Pcb-Assembly-Process

Soļu pa solim drukātās plates montāžas process

Veiksmīgi PCB montāža ir rūpīgi organizēta operācija, kas pārvērš tukšu drukāto platīti—izgatavotu saskaņā ar jūsu precīzo PCB dizainu—par pabeigtu, funkcionējošu aparatūras produktu. Šis process ir elektronikas ražošanas kodols, kurš aptver visu no jūsu dizaina failu sagatavošanas pārbaudēm līdz kvalitātes testēšanai pabeigtajai montētajai plātītei. Šeit ir detalizēts skats uz katru galveno posmu PCB montāžas procesa plūsmai , iekļaujot gan Virsmas montāžas tehnoloģija (SMT) un Caurspraudtehnoloģija (THT) elementu ražošanu.

1. Montāžai piemērots dizains (DFA) un ražošanas iepriekšējā pārskatīšana

Pirms tiek novietots vai pieslodēts viens vienīgs komponents, ekspertu montāžas partneri sāk ar DFA (montāžai piemērota dizaina) pārbaudi . Šī pārbaude ir būtiska, lai nodrošinātu gludu un bezkļūdainu PCBA:

• Faila integritāte: Gerber failu, ODB++ failu un centrālās ass/detaļu novietošanas datu pārbaude.
• BOM derīguma pārbaude: Nodrošinot, ka materiālu saraksts (BOM) atbilst PCB pēdas formai un izkārtojumam.
• Montāžas piezīmju pārskatīšana: Pārbaude, vai PCBA montāžas piezīmes ir skaidras; klienta prasību apstiprināšana.
• Pēdas izmēru pārbaude: Nodrošinot atbilstošu attālumu starp sastāvdaļām un caurumiem, zemes modeļa precizitāti un pareizus kontaktlauciņu izmērus gan SMT, gan THT komponentiem.
• Siltuma pārvaldība un attālums līdz plates malai: Pārbaudot, vai vara plaknēs tiek pareizi izmantoti siltuma atslābinājumi un vai ir pietiekamas aizliegtās zonas pie PCB plates malas — īpaši svarīgi automatizētai apstrādei.
• Atbilstības pārbaude: Pārbaudot, vai dizains atbilst ražošanas un pārbaudes standartiem IPC-A-600 un IPC-6012.

2. SMT (virspuses montāžas tehnoloģija) montāžas process

SMT montāža ir ātrākā un visautomātiskākā PCB montāžas daļa, ļaujot efektīvi novietot blīvi izvietotus virsmas montāžas ierīču (SMD) komponentus zemās izmaksās.

A. Solder Pasta Nodrukšana un Pārbaude

Process sākas ar precīzu solder paste —sastāvdaļu maisījuma no ļoti smalka soldēšanas pulvera un fluxa—uznesišanu uz PCB kontaktligzdiņām.

• Šablona Nodrukšana: Nerūsējošā tērauda šabloni tiek izmantoti, lai uznestu soldēšanas pastu tikai tās vietās, kur atklātas SMD kontaktligzdas.
• Pasta Pārbaude: Automātiskās iekārtas pārbauda ideālu pastas daudzumu un novietojumu, kas ir būtiski, lai izvairītos no nepietiekamiem savienojumiem vai īssavienojumiem.

B. Automatizēta Komponentu Uzlikšana (Pick and Place)

Kad soldēšanas pasta ir uznesīta, tiek izmantotas progresīvas pikšanas un novietošanas mašīnas precīzi novieto SMD čipus, pretestības, kondensatorus, integrētās shēmas (ieskaitot BGAs un QFNs) un citas ierīces uz plates.

• Var novietot desmitiem tūkstošu komponentu stundā .
• Precīza novietošana uzlabo iznākumu un signāla integritāti.
• Dati nāk no pikšanas un novietošanas failiem (centroida faili), kas ģenerēti PCB projektēšanas laikā.

C. Pārkarsēšanas lodēšana

Pilda platē tiek pēc tam nosūtīta caur pārkarsēšanas krāsns :

• Vairākas siltuma zonas: Pakāpeniski silda plati, lai kausētu lodēšanas daļiņas, veidojot stipras elektriskās un mehāniskās lodēšanas savienojumus, vienlaikus aizsargājot jutīgās sastāvdaļas.
• Slāpekļa vide: Augstas uzticamības montāžās bieži izmanto inerto slāpekļa gāzi, lai iegūtu tīrākus un izturīgākus lodēšanas savienojumus.
• Profila optimizācija: Kontrolēti temperatūras profili novērš aukstos savienojumus, „kapuču efektu” vai siltuma izraisītu PCB izkropļojumu.

D. Automatizētā optiskā pārbaude (AOI)

AOI sistēmas uzņem augstas izšķirtspējas attēlus no pārkarsētās plates, lai pārbaudītu defektus, piemēram:

• Lodēšanas tiltiņi un pārtraukumi
• Komponentu nepareiza novietojums
• Nepareizas vai trūkstošas daļas
• Lodēšanas zieda daudzuma problēmas

Automatizētais pārbaudījums ievērojami palielina iznākumu, ātri atklājot problēmas un ļaujot tās nekavējoties novērst.

E. Rentgena pārbaude (smalkajiem piestiprinājumiem un BGA)

Rentgena pārbaudi ir būtisks BGA (Ball Grid Array) , mikro-BGA , un citām sastāvdaļām, kur lodētie savienojumi ir paslēpti. Šis process atklāj:

• Auksti vai trūkstoši lodēšanas lodziņi
• Tukšgaita
• Iekšējie īssavienojumi
• Defekti daudzslāņu montāžās

3. Caurspraudes tehnoloģijas (THT) montāžas process

Kaut arī SMT ir dominējoša, daudzas plates ietver caurumkomponentus konektoriem, lieliem kondensatoriem vai elementiem ar augstu mehānisko slodzi.

A. Ievietošana

• Manuāla ievietošana: Nelieliem partijiem vai speciāliem komponentiem kvalificēti darbinieki ievieto detaļas roku darbā.
• Automatizēta ievietošana: Lieto liela mēroga vienību ražošanai ar vilnislodēšanu.

B. Lodēšana

• Viļņa lodēšana: THT plates visu apakšpusi pārvieto pāri kausētā lodlapa vilnim, lai ātri un vienlaicīgi izveidotu savienojumus.
• Selektīva lodēšana: Maisītiem komplektiem (SMT+THT) robota sprauslas selektīvi lodē tikai nepieciešamos caurumvadiem.
• Rokas lodēšana: Lieto pārlabošanai, delikātiem vai zema apjoma prototipiem.

C. Tīrīšana

Pēc lodēšanas plates tiek notīrītas, lai noņemtu fluksa atlikumus —ja vien bezmazgāšanas flūss nav norādīts, šādā gadījumā atlikumi var palikt uz virsmas.

D. Nesakļaujamo komponentu lodēšana

Jutīgiem vai nesakļaujamiem komponentu veidiem izmanto īpašas lodēšanas metodes un flūsus, kuriem papildus tīrīšana nav nepieciešama.

4. Pēdējā pārbaude un testēšana

• Vizuālā inspekcija: Apcepti inspektori pārbauda redzamus defektus, sliktus lodējumus un mehāniskos bojājumus.
• AOI un Rentgens (atkārtoti): Nodrošina vienmērību visā ražošanas partijā.
• Lidojošā zondes testēšana (FPT): Automatizēti testa zondēšanas rīki apstiprina savienojumu un mēra elektriskos parametrus, piemēram, pretestību un kapacitāti, ideāli piemēroti prototipiem un zemam sērijas ražošanas apjomam.
• Testēšana ķēdē (ICT) un funkcionālā testēšana: Partijas un masveida ražošanai funkcionālie testi un ICT (kad testa stiprinājums ir programmēts, lai zondētu speciālas kontaktplāksnes) pārbauda signālu maršrutēšanu, komponentu vērtības un gatavo izstrādājumu veiktspēju.

5. Konformālais pārklājums un pēdējie soļi

Plāksnes, kas paredzētas ekspluatācijai agresīvās vai mitrās vidēs, bieži tiek apstrādātas ar konformālo pārklājumu :

• Aizsargbarjera: Plāna polimēra kārta (akrilāts, silikons, urētāns) aizsargā montāžu no mitruma, sāls šķīduma, putekļiem un kodīgiem tvaikiem.
• Izvēles vai pilns: Var tikt piemērots visai plāksnei vai tikai noteiktām platēm, atkarībā no produkta vajadzībām.

6. Iepakošana, marķēšana un sūtīšana

Pēdējo reizi pārbaudītās un pārklātās plates tiek marķētas, serializētas, komplektētas un rūpīgi iepakotas atbilstoši tipam un regulatīvajām prasībām — gatavas integrācijai, liela mēroga izmantošanai vai tiešai piegādei galalietotājiem.

Kopsavilkums: Mūsdienu PCB montāžas process ir precīza, daudzposmu ceļa posmu kopa, sākot no datu validācijas un DFA/DFM pārbaudēm, cauri SMT un THT montāžai , automatizētām un manuālām pārbaudēm, līdz sarežģītām elektriskām pārbaudēm, pārklājumam un sūtīšanai. Katrs solis ir izstrādāts, lai maksimāli uzlabotu elektrisko veiktspēju, uzticamību un ražošanas iespējas katram PCBA — vai nu jūs izstrādājat ātrās PCB prototipu veidošanas projektus, vai palielināt ražošanas apjomus lielā mērogā.

Virsmas montāžas procesa montāža

Virsfācē uzstādītās montāžas (SMA) ir būtisks PCBA process medicīnas, automašīnu, rūpniecības vadības un patēriņa elektronikas jomā. Tas izmanto virsfācē piestiprinātās ierīces (SMD), kas tiek pieslēgtas tieši pie PCB virsmas kontaktligzdiem, ļaujot sasniegt miniaturizāciju, augstu komponentu blīvumu un automatizētu masveida ražošanu, atbilstot IPC-A-610 un IPC-J-STD-001 standartiem.

Drukātās platītes montāžas procesa plūsma:

Ražošanas sagatavošana un PCB priekšapstrāde: Pārbaudiet CAD dizainu SMD savietojamībai; pārbaudiet saņemtos PCB (bez izkropļojumiem, tīras ligzdas) un SMD (autentiskums, bez bojājumiem); cepiet augsta Tg FR4 PCB (125°C, 4–8 stundas) un uzglabājiet mitrumjutīgos SMD sausās skapjos, lai novērstu lodēšanas defektus.
Lodlapas drukāšana: Izmantojiet šablonu, lai uz kontaktligzdām uzklātu lodmetāla pastu; regulējiet šablona biezumu (0,12–0,15 mm), skrāpiena spiedienu (15–25 N) un ātrumu (20–50 mm/s); lietojiet 3D SPI smalkām piķa sastāvdaļām, lai pārbaudītu pastas tilpumu un formu.
SMD novietošana: Augstas ātrdarbības uzņemšanas un novietošanas mašīnas ar CCD kamerām novieto komponentus (±0,03 mm precizitāte). Augsta ātrdarbība pasīvajiem komponentiem (līdz 100 000/g), precīza novietošana integrētajām shēmām/sensoriem; tiek izmantota ESD aizsardzība un spēka kalibrēšana jutīgiem automašīnu/medicīnas komponentiem.
Reflow lodēšana: RoHS atbilstošs SAC305 lodēšanas metāls tiek apstrādāts četrās cepeškrāsns fāzēs: sildīšana (150–180°C), izlīdzināšana (180–200°C, 60–90 s), atkausēšana (maksimāli 245–260°C, 10–20 s), dzesēšana (2–4°C/s). Dzesēšanas ātrumu pielāgo augstas Tg FR4 PCB platēm, lai samazinātu termisko slodzi.
Pārbaude pēc atkausēšanas (PRI): AOI atklāj tiltus, aukstos savienojumus, kapelīšu efektu; Rentgena pārbauda slēptos BGA/CSP savienojumus defektiem. 100% pārbaude medicīnas/automašīnu PCB, izlases veidā patēriņa elektronikai.
Labošana un pēcapstrāde: Novērš kļūdas, izmantojot lodlampa/lodēšanas gaisa stacijas; nomaina bojātos komponentus; notīra fluxa atlikumus ar izopropilspirtu; dokumentē labošanu vērtīgām PCB.
Konformālais pārklājums (pēc izvēles): Uzklāj akrilāta/silikonu/urētāna pārklājumu, izmantojot pulverizēšanu/īstīšanu, agresīvās vides apstākļiem (automobiļu dzinēju nodalījumiem, rūpnieciskajām grīdām). Izmantojiet bioloģiski saderīgus pārklājumus medicīniskajām PCB.
Galīgais funkcionālais testēšana un kvalitātes kontrole: Veiciet ekspluatācijas pārbaudes (sensora izeja, sakaru moduļi, signāla integritāte); veiciet izmēru un pārbaudes nepārtrauktību; iepako kvalificētos PCB antistatiskos/mitrumizturīgos maisiņos.