Pcb-Assembly-Process

Postupak montaže tiskane ploče korak po korak

Uspješan Montaža PCB je pažljivo organizirana operacija koja pretvara ploču štampane ploče bez komponenti — izrađenu prema vašem točnom dizajnu tiskane ploče — u gotov, funkcionalan hardverski proizvod. Ovaj proces je srž elektroničke proizvodnje i obuhvaća sve od pripremnih provjera vaših datoteka dizajna do testiranja kvalitete gotove sklopljene ploče. Slijedi detaljan pregled svake glavne faze Tijeka procesa montaže tiskane ploče , uključujući oba Tehnologija površinske montaže (SMT) i Kroz-rupe tehnologija (THT) elemenata.

1. Dizajn za montažu (DFA) i pripremu za proizvodnju

Prije nego što se postavi ili zalije bilo koji komponent, stručni partneri za montažu započinju s Provjerom DFA-a (dizajn za montažu) . Ova provjera ključna je za glatku i bezgrešnu PCBA:

• Integritet datoteka: Pregled Gerber datoteka, ODB++ datoteka te podataka o centroidu/postavljanju komponenti.
• Provjera BOM-a: Osiguravanje da popis materijala (BOM) odgovara otisku i rasporedu na tiskanoj ploči (PCB).
• Pregled napomena za montažu: Provjera jasnoće napomena za montažu PCBA; potvrđivanje zahtjeva kupca.
• Provjera dimenzija otiska: Osiguravanje razmaka između komponente i rupe, točnosti uzorka površine i odgovarajućih veličina padova za SMT i THT komponente.
• Upravljanje toplinom i razmak od ruba ploče: Provjera ispravne upotrebe termalnih mostova na bakrenim ravninama i dovoljnih zona bez traga uz rub ploče PCB — osobito važno za automatiziranu obradu.
• Provjera usklađenosti: Potvrđivanje da dizajn slijedi standarde IPC-A-600 i IPC-6012 za proizvodnju i inspekciju.

2. Proces montaže SMT (tehnologija površinske montaže)

SMT montaža je najbrži i najautomatiziraniji dio sklopa PCB-a, omogućujući postavljanje povrinski montiranih uređaja (SMD) visoke gustoće i niskih troškova.

A. Tisak i provjera lemilnog ljepila

Proces započinje točnim nanošenjem ljepljiva tina —mješavine izuzetno sitnog praha lemilnog sredstva i trosiva—na pločice PCB-a.

• Tintiranje: Čelične folije se koriste za nanos lemilnog ljepila samo na onim mjestima gdje su izložene SMD pločice.
• Provjera ljepila: Automatizirani strojevi provjeravaju savršenu količinu i položaj ljepila, što je ključno za izbjegavanje nedovoljnih spojeva ili kratkih spojeva.

B. Automatizirano postavljanje komponenata hvatanjem i postavljanjem

Kada je lemilno ljepilo na svom mjestu, napredni strojevi za postavljanje točno postaviti SMD čipove, otpornike, kondenzatore, integrirane sklopove (uključujući BGA i QFN) i druge komponente na ploču.

• Može postaviti desetke tisuća komponenata po satu .
• Precizno postavljanje poboljšava iskoristivost i integritet signala.
• Podaci dolaze iz datoteka za hvatanje i postavljanje (centroid datoteke) generirane tijekom dizajniranja PCB-a.

C. Reflow lemljenje

Nakon toga se popunjena ploča prosljeđuje kroz reflow pećnica :

• Više termičkih zona: Postupno zagrijava ploču kako bi olovne čestice stopio u čvrste električne i mehaničke lemljene spojeve, istovremeno zaštićujući osjetljive dijelove.
• Atmosfera dušika: Sklopovi visoke pouzdanosti često koriste inertni plin dušik za čišće i izdržljivije lemljene spojeve.
• Optimizacija profila: Kontrolirani temperaturni profili sprječavaju hladne spojeve, efekt 'tombstoninga' ili izobličenje tiskane ploče uzrokovano toplinom.

D. Automatska optička inspekcija (AOI)

AOI sustavi snimaju slike visoke rezolucije oplemenjene ploče radi provjere prisutnosti grešaka poput:

• Mostova i prekida lemljenja
• Nepravilnog poravnanja komponenti
• Pogrešni ili nedostajući dijelovi
• Problemi s količinom leme za lemljenje

Automatska inspekcija znatno povećava isplativost otkrivanjem problema na vrijeme, omogućujući brzu korekciju.

E. X-zrakama inspekcija (za sitne korake i BGA)

Rentgenski pregled je ključna za BGA (Ball Grid Array) , mikro-BGA , i druge dijelove gdje su lemljene veze skrivene. Ovaj postupak otkriva:

• Hladne ili nedostajuće lemljene kuglice
• Stvaranje šupljina
• Unutarnje kratke spojeve
• Kvake u višeslojnim sklopovima

3. Proces montaže kroz rupe (THT)

Iako dominira SMT, mnoge ploče uključuju komponente za provrtanje za spojnice, velike kondenzatore ili elemente s visokim mehaničkim opterećenjem.

A. Umetanje

• Ručno umetanje: Za male serije ili specijalne komponente, vješti operateri ručno umetnu dijelove.
• Automatsko umetanje: Koristi se za velikoserijsku proizvodnju sklopova koji se leme talasom.

B. Lebljenje

• Lemljenje talasom: Cijela donja strana THT ploče prolazi preko vala rastopljenog lema za brzo i istodobno stvaranje spojeva.
• Selektivno lemljenje: Za mješovite sklopove (SMT+THT), robotske mlaznice selektivno leme samo potrebne prohodne kontakte.
• Ručno lemljenje: Koristi se za popravke, delikatne komponente ili prototipe male serije.

C. Čišćenje

Nakon lemljenja, ploče se čiste kako bi se uklonili ostaci fluksa —osim ako tok bez čišćenja nije navedeno drugačije, kada su ostaci sigurni ostaviti na ploči.

D. Lećenje komponenti koje se ne mogu prati

Za osjetljive ili komponente koje se ne mogu prati koriste se posebne tehnike lećenja i fluksovi koji ne zahtijevaju dodatno čišćenje.

4. Konačna provjera i testiranje

• Vizualna inspekcija: Obučeni inspektori provjeravaju vidljive nedostatke, loše lemljene spojeve i mehanička oštećenja.
• AOI i rendgensko snimanje (ponovljeno): Osigurava dosljednost tijekom serije proizvodnje.
• Testiranje letećim sonda (FPT): Automatizirane ispitne sonde potvrđuju kontinuitet i mjere električne parametre poput otpora i kapaciteta, idealno za prototipove i nisku proizvodnju.
• Testiranje u krugu (ICT) i funkcionalno testiranje: Za serijsku i masovnu proizvodnju, funkcionalni testovi i ICT (kada je testna opravica programirana da sondira namjenske pločice) potvrđuju usmjeravanje signala, vrijednosti komponenti i rad gotovog proizvoda.

5. Konformno premazivanje i završni koraci

Ploče namijenjene za ekstremne ili vlažne uvjete često prolaze kroz konformno premazivanje :

• Zaštitna barijera: Tanki sloj polimera (akrilik, silikon, uretan) štiti sklop od vlage, slane magle, prašine i korozivnih isparenja.
• Selektivno ili potpuno: Može se nanijeti na cijelu ploču ili samo na određena područja, ovisno o zahtjevima proizvoda.

6. Pakiranje, označavanje i isporuka

Konačno testirane i premazane ploče označavaju se, dodjeljuju im se serijski brojevi, kompletiraju i pažljivo pakiraju u skladu s vrstom i propisima — spremne za integraciju, veliku distribuciju ili izravnu isporuku krajnjim korisnicima.

Ukratko: Suvremena Proces montaže PCB-a je precizan, višefazni proces koji počinje provjerom podataka i DFA/DFM provjerama, preko SMT i THT montaže , automatiziranih i ručnih inspekcija, do naprednog električnog testiranja, premazivanja i isporuke. Svaki korak je osmišljen kako bi se maksimalno poboljšala električna učinkovitost, pouzdanost i mogućnost proizvodnje za svaku PCBA ploču — bez obzira gradite li brze PCB prototipove ili povećavate proizvodnju na velike količine.

Proces montaže povrinskih komponenti

Montaža povrinskih komponenti (SMA) ključni je proces u izradi PCBA za medicinsku, automobilsku, industrijsku automatiku i potrošačku elektroniku. Koristi uređaje za povrinsku montažu (SMD) koji se izravno pričvrste na kontaktne površine na tiskanoj ploči, omogućujući minijaturizaciju, visoku gustoću komponenti i automatiziranu masovnu proizvodnju, u skladu sa standardima IPC-A-610 i IPC-J-STD-001.

Tehnološki tok izrade tiskane ploče:

Priprema prije proizvodnje i uvjetovanje tiskane ploče: Provjerite CAD dizajn na kompatibilnost s SMD-om; provjerite dolazeće tiskane ploče (bez izobličenja, čisti kontakti) i SMD komponente (autentičnost, bez oštećenja); zagrijavajte FR4 ploče s visokim Tg-om (125°C, 4–8 h) i pohranjujte osjetljive na vlagu SMD komponente u suhim ormarićima kako biste spriječili greške pri lemljenju.
Tisak lemilnog ljepila: Koristite šablon za nanošenje lemilnog krema na kontakte; kontrolirajte debljinu šablona (0,12–0,15 mm), tlak brisača (15–25 N) i brzinu (20–50 mm/s); koristite 3D SPI za komponente s finim razmakom radi provjere volumena i oblika krema.
Postavljanje SMD-a: Brzinske postrojbe za postavljanje s CCD kamerama postavljaju komponente (točnost ±0,03 mm). Visoka brzina za pasivne komponente (do 100 000/h), precizno postavljanje za integrirane sklopove/senzore; koristite ESD zaštitu i kalibraciju sile za osjetljive automobilske/medicinske komponente.
Lemljenje taljenjem: RoHS kompatibilni lemilni spoj SAC305 prolazi kroz četverostupanjski pećni profil: predgrijavanje (150–180°C), pročišćavanje (180–200°C, 60–90 s), lemljenje (vrhunski 245–260°C, 10–20 s), hlađenje (2–4°C/s). Prilagodite brzine hlađenja za FR4 ploče s visokim Tg-om kako biste smanjili toplinski napon.
Inspekcija nakon ponovnog topljenja (PRI): AOI otkriva mostove, hladne spojeve, efekt grobnice; rendgensko snimanje provjerava skrivene spojeve BGA/CSP na praznine. Inspekcija 100% za medicinske/automobilske ploče, uzorkovanje za potrošačku elektroniku.
Popravak i dorada: Ispravite greške pomoću lemilica/uređaja za vrući zrak; zamijenite oštećene komponente; uklonite ostatak fluksa izopropil alkoholom; dokumentirajte popravak za visokovrijedne ploče.
Konformno premazivanje (neobavezno): Nanesite akrilni/silikonski/uretanski premaz prskanjem/uranjanjem za ekstremne uvjete (motorne dionice automobila, industrijski podovi). Koristite biokompatibilne premaze za medicinske ploče.
Konačno funkcionalno testiranje i kontrola kvalitete: Provedite testove rada (izlaz senzora, komunikacijski moduli, integritet signala); izvršite provjere dimenzija i kontinuiteta; pakirajte kvalificirane ploče u antistatičke/vlagom nepropusne vrećice.