SMT- tai THT-menetelmillä, nämä liitokset kiinnittävät jokaisen komponentin ja tarjoavat sekä mekaanista lujuutta että sähköistä yhteyttä.

Käytännön esimerkki: PCBAn rakenne

• Pcb: 6-kerroksinen FR-4, kultasormet reuna liitosta varten, mikroviat tiheää liitosta varten.
• Valmistuskomponentit: 256 vastusta, 50 kondensaattoria, 3 BGAa, 1 mikro-ohjaimen IC, 12 liittimää.
• Juotospastaa: SAC305 Sn-Ag-Cu -seos lyijyttömään luotettavuuteen.
• Kokoonpano: 95 % SMT, 5 % THT (liittimiä ja suuritehoisia komponentteja varten).

PCBA-kokoonpanomenetelmät

PCB-koostossa käytetään kahta pääasiallista teknologiaa: Pinta-asennustekniikka (SMT) ja Läpivientitekniikka (THT) . Joidenkin edistyneiden koostojen yhteydessä näitä menetelmiä yhdistetään, erityisesti kun prototyypin kokoonpano tai kun vaaditaan sekä mekaanista lujuutta että korkeaa komponenttitiheyttä.

1. Pinnemonttitekniikka (SMT)

SMT on nykyaikaisessa elektroniikassa hallitseva PCB-kooston menetelmä. Komponenttien jalkoja ei asenneta reikien läpi, vaan komponentit asetetaan suoraan piirilevyn pinnalle erityisille liittimille.

SMT:n edut ovat seuraavat:

• Miniatyrisointi: Mahdollistaa tiheän pakkaamisen pienempiä ja kevyempiä tuotteita varten.
• Korkean nopeuden automatisoitu asennus: Käyttää edistyneitä poiminta-ja-asenta-koneita nopeaan ja tarkkaan komponenttiasennukseen.
• Parempi sähkösuorituskyky: Lyhyemmät yhteydet tarkoittavat alhaisempia häviövaikutuksia ja parantuneen taajuusvasteen käyttäytymistä.
• Kustannustehokas suurten tuotantomäärien valmistukseen: Automaatio vähentää työkustannuksia ja lisää läpimenoa.

SMT on ideaalinen seuraaviin sovelluksiin:

• Älypuhelimet, tabletit, älykellot
• Verkko-ohjeet
• Lääketieteellinen diagnostiikka
• Auton elektroniset ohjausyksiköt (ECU)

Keskeiset vaiheet SMT-asennuksessa:

• Soluliimapinnat: Juoteliuos levitetään liittimiin stensilin avulla.
• Komponenttien asettaminen: Automaattiset komponenttilaitteet asettavat osat liuskapinnoille.
• Liu'utuspinnatys: Levyn läpikuljetus uunin läpi; liima sulaa ja jähmettyy, luoden vahvat sähköiset/mekaaniset liitokset.
• Tarkastus: Automaattinen optinen tarkastus (AOI) ja röntgenjärjestelmät varmentavat komponenttien asennon ja juotoksen laadun, erityisen tärkeää BGA:ille ja pienen välin IC:ille.

2. Läpivirtaustekniikka (THT)

- Ei, ei, ei, ei sisältää komponenttien johtojen asentamisen porattuihin reikiin piirilevyssä ja niiden juottamisen vastakkaiselta puolelta, yleensä aaltojuottamalla tai manuaalisilla menetelmillä.

THT:n edut:

• Erinomaiset Mekaaniset Vahvuusominaisuudet: Ihanteellinen komponenteille, jotka ovat alttiina mekaaniselle rasitukselle.
• Yksinkertaisuus käsijuurissa ja prototyyppien valmistuksessa
• Suositeltava korkean jännitteen, suuren tehon ja tehtävästä riippuvien liittimien osalta.

THT on yleistä:

• Ilmailu- ja puolustuselektroniikassa
• Tehomuuntajissa ja teollisuuden ohjauksissa
• Vinttage- tai kunnossapidollisesti optimoidut elektroniikka

THT-asennusprosessi:

• Komponenttien asennus: Komponenttien sijoitus käsin tai robottisesti porattuihin PTH-reikiin.
• Juottaminen: Usein aaltojuotetta käytetään suurten sarjojen valmistukseen, tai käsijuoitetta pienille sarjoille tai erikoistapauksille.
• Leikkaus ja puhdistus: Ylitse jäävät johdot leikataan pois; levyt puhdistetaan poistaakseen juotesulatteen jäämät.

SMT vs. THT: Yleiskatsaus

PCBA: Kokoonpanon tuoksuneen – Toiminnallisesti valmis

Valmistunut Pcba-laitteet käy läpi kattavan PCBA-testaus ennen toimitusta, varmistaen että kaikki sähköiset ja toiminnalliset vaatimukset täyttyvät. Tähän sisältyy Piirilevyn sisäinen testaus (ICT) , Toiminnallinen piirikorttien testaus (FCT) , sekä yhä kehittyneempiä menetelmiä, kuten Automaattinen optinen tarkastus (AOI) ja röntgenkuvaus kriittisille kokoonpanoille, kuten BGA (Ball Grid Array) ja LGA-osat.

Miten PCB ja PCBA liittyvät toisiinsa?

Suhde välillä PCB (Painolevy) ja PCBA (Painolevyn kokoonpano) on nykyaikaisen elektroniikkateollisuuden ytimessä. Tämän yhteyden ymmärtäminen on välttämätöntä tuotesuunnittelijoille, hankintavastaaville ja elektroniikka-insinööreille, jotka tarvitsevat siirtymään konseptista toteutukseen mahdollisimman tehokkaasti.

Miten PCB muuttuu PCBAsiksi

Vaiheittainen muunnos

• Piirisuunnittelu ja PCB-lätkän asettelu : Insinöörit käyttävät CAD- ja PCB-suunnittelun ohjelmia suunnitellakseen sähköiset kytkennät. He luovat Gerber-tiedostot, BOM:n ja komponenttien sijoitustiedot, jotka määrittävät Pcb prototyyppi .
• PCB:n valmistus : Pelkkä piirilevy valmistetaan suunnitelman mukaan – kupari syövytetään, viat metallipinnoitetaan, juotosuojamaali ja tulostusmerkinnät lisätään.
• Komponenttien hankinta : Kaikki tarvittavat sähköiset komponentit —pintakiinnitteisistä IC:istä suurten lämmönpoistimien kanssa oleviin transistoreihin—hankitaan, tarkistetaan ja valmistellaan.
• Pcb-assyppäisyprosessi : Käyttämällä pick-and-place -koneet sMT:tä varten tai huolellista käsipohjaista/automaattista asennusta THT:lle varten komponentit sijoitetaan tarkasti.
• Juuritustusprosessi : Juotospasta juotetta sovelletaan SMT:hen; uudelleenlämpökilvet muodostavat kestävät liitokset. THT-komponentit käyvät läpi aaltojuottamisen tai valikoivan juottamisen.
• PCBA-testaus : Koottu levy nyt testataan perusteellisesti— Piirilevyn sisäinen testaus (ICT) , toiminnallinen testi (FCT), AOI, röntgentarkastus monimutkaisille komponenteille, kuten BGAt.
• Valmis PCBA : Lopputulos — täysin toimiva elektroninen piiri, joka on valmis käyttöön tai integroitavaksi tuotteeseen.

PIR–PCBA-suhteen visualisointi

Käytännön seuraukset

Pcb-levy on olennainen osa varhaisvaiheen prototypointia ja suunnittelun validointia, mahdollistaen insinööreille kytkentäkaavioiden ja korkean nopeuden reitityksen testaamisen ennen komponenttien asennusta.

ICT (Piirilevyn sisäinen testaus): Koetin testaa sähköisiä ominaisuuksia tarkistaen juotteen eheyden, oikosulut, katkot ja peruslaitteen toiminnan.

FCT (Toiminnallinen testaus): Simuloi piirilevyn todellista käyttöympäristöä, vahvistaen firmwaren, viestinnän ja koko piirin toiminnan.

Flying Probe -testaus: Neulakoettimet liikkuvat nopeasti levyn yli testaten avoimia/oikosulkuja ilman räätälöityä kiinnikettä – kustannustehokas ratkaisu prototyypeille ja pienille sarjoille.

AOI & Röntgentutkimus: Tarkistaa BGA-/piirisirupakkausten alla olevat juotosliitokset, jotka eivät näy tavallisilla kameroilla.

Ikääntymis/käyttöönotto-testi: Kuormittaa PCBA:ta korotetuilla jännitteillä ja lämpötiloilla, havaitsee varhaiset vioittumiset ja määrittää luotettavuusmittarit. Pcba-laitteet on ratkaisevan tärkeä toiminnallisessa testauksessa, tuotetoimituksessa ja asiakkaan toimituksessa, yhdistäen sähkö-, mekaniikka- ja valmistusosiot sujuvaan prosessiin.

PCB-valmistusprosessi: Konseptista paljaaksi levymäiseksi tuotteeksi

The Pcb-valmistusprosessi on sarja erittäin tarkasti ohjattuja vaiheita, jotka muuntavat sähköisen kaavion konkreettiseksi, tarkaksi ja kestäväksi alustaksi nykyaikaisten sähköisten innovaatioiden rakentamiseen. Tilaatpa Pcb prototyyppi tai valmistaudut massatuotantoon, onnistuminen alkaa tämän prosessin ymmärtämisestä yksityiskohtaisesti.

1. PCB-suunnittelu ja Gerber-tiedostojen luonti

Jokainen PCB-projekti alkaa PCB-suunnittelu käyttäen erikoistunutta CAD-ohjelmistoa. Insinöörit suunnittelevat levyn ja määrittävät reitityksen johdot sekä kaikkien komponenttien, viapisteiden ja padien sijoittelun. Näkökohdat, kuten jäljen leveys , välistys ja kuparikerrosten määrä määritetään sen mukaan, sähköinen suorituskyky , lämpövaatimukset ja mekaaniset rajoitteet. Varmistaakseen yhteensopivuuden edistyneiden PCB-asennusprosessien kanssa, on noudatettava asianmukaisia DFM (suunnittelu valmistettavuuden kannalta) käytäntöjä, kuten riittävän suuria padeja, selkeitä silkkipainomerkintöjä ja hyvin määriteltyjä estovyöhykkeitä.

Tuloksena on olennainen joukko valmistustiedostoja :

• Gerber-tiedostot : Nämä ovat "piirustukset", jotka sisältävät kuvan jokaiselle kuparikerrokselle, juotosuojalle, silkkipainatukselle ja ääriviivalle.
• Poraus-tiedostot : Määrittelevät tarkat sijainnit ja halkaisijat reikien (viat, läpiviennit, kiinnitysreikien) poraamiseen.
• BOM (osaluettelo) : Kattava luettelo kaikista elektronisista ja mekaanisista komponenteista.
• Pick and Place/asennustiedot : Laitteelle Smt kokoonpano , jossa selitetään tarkasti, minne kukin osa on asennettava.

Faktana: yksittäinen virhe Gerber-tiedostossa voi pysäyttää useita miljoonia maksavan tuotantosarjan ja heikentää tuotteen luotettavuutta.

2. Substraatin valmistus ja laminointi

The PCB-substraatti —usein FR-4 kova levylle tai polyimidi joustaville piireille—valmistellaan suurina arkkina.

• Kuparipäällysteiset laminaatit valitaan lopullisten kerrosten vaatimusten mukaan (yhden, kahden tai monikerroksisen PCB:n).
• Käytettäväksi monikerroksisen PCB:n valmistuksessa , ytimet ja prepreg-materiaalit puristetaan ja liitetään lämmöllä ja paineella muodostaakseen kiinteän, stabiilin rakenteen.

3. Kuviointi — Valokemikaali, altistus ja kuparin syövytys

Tässä vaiheessa luodaan monimutkaiset piirikuvioinnit :

• Kerros valonherkkää polymeeriä (valonherkkä polymeeri) levitetään kuparin päälle.
• Levy altistetaan UV-valolle valomaskin kautta, joka määrittää, missä kuparin on säilytettävä.
• Valtumaton valomuovi pestään pois, ja haluttu kupari poistetaan kemiallisesti gravuuri prosessissasi.
• Tulos: levy tarkalla kuparilla johdot ja liitännät seuraen insinöörin suunnitelmaa.

4. Poraus, viat ja pinnoitus

Modernit PCB:t perustuvat monimutkaisiin kerrosten välisiin yhteyksiin :

• CNC-porakoneet tekevät tuhansia tarkkoja reikiä viat , PTH , ja kiinnityspisteitä.
• Mikroviat , sokkiviat , ja piilotetut viat muodostetaan käyttäen edistyneitä laser- tai peräkkäispinnoitustekniikoita tiheästi kytkettyjä (HDI) piirilevyjä varten.
• Kuparinkorotus suorittaa näiden reikien pinnoituksen, luoden sähköiset yhteydet kuparikerrosten välille koko kerrosrakenteessa.

5. Juotosmaskin käyttöönotto

Seuraavaksi tuttu vihreä (tai joskus sininen, punainen tai musta) juotosmaski käytetään:

• Tämä eristävä kerros peittää kaikki PCB:n alueet paitsi komponenttipadit ja tietyt testipisteet.
• Juotosmaski estää tahattomat juotossillat kokoonpanon aikana ja suojaa kuparia korroosiota vastaan.

6. Silkkitulostus

Tärkeä askel kokoonpanoa ja huoltoa varten silkkitulostuskerros käyttää eristävää mustetta tulostaakseen tunnisteet, napaisuusmerkit, logot ja muut tunnisteet:

• Selkeä silkkitulostus parantaa kokoonpanotarkkuutta ja helpottaa myöhempää vianetsintää ja huoltoa.

7. Pinnan viimeistely

Kaikki paljastetut kuparipadit on suojattava ja valmistettava juotettaviksi:

• Yleisiä viimeistelyjä ovat HASL (kuumailmajuotos tasaus) , ENIG (kemiallinen nikkelimmersiokulta) , OSP (orgaaninen juotoskyvyn säilyttäjä) , ja kovapinnoite kulta (suunnilleen kultasormet ja reunaosat.
• Valinta vaikuttaa PCB-asemblaan luotettavuus , säilyvyysaika , ja hitsattavuus .

8. Sähköinen testaus ja lopulliset valmistusvaiheet

Ennen kuin mikään levy siirtyy Pcb-assyppäisyprosessi :

• Sähkötestaus —käyttäen lentävää neulaa tai neulapatentesteriä—tarkistaa oikosulut ja avoimet yhteydet.
• Visuaalinen tarkastus varmistaa rekisteröinnin, pinnoitteen laadun ja puhtauden.

PCB-valmistusprosessin yleiskatsaus -taulukko

Ammattimaisen PCB-valmistuksen arvo

AMMATTITAITOINEN PCB:n valmistus palvelut minimoivat virheet, mahdollistavat nopea käännös PCB tuotannon ja tarjoavat korkean tasoisesti johdonmukaisuuden suurille tai pienille PCB-tilauksille. Edistyneiden laitteiden ja ohjausjärjestelmien avulla valmistajat saavuttavat paitsi mitallisen tarkkuuden myös sähköisen luotettavuuden, joka on kriittistä ilmailu , lääketieteelliset laitteet , ja autotekniikan elektroniikka .

PCBA-asennusprosessi: Piirilevyistä toiminnallisia laitteita

Kun PCB-valmistus toimittaa tyhjän piirilevyn, seuraava keskeinen vaihe on Pcb-assyppäisyprosessi (PCBA-prosessi), joka muuttaa passiivisen PCB:n toiminnalliseksi painetun piirilevyn asennoksi (PCBA). Tässä vaiheessa suunnitelma todella herää henkiin, kun sähköiset komponentit komponentit asetetaan, liitetään ja testataan, jotta saadaan aikaan toimiva piiri, joka pystyy käyttämään kaikkea kuluttajalaitteista korkean luotettavuuden ilmailu- ja avaruustekniikkajärjestelmiin.

1. Valmistautuminen asennukseen: Tiedostot, hankinta ja tarkastus

Tehokas PCBA-kokoonpano alkaa tarkalla tiedolla ja luotettavilla materiaaleilla:

• Tarvikelista (BOM): Luettelee kaikki komponentit — vastukset, kondensaattorit, integroidut piirit (IC:t), liittimet jne. — valmistajan osanumeroineen, arvoineen, toleransseineen, pakkaustyyppeineen ja hankintatiedoin.
• Gerber-tiedostot: Ohjaavat tarkan komponenttien sijoittelun ja padijalan asettelun, varmistaen yhteensopivuuden alkuperäisen PCB-suunnittelun kanssa.
• Sentroidi- (poimi-ja-aseta-) tiedostot: Sisältävät x-, y-koordinaatit, kiertokulman ja asennuspuolen jokaiselle SMT-komponentille, mikä on olennaista automatisoiduille kokoonpanolinjoille.
• Komponenttien tarkastus: Komponentit käyvät tiukkojen visuaalisten ja sähköisten laaduntarkastusten läpi (IPC-standardien mukaan), jotta vältetään epäluotettavien tai alilaatuisten osien aiheuttamat toimintahäiriöt.

2. Pinnalle asennettava teknologia (SMT) -kokoonpanoprosessi

Smt kokoonpano hallitsee nykyaikaista PCBA-kokoonpanoa sen nopeuden, miniatyrisoinnin ja automaatiota koskevan yhteensopivuuden ansiosta.

SMT-vaiheet

Juotosmassan levitys: Ruostumattomasta teräksestä valmistettu stensili asetetaan piirilevyn päälle, ja juotospasta —pieneen juotosmassaan jauhetun juotoksen seos—levitetään sen yli, täyttäen näkyviin jääneet komponenttipadit.

Automaattinen komponenttien asennus: Suuritehoiset robottikäsivarsijärjestelmät, jotka on varustettu kuvantunnistusjärjestelmillä, nappaavat pienet SMD-komponentit (Surface-Mount Devices) —kuten mikropiirit, vastukset ja kondensaattorit—rullilta tai laatikoista ja asettavat ne massalla peitettyjen padien päälle suoraan sentroididatan mukaan.

Liu'utuspinnatys: Täytetty piirilevy siirtyy monivyöhykkeiseen uunikuumaan .Tarkasti ohjatut lämpötilaprofiilit sulattavat juotosmassan, joka sen jälkeen jähmettyy ja kiinteistyy muodostaen luotettavat sähköiset ja mekaaniset yhteydet komponenttien jalkojen ja kuparipadien välille.

Automaattinen optinen tarkastus (AOI): Korkearesoluutioiset kamerat skannaavat jokaisen levyn vertaamalla todellista komponenttiasennusta ja juotoksien laatua suunnitteluasiakirjoihin. Tämä havaitsee epätarkat asennot, hautakiveilmiöt, ilmaraot ja oikosulut ennen kuin kokoonpano etenee.

SMT-prosessi yhdellä silmäyksellä

3. Läpivientitekniikka (THT) -asennusprosessi

Suuret liittimet, tehopiirikomponentit, muuntajat ja osat, jotka vaativat lisävahvuutta, käyttävät THT-asennusta . Tämä prosessi sisältää:

Komponenttien asennus: Työntekijät (tai robotit) asettavat komponenttien johdot reikään metalliset reikäkiinnitykset (PTH:t), varmistaen oikea suuntaus ja sijoitus silkkipainotteen mukaan.

Aaltopinnat Kortti kulkee sulassa juotetta muodostavan aallon yli, joka muodostaa heti satoja kestäviä liitoksia juotepuolelle. Herkille tai monimutkaisille kokoonpanoille käytetään myös valikoivaa juottamista ja manuaalista kosketuksentekoa.

Johdonleikkaukset ja puhdistus Kortin läpi ulottuvat ylimääräiset johdot leikataan pois. Kortit pestään poistaakseen juotteen ja jäämät, mikä varmistaa pitkäaikaisen suorituskyvyn ja eristysresistanssin.

4. Sekateknologiset kokoonpanot

Nykyajan kortit vaativat usein sekä SMT- että THT-tekniikoita . Esimerkiksi virtalähteen PCBA voi käyttää SMT:tä signaalinkäsittely-IC:issä ja THT:tä suurvirrallisten liittimien kohdalla. Tämä sekatekniikka maksimoi sähköisen suorituskyvyn ja mekaanisen kestävyyden.

5. Tarkastus, testaus ja laadunvarmistus

Ammattimainen PCB-asennus päättyy aina kovasti testaus ja tarkastus taataksesi luotettavuuden – erityisen tärkeää lääketieteelliset laitteet , autotekniikan elektroniikka , ja ilmailuteollisuuden PCB:lle .

Miten valita luotettava PCB-/PCBA-valmistaja

Oikean kumppanin valinta PCB:n (painetun piirilevyn) valmistus tai PCBA (Painolevyn kokoonpano) tarve on yksi tärkeimmistä päätöksistä elektroniikkatuotteen elinkaaren aikana. Sopimusvalmistajan osaaminen, prosessien laatu ja palvelujen huippusuoritus vaikuttavat suoraan piirilevysi suorituskykyyn, kehitysnopeuteesi, kustannuskilpailukykyysi – ja lopulta markkinaonnistumiseesi.

Riippumatta siitä, tarvitsetko nopeaa prototyyppiä, monimutkaisia monikerroksisia rakenteita tai valmiin asennuksen vaativiin sovelluksiin, luotettavan PCB-/PCBA-toimittajan on tarjottava enemmän kuin vain hyvää hinnoittelua. Tässä mitä sinun tulisi etsiä:

1. Toimialakokemus ja erikoistuminen

Todistettu menestyskerta teidän sovellusalueellanne on ratkaisevan tärkeää. Lääketeollisuuden laitteet, autoteollisuuden ECU:t, ilmailuelektroniikka, kuluttajaelektroniikka ja teollisuuden ohjausjärjestelmät kaikki edellyttävät erilaisia vaatimuksia standardienmukaisuudelle, dokumentoinnille ja toleransseille. Tarkkaile:

• Toiminta-ajan vuosia, julkaistuja käyttötapauksia tai asiakastodistuksia.
• Alakohtaista asiantuntemusta (esim. lääketeollisuus, autoteollisuus, korkeataajuuspiirit tai jäykkä-joustavat piirit).

2. Sertifikaatit, standardienmukaisuus ja prosessikontrollit

Luotettavat PCB-/PCBA-valmistajat noudattavat kansainvälisiä standardeja suorituskyvyn, luotettavuuden ja jäljitettävyyden takaamiseksi. Vaadi:

• ISO 9001: Laadunhallintajärjestelmä.
• ISO 13485 tai IATF 16949: Lääketeollisuuden ja autoteollisuuden sovelluksiin.
• UL, RoHS, Reach: Ympäristövaikutusten turvallisuus ja materiaalien standardienmukaisuus.
• IPC-standardit (IPC-6012/6013 PCB:ille, IPC-A-610 asennon laadulle).
• Täydellinen prosessidokumentaatio, eräkohtainen jäljitettävyys ja laatuiraportointi .

3. Tekniset kyvykkyydet ja tehdasinvestoinnit

Edistykselliset PCB- ja PCBA-kumppanit tarjoavat kehittyneitä valmistustekniikoita:

• Suuri kerrosmäärä monikerroksisen PCB:n valmistuksessa (4–30+ kerrosta).
• Microvias, sokeat ja hautautetut viat, BGA-asennus .
• Tuki erikoisille PCB-materiaalit (korkeataajuus, paksu kupari, keraaminen, metallipohjainen).
• Tilat sekä nopeisiin PCB-prototyyppien valmistukseen että suurten tuotantosarjojen valmistukseen.
• Sisäinen AOI-, röntgentarkastus-, toiminnallinen ja lennokkitestaus.
• Valvotut ympäristöt (ESD-turvalliset, lämpötila/kosteus seurannassa).

4. Valmistettavuuden suunnittelu (DFM) -tuki

Erinomaiset valmistajat tuovat arvoa jo ennen kuin yhtäkään piiriä on valmistettu:

• DFM-arvioinnit vähentääkseen kokoamisvirheitä, optimoidakseen tuottavuuden ja havaitakseen ongelmia juotesolmuissa, silkkipainekuvioiden sekaannuksissa tai komponenttien sijoittelussa.
• Palaute Puhdistinjännitteiden asettelu , jäljen leveys, välistys ja kerroksrakenne luotettavaa valmistusta varten, erityisesti HDI-, BGA- ja hienojakoisten/impedanssia herkästi vaativien rakenteiden osalta.

5. Laadunvalvonta ja testauskyky

Laadunvarmistus ei ole vain yksi tarkistuslista – toimittajan on tarjottava monivaiheisia tarkastuksia sekä piireille että kokoetuille yksiköille:

• Prosessin aikainen ja linjan päässä tehtävä AOI, automatisoitu röntgentarkastus ja manuaalinen tarkastus.
• Kattava PCBA-testipalvelut (ICT, FCT, lentävä mittauspää, kuumennustestaus, ympäristötestaus).
• Virheilmoitus, tuottavuusanalyysi ja läpinäkyvä viestintä.

6. Komponenttien hankinta ja toimitusketjun vahvuus

Viivästykset ja virheet johtuvat usein komponenttipulasta tai väärennöksistä. Luotettavat valmistajat:

• Hankkivat komponentit valtuutetuista, jäljitettävissä olevista ja tarkastetuista jakelijoista.
• Pyrkivät varautumaan globaaleihin toimituskatkoihin.
• Voivat ehdottaa sopivia vaihtoehtoja, jos BOM-komponentti on poistunut käytöstä tai viivästyy.

7. Käsittelyaika, kustannukset ja palvelu

• Toimitusaika: Voivatko he toimittaa nopeasti valmistetut prototyypit — 24–72 tuntia PCB:lle, viikko tai vähemmän perus PCBA:lle — vai täyttääkö he tiukat massatuotannon aikataulut?
• Hintojen läpinäkyvyys: Yksityiskohtaiset tarjoukset, jotka kattavat PCB-valmistuksen, komponenttien hinnat, asennustyön ja testauksen.
• Myyntipalvelut: RMA-prosessit, saatavilla oleva tekninen tuki ja takuuehdot.

Arviointitarkistusluettelon taulukko

PCBA-palvelumme ja kyvykkyydet

Luotettavana kumppanina elektroniikka-alalla ymmärrämme, että saumaton integraatio on olennaisen tärkeää menestykseen, olipa kyse pikakäännöksen prototyypistä tai laajamittaiseen tuotantoon siirtymisestä. Pcb valmistus ja Pcb-kokoonpanopalvelut tarjouksemme perustuu huipputeknologiaan, tiukkoihin laatuvaatimuksiin ja syvään alan asiantuntemukseen, joiden avulla voit toteuttaa elektronisia innovaatioitasi tehokkaasti ja luotettavasti.

1. Kattavat PCB- ja PCBA-palvelutarjoukset

Osaamisemme kattaa koko PCB- ja PCBA-arvoketjun:

• Älykäs PCB-valmistus: Edistynyt PCB-valmistus korkean tarkkuuden laitteistolla; tukee jäykkiä, joustavia sekä jäykko-jousto-PBC:itä; kerrosmäärät 1–30+:; materiaalit mukaan lukien FR-4, polyimidi, Rogers, alumiini ja erikoisalustat.
• PCB-suunnittelun tuki: DFM-tarkastukset, pinnoitteen optimointi, impedanssien hallinta ja ohjeet teollisuusstandardien noudattamiseksi ( IPC , ISO ).
• Prototyyppi ja pienoisserian tuotanto: Erityisesti nopeaan käännökseen suunnitellut PCB-prototyypin palvelut nopeutettuja iteraatioita varten, joiden avulla minimoidaan suunnittelusta markkinoille -aika.
• Korkean volyymin tuotanto: Automaattiset linjat, tiukat prosessikontrollit ja logistiikkatuki skaalautuvalle valmistukselle.
• Komponenttien hankinta ja varmennus: Maailmanlaajuinen, valtuutettu toimitusverkko, täysi jäljitettävyys sekä riskienhallinta väärennysten ja puutteiden varalta.
• Valmiiksi koottavat PCB:t: Tarkkuus SMT (pintakiinnitystekniikka) , nopea komponenttinostopick-and-place, automatisoitu stensilipainatus, reflow-lasaus , ja THT (läpivientitekniikka) korkean luotettavuuden kokoonpanoja varten.
• Erikoiskokoonpanomenetelmät: BGA, LGA, CSP, QFN; konformi/nano-pinnoite; reunaohjaimet (kultasormet); sekateknologia; korkeajännitteiset ja suuritehoiset PCBAt.
• Edistynyt testaus ja laadunvarmistus: AOI, röntgentarkastus, Piirilevyn sisäinen testaus (ICT) , toiminnallinen piiritestaus (FCT), lennävä koepää, kypsytystestaus ja ympäristövaatimustestaus.
• Ingenjörs- och FoU-lösningar: Mukautetun tuotteen kehitystuki, PCB:n asettelun optimointi ja prototyyppiratkaisut sekä startupeille että OEM:ille.
• Integroidut digitaaliset järjestelmät: CRM, MES, ERP ja IoT-yhteydessä oleva valvonta reaaliaikaiseen jäljitettävyyteen ja läpinäkyvään asiakasviestintään.

Yhteenvetotaulukko: PCB-/PCBA-palvelumme

UKK: PCB vs. PCBA

K1: Mikä on pääasiallinen ero PCB:n ja PCBA:n välillä?
V: PCB on tyhjä levy, joka on valmistettu eristävästä substraatista (yleensä FR-4) kuplajohtojen, juotteenestekalvon ja tulostuskalvon kanssa, ja joka toimii mekaanisena ja sähköisenä perustana. PCBA on toimiva, testattu kokoonpano, jossa elektroniset komponentit (vastukset, kondensaattorit, IC:t jne.) on asennettu ja juotettu PCB:lle.
K2: Kumpi on kalliimpi – PCB vai PCBA?
V: PCBA on kalliimpi. Sen hintaan kuuluu PCB itse, elektroniset komponentit, asennustyö, testaus, toimitusketjun hallinta ja laadunvalvonta.
K3: Mitkä ovat yleisimmät PCB-pinnankäsittelyt ja miten ne vaikuttavat PCBA:han?
V: Yleisiä pinnankäsittelyjä ja niiden vaikutuksia:
HASL: Kustannustehokas, sopii THT-kokoonpanoon.
ENIG: Tasainen, hapettumisella kestävä, ideaali SMT- ja hienojakoisten/BGA-komponenttien kanssa.
OSP: Yksinkertainen, ympäristöystävällinen, lyhytaikaiseen käyttöön.
Kovametallipinnoite (Hard Gold): Käytetään reunaliittimiin ("kultasormet").
Q4: Mitä tyyppisiä PCB-testejä tehdään tyypillisesti PCBA:lle?
A: Yleiset PCBA-testausmenetelmät:
ICT: Tarkistaa komponenttien asennuksen, juotoksien ja yleiset vioittumat.
FCT: Testaa piirejä simuloiduissa käyttöolosuhteissa.
AOI: Varmistaa komponenttien sijainnin, suunnan ja juotoksen laadun.
Röntgenkatselu: BGAn, CSP:n, QFN:n ja piilotettujen liitosten kohdalla.
Flying Probe -testi: Sopii prototyypeille/matalan määrän tuotantosarjoille (ei tarvita erikoisvarusteita).
Käyttöönotto-/ikäännystesti: Rasittaa tehtävään kriittisiä PCB-piirejä poistaakseen varhaiset vioittumiset.
K5: Missä toimialoilla vaaditaan korkeimpia standardeja PCB- ja PCBA-tuotteille?
V: Lääketeollisuus, autoteollisuus ja sähköajoneuvot, ilmailu ja puolustus, telekommunikaatio, teollisuuden ohjausjärjestelmät.

Yhteenveto: Oikean ratkaisun valinta elektronisen menestyksen saavuttamiseksi

PCB:n ja PCBA:n erojen ymmärtäminen menee alan terminologian yli – se hallitsee kaikkien elektronisten laitteiden keskeiset prosessit (kuluttajalaitteista avaruusmoduuleihin). Tämä tietämys auttaa insinöörejä, startup-yrityksiä ja valmistajia suunnittelemaan, hankkimaan, prototypoimaan ja tuottamaan luottavaisesti.