Pcb-Assembly-Process

Steg-for-steg PCB-emonteringsprosess

Vellykket PCB-montasje er en nøye organisert operasjon som transformerer en naken kretskortplate—produsert i henhold til din nøyaktige PCB-konstruksjon—til et fullført, fungerende maskinvareprodukt. Denne prosessen er hjertet i elektronikkproduksjon og omfatter alt fra forberedende kontroller av konstruksjonsfilene til kvalitetstesting av det ferdig monterte kortet. Her er en detaljert gjennomgang av hver større fase i PCB-emonteringsprosessflyt , som inkluderer både Overflatemontert teknologi (SMT) og Gjennomhålsteknologi (THT) elementer.

1. Design for Assembly (DFA) og forproduksjonsvurdering

Før en enkelt komponent plasseres eller loddes, starter erfarne samlepartnere med en DFA (Design for Assembly)-sjekk . Denne vurderingen er avgjørende for problemfri og feilfri PCBA:

• Filintegritet: Gjennomgang av Gerber-filer, ODB++-filer og centroid/pick-and-place-data.
• BOM-validering: Sikre at listen over materialer (BOM) samsvarer med PCB-kretsløp og layout.
• Gjennomgang av monteringsnotater: Tversjekk av klare PCBA-monteringsnotater; bekrefter kundens krav.
• Verifisering av fotavtrykksdimensjoner: Sikrer del-til-hull-avstand, nøyaktighet i landemønster og riktige padstørrelser for både SMT- og THT-komponenter.
• Termisk håndtering og avstand til kanten av kortet: Sjekker at det brukes termiske avlastninger på kopparplaner og tilstrekkelige utelukkingssoner nær kanten av PCB-kortet – spesielt viktig for automatisert håndtering.
• Overensstemmelsessjekk: Bekrefter at designet følger IPC-A-600 og IPC-6012-standarder for produksjon og inspeksjon.

2. SMT (Surface Mount Technology) Monteringsprosess

SMT-montering er den raskeste og mest automatiserte delen av PCB-montering, og muliggjør tettpakket, kostnadseffektiv plassering av overflatemonterte enheter (SMD).

A. Loddetsing og inspeksjon

Prosessen starter med nøyaktig påføring av loddpaste —en blanding av ekstremt fint loddpulver og fluss—på loddepunktene på kretskortet.

• Stensilskriving: Rustfrie stålstenziler brukes for å påføre loddpasta kun der SMD-loddepunktene er eksponert.
• Pasta-inspeksjon: Automatiserte maskiner verifiserer perfekt pastavolum og plassering, noe som er avgjørende for å unngå utilstrekkelige forbindelser eller kortslutninger.

B. Automatisk plassering av komponenter med pick-and-place

Med loddpasta på plass, plasserer avanserte plukk-og-plasser maskiner nøyaktig SMD-komponenter, motstander, kondensatorer, integrerte kretser (inkludert BGAs og QFNs) og andre enheter på kretskortet.

• Kan plassere titusener av komponenter per time .
• Presis plassering forbedrer avkastning og signalintegritet.
• Data kommer fra pick-and-place-filer (sentroidfiler) generert under PCB-design.

C. Refløtsoldering

Det bestykkede kortet sendes deretter gjennom en reflow Ovn :

• Flere varmesoner: Varmes gradvis opp for å smelte loddepartikler til sterke elektriske og mekaniske loddeforbindelser, samtidig som følsomme deler beskyttes.
• Nitrogenatmosfære: Monteringer med høy pålitelighet bruker ofte inaktivt nitrogengass for renere og mer robuste loddeforbindelser.
• Profiloptimalisering: Kontrollerte temperaturprofiler forhindrer kalde forbindelser, gravstein-effekt eller varmeindusert bøying av kretskort.

D. Automatisk optisk inspeksjon (AOI)

AOI-systemer tar bilder med høy oppløsning av det reflowede kortet for å sjekke feil som:

• Loddebrygder og åpne forbindelser
• Komponenter i feil posisjon
• Feil eller manglende deler
• Problemer med mengde loddepasta

Automatisert inspeksjon øker utbyttet betydelig ved å oppdage problemer tidlig, slik at rask korreksjon er mulig.

E. Røntgeninspeksjon (for fin-pitch og BGA)

Røntgeninspeksjon er kritisk for BGA (Ball Grid Array) , micro-BGA , og andre komponenter der loddeforbindelser er skjulte. Denne prosessen avdekker:

• Kalde eller manglende loddekuler
• Hulrom
• Indre kortslutninger
• Feil i flerlagskonstruksjoner

3. Gjennomhullsmontering (THT) - Monteringsprosess

Selv om SMT dominerer, inneholder mange kretskort komponenter for gjennomhullsmontering for tilkoblinger, store kondensatorer eller elementer med høy mekanisk belastning.

A. Innsetting

• Manuell innsetting: For små serier eller spesialkomponenter setter erfarne operatører inn delene manuelt.
• Automatisk innsetting: Brukes ved storskala produksjon av bølgesolderte enheter.

B. Soldring

• Bølgesoldring: Hele undersiden av THT-kortet føres over en bølge av smeltet solde for rask og samtidig dannelse av loddforbindelser.
• Selektiv soldring: For blandet montering (SMT+THT) loddere robotmunstykker kun de nødvendige gjennomhullstifter.
• Manuelt lodding: Brukes til omarbeidning, delikate enheter eller prototyper i liten volumproduksjon.

D. Rensing

Etter lodding renses kretsene for å fjerne loddfluxrest —med mindre flux uten rengjøring det er spesifisert, i hvilket tilfelle resten kan stå igjen uten fare.

D. Lodding av komponenter som ikke kan vaskes

For følsomme eller ikke-vaskbare komponenttyper brukes spesielle loddeteknikker og fluxmidler som ikke krever videre rensing.

4. Endelig inspeksjon og testing

• Visuell inspeksjon: Trente inspektører sjekker for synlige defekter, dårlige loddeforbindelser og mekanisk skade.
• AOI og røntgen (gjentatt): Sikrer konsistens gjennom produksjonsløp.
• Flying Probe-testing (FPT): Automatiserte testprober bekrefter kontinuitet og måler elektriske parametere som motstand og kapasitans, ideelt for prototyper og lav volumproduksjon.
• Innkretstesting (ICT) og funksjonell testing: For batch- og masseproduksjon validerer funksjonelle tester og ICT (når en testfikser er programmert til å probe dedikerte pad) signalruting, komponentverdier og ytelse til det ferdige produktet.

5. Konformbelegg og siste trinn

Kretskort som er ment for harde eller fuktutsatte miljø gjennomgår ofte konformbelag :

• Beskyttende barriere: Tynn polymerlag (akryl, silikon, uretan) som beskytter kretsen mot fuktighet, saltvannssprøyte, støv og korrosive damper.
• Selektivt eller komplett: Kan påføres over hele kretskortet eller bare over bestemte områder, avhengig av produktkrav.

6. Pakking, merking og frakt

Endelig testede og belagte kretskort merkes, tildeles serienummer, settes sammen i sett og pakkes nøye i henhold til type og regulatoriske krav – klare for integrering, storstilt distribusjon eller direkte levering til sluttbrukere.

I sammentak: Den moderne Prosessen for montering av pcb er en nøyaktig flertrinnsprosess fra datavalidering og DFA/DFM-sjekker, via SMT- og THT-montering , automatiske og manuelle inspeksjoner, til avansert elektrisk testing, coating og frakt. Hvert steg er utformet for å maksimere elektrisk ytelse, pålitelighet og produksjonsegnethet for hver enkelt PCBA – enten du lager raskt fremstilte PCB-prototyper eller skalerer opp til produksjon i store serier.

Overflatemonteringsprosess

Overflatemontering (SMA) er en kjerneprosess innen PCBA for medisinsk utstyr, bilindustri, industriell kontroll og konsumentelektronikk. Den benytter overflatemonterte komponenter (SMD-er) festet direkte til loddeflater på kretskortets overflate, noe som muliggjør miniatyrisering, høy komponenttetthet og automatisert masseproduksjon, i samsvar med IPC-A-610 og IPC-J-STD-001 standarder.

Prosessflyt for printed circuit board assembly:

Forproduksjonsforberedelse og forbehandling av kretskort: Bekreft CAD-konstruksjon for SMD-kompatibilitet; inspiser inngående kretskort (ingen vridning, rene loddeflater) og SMD-komponenter (autentisitet, ingen skader); baktørk PCB-er av høy-Tg FR4 (125 °C, 4–8 timer) og oppbevar fuktsensitive SMD-komponenter i tørrkabinetter for å unngå loddefeil.
Loddemasseprinting: Bruk en stensil for å påføre loddpasta på kontaktflater; kontroller stensiltykkelse (0,12–0,15 mm), rakelpress (15–25 N) og hastighet (20–50 mm/s); bruk 3D SPI for fine-pitch-komponenter for å sjekke pastavolum og form.
SMD-plassering: Høyhastighetsmaskiner med CCD-kameraer plasserer komponenter (±0,03 mm presisjon). Høyhastighet for passive komponenter (opp til 100 000/time), presisjonsplassering for IC-er/sensorer; bruk ESD-beskyttelse og kraftkalibrering for følsomme bil-/medisinske komponenter.
Reflovlodding: RoHS-konform SAC305-lodd gjennomgår en 4-trinns ovnprofil: forvarming (150–180 °C), sokking (180–200 °C, 60–90 s), reflow (topp 245–260 °C, 10–20 s), avkjøling (2–4 °C/s). Juster avkjølingshastigheter for høy-Tg FR4-PCB-er for å redusere termisk spenning.
Inspeksjon etter reflow (PRI): AOI oppdager broer, kalde ledd, tombstoning; røntgen inspiser skjulte BGA/CSP-ledd for hull. 100 % inspeksjon for medisinske/bil-PCB-er, stikkprøver for konsumentelektronikk.
Reparasjon og touch-up: Rett feil med loddejern/hot air-stasjoner; erstatt skadde komponenter; rens bort flytrest med isopropylalkohol; dokumenter omarbeiding for høyverdige PCB-er.
Konformbelegg (valgfritt): Påfør akryl/silikon/uretan-belegg ved spraying/neddykking for harde miljøer (bilmotorrom, industrielle gulv). Bruk biokompatible belegg for medisinske PCB-er.
Endelig funksjonstesting og kvalitetssikring: Utfør driftstester (sensorutgang, kommunikasjonsmoduler, signalkvalitet); gjennomfør målings- og kontinuitetskontroller; pakke godkjente PCB-er i anti-statisk/fuktsperrebags.