Процес-монтажу-друкованої-плати

Поетапний процес збирання друкованих плат

Ефективний Монтаж ПЛІ є ретельно організованою операцією, яка перетворює голу друковану плату, виготовлену відповідно до вашого точного проекту PCB, на готовий функціональний апаратний пристрій. Цей процес є основою електронного виробництва і охоплює всі етапи — від попередньої перевірки файлів проекту до тестування якості зібраної кінцевої плати. Ось детальний огляд кожного основного етапу процесу Збирання друкованих плат , включаючи обидва Технологія поверхневого монтажу (SMT) та Технологія стрічкового монтажу (THT) елементів.

1. Конструювання для збірки (DFA) та попередній огляд перед виробництвом

Перш ніж буде встановлено або припаяно будь-який компонент, досвідчені партнери зі збірки розпочинають з Перевірки DFA (конструювання для збірки) . Цей огляд має вирішальне значення для бездоганного та безпомилкового виготовлення плат:

• Цілісність файлів: Перевірка Gerber-файлів, файлів ODB++ та даних про центроїд/розташування компонентів.
• Перевірка специфікації: Забезпечення відповідності специфікації (BOM) конструкції та розташуванню компонентів на платі.
• Огляд нотаток щодо збірки: Перевірка наявності чітких інструкцій щодо збирання плат; підтвердження вимог замовника.
• Перевірка габаритних розмірів: Забезпечення правильного розміщення компонентів щодо отворів, точності шаблону контактних майданчиків та відповідних розмірів контактних площадок для компонентів SMT та THT.
• Тепловий режим і зазор від краю плати: Перевірка правильного використання теплових перемичок на мідних полігонах та наявності достатніх зон виключення біля краю друкованої плати — особливо важливо для автоматизованої обробки.
• Перевірка відповідності: Підтвердження, що конструкція відповідає стандартам IPC-A-600 та IPC-6012 щодо виробництва та контролю.

2. Процес збирання SMT (технологія поверхневого монтажу)

Поверхнева збірка є найшвидшим і найбільш автоматизованим етапом збирання друкованих плат, що дозволяє ефективно розміщувати поверхневі компоненти (SMD) з високою щільністю та низькою вартістю.

A. Друкування та перевірка припою

Процес починається з точного нанесення паяльна паста —суміші наддрібного порошку припою та флюсу—на контактні майданчики друкованої плати.

• Трафаретне друкування: Для нанесення паяльної пасти використовуються сталеві трафарети, що забезпечують її подачу лише туди, де відкриті контактні площадки SMD.
• Перевірка пасти: Автоматизовані пристрої перевіряють точний об’єм і розташування пасти, що має важливе значення для запобігання неякісним з'єднанням або замиканням.

Б. Автоматичне розміщення компонентів методом Pick and Place

Після нанесення паяльної пасти сучасні машини для підняття та розміщення точно встановлюють чіпи SMD, резистори, конденсатори, інтегральні схеми (включаючи BGAs та QFNs) та інші елементи на плату.

• Може встановлювати десятки тисяч компонентів на годину .
• Точне розміщення покращує вихід придатної продукції та цілісність сигналу.
• Дані походять з файлів установки компонентів (центрографічних файлів), створених під час проектування друкованих плат.

В. Паяння оплавленням

Потім плату з встановленими компонентами пропускають через печка для рефлою :

• Кілька зон нагріву: Поступово нагріває плату, щоб розплавити припій і утворити міцні електричні та механічні з'єднання, захищаючи при цьому чутливі елементи.
• Атмосфера азоту: Збірки з високою надійністю часто використовують інертний азотний газ для отримання чистіших і міцніших паяних з'єднань.
• Оптимізація профілю: Контрольовані температурні профілі запобігають утворенню холодних з'єднань, ефекту «могильного каменя», або деформації друкованої плати через нагрівання.

D. Автоматична оптична інспекція (AOI)

Системи AOI роблять зображення з високою роздільною здатністю спаяної плати, щоб перевірити наявність дефектів, таких як:

• Мостики та обриви паяння
• Невідповідність положення компонентів
• Неправильні або відсутні деталі
• Проблеми з об’ємом паяльного пастування

Автоматична інспекція значно підвищує вихід придатної продукції, виявляючи проблеми на ранніх етапах і даючи змогу швидко їх усунути.

E. Рентгенівський контроль (для дрібного кроку та BGA)

Рентгенівська перевірка є критичним для BGA (Ball Grid Array) , мікро-BGA , та інших компонентів, де приховані контактні паяні з'єднання.

• Холодне паяння або відсутність паяних кульок
• Пористість
• Внутрішні замикання
• Дефекти у багатошарових збірках

3. Процес збірки методом отворів (THT)

Хоча SMT є домінуючим, багато плат містять компоненти з отворами для встановлення для з'єднувачів, великих конденсаторів або елементів із великим механічним навантаженням.

A. Встановлення

• Ручне встановлення: Для невеликих партій або спеціальних компонентів кваліфіковані оператори встановлюють деталі вручну.
• Автоматизоване встановлення: Використовується для масового виробництва збірок, які паяються хвилею.

B. Паяння

• Хвильове паяння: Вся нижня частина плати THT проходить через хвилю розплавленого припою для швидкого та одночасного утворення з'єднань.
• Селективне паяння: Для комбінованих збірок (SMT+THT) роботизовані сопла паяють лише необхідні сквозні виводи.
• Ручне паяння: Використовується для переділу, делікатних або низьковольтних прототипів.

C. Очищення

Після паяння плати очищають, щоб видалити залишки флюсу —якщо тільки флюс без очищення не вказано інше, у цьому випадку залишати залишки безпечno.

D. Паяння компонентів, які не підлягають промиванню

Для чутливих або компонентів, що не підлягають промиванню, використовуються спеціальні методи паяння та флюси, які не потребують подальшого очищення.

4. Остаточний огляд та тестування

• Візуальна перевірка: Кваліфіковані інспектори перевіряють наявність видимих дефектів, поганих паяних з'єднань та механічних пошкоджень.
• AOI та рентгенівське дослідження (повторно): Забезпечується узгодженість протягом усіх серій виробництва.
• Тестування літаючим щупом (FPT): Автоматизовані тестові щупи підтверджують цілісність ланцюга та вимірюють електричні параметри, такі як опір і ємність, що ідеально підходить для прототипів та невеликих обсягів.
• Тестування в ланцюзі (ICT) та функціональне тестування: Для серійного та масового виробництва функціональні тести та ICT (коли тестовий стенд запрограмований на перевірку спеціальних контактних майданчиків) підтверджують трасування сигналів, значення компонентів та роботу готового продукту.

5. Конформне покриття та останні кроки

Друковані плати, призначені для експлуатації в жорстких умовах або схильних до вологи середовищах, часто піддаються конформне покриття :

• Захисний бар'єр: Тонкий шар полімеру (акрил, силікон, уретан) захищає плату від вологості, сольового туману, пилу та агресивних газів.
• Вибіркове або повне: Може наноситися на всю плату або лише на окремі ділянки, залежно від вимог до продукту.

6. Упаковка, маркування та відправлення

Остаточно протестовані та покриті плати маркуються, отримують серійні номери, комплектуються та ретельно упаковуються відповідно до типу та нормативних вимог — готові до інтеграції, масового розгортання або безпосередньої відправки кінцевим користувачам.

Згустково: Сучасний Процес збірки ПКБ є точним багатоетапним процесом, який починається з перевірки даних і контролю DFA/DFM, через SMT та THT збірку , автоматичні та ручні перевірки, до просунутого електричного тестування, покриття та відправлення. Кожен етап розроблено для максимізації електричних характеристик, надійності та технологічності кожного зібраного друкованого вузла — чи то ви виготовляєте швидкі прототипи друкованих плат, чи масове виробництво.

Процес поверхневої збірки

Поверхнева збірка (SMA) є основним процесом збирання друкованих плат у медичній, автомобільній, промисловій автоматиці та побутовій електроніці. Вона використовує компоненти поверхневого монтажу (SMD), які кріпляться безпосередньо до контактних майданчиків на поверхні друкованої плати, що дозволяє мініатюризацію, високу густину компонентів і автоматизоване масове виробництво згідно зі стандартами IPC-A-610 та IPC-J-STD-001.

Технологічний процес збирання друкованої плати:

Підготовка до виробництва та попередня обробка друкованих плат: Перевірте проект CAD на сумісність із SMD; перевіряйте вхідні друковані плати (відсутність деформації, чисті контактні площадки) та SMD-компоненти (автентичність, відсутність пошкоджень); піддавайте високотемпературні FR4-плати термозакаленню (125 °C, 4–8 год) і зберігайте вологочутливі SMD-компоненти в сухих шафах, щоб запобігти дефектам паяння.
Печать пастою з спою: Нанесення паяльного пастування через трафарет на контактні площадки; контроль товщини трафарету (0,12–0,15 мм), тиску ракеля (15–25 Н) та швидкості (20–50 мм/с); використання 3D SPI для прецизійних компонентів з малим кроком для контролю об’єму та форми паяльної пастки.
Розміщення SMD: Швидкісні автомати з CCD-камерами розміщують компоненти (точність ±0,03 мм). Висока швидкість — для пасивних компонентів (до 100 000/год), прецизійне розміщення — для мікросхем/датчиків; використовуйте захист від статики та калібрування зусилля для чутливих автомобільних/медичних компонентів.
Заплавлення за залежним потоком: Паяльний сплав SAC305, сумісний з RoHS, проходить чотириетапний температурний профіль у печах: попереднє нагрівання (150–180 °C), витримка (180–200 °C, 60–90 с), плавлення (пікова температура 245–260 °C, 10–20 с), охолодження (2–4 °C/с). Регулюйте швидкість охолодження для високотемпературних FR4-плат, щоб зменшити теплове навантаження.
Інспекція після паяння (PRI): AOI виявляє мостики, холодні паяні з'єднання, ефект 'тумбі'; рентгенівське дослідження прихованих з'єднань BGA/CSP на наявність порожнин. 100% інспекція для медичних/автомобільних плат, вибіркова перевірка для побутової електроніки.
Повторна обробка та додаткове виправлення: Усунення дефектів за допомогою паяльних лінійок/станцій гарячого повітря; заміна пошкоджених компонентів; очищення залишків флюсу ізопропіловим спиртом; документування повторної обробки для високовартісних плат.
Конформне покриття (за бажанням): Нанесення акрилового/силіконового/уретанового покриття методом розпилення або занурення для роботи в агресивних умовах (моторні відділення автомобілів, промислові приміщення). Використовуйте біосумісні покриття для медичних плат.
Остаточне функціональне тестування та контролю якості: Проведення перевірки роботи (вихідні сигнали датчиків, модулі зв'язку, цілісність сигналу); вимірювальні та перевірочні операції на неперервність; упаковка придатних плат у антистатичні/влагонепроникні пакети.