Mi az a PCB összeállítás?

Mi az a PCB összeállítás?

PCB összeszerelésAz összes elektronikus alkatrész, például ellenállások, tranzisztorok, diódák stb. nyomtatott áramköri lapra történő összeszerelésének folyamatára vonatkozik, és az összeszerelési módszer lehet kézi vagy mechanikus.   Az emberek gyakran összekeverik a nyomtatott áramköri lapok összeszerelését a NYÁK-gyártással, ezek teljesen más folyamatokat foglalnak magukban.   Ami a PCB-gyártást illeti, ez a folyamatok nagyon széles skáláját foglalja magában, beleértve a tervezést és a prototípus-készítést, míg a nyomtatott áramköri lapok összeszerelése a PCB gyártása után kezdődik, és minden az alkatrészek elhelyezéséről szól.

3 NYÁK-összeszerelési technológiák típusai

Az elektronikai technológiák fejlődése több lehetőséget teremtett a PCB-összeszerelés számára.   Jelenleg három általánosan használt összeszerelési technológia létezik, az egyik az SMT (Surface Mount Technology), a második a THT (Thru-Hole Technology), a harmadik pedig az előbbi kettő kombinációja.

Felületi szerelési technológia

SMT PCB összeállítás

Az SMT Assembly összeszerelése elsősorban felületre szerelhető eszközök (SMD) forrasztásával történik a PCB-n.   Mivel az SMD alkatrészek szabványos csomagja kicsi, az egész folyamatot gondosan ellenőrizni kell, hogy biztosítsák a forrasztási kötések nagy pontosságát és megfelelő hőmérsékletét.   Szerencsére az SMT egy teljesen automatizált összeszerelési technológia, amely automatikusan felveszi az egyes alkatrészeket, és rendkívüli precizitással elhelyezi azokat a PCB-n.

Thru-Hole technológia

A THT egy hagyományosabb PCB-összeszerelési technológia, amelyben a telepítő lyukakon keresztül elektronikus alkatrészeket, például kondenzátorokat, tekercseket, nagy ellenállásokat és induktorokat helyez be az áramköri lapba.   Az SMT-hez képest az átmenő lyukszerelés lehetővé teszi nagy méretű alkatrészek összeszerelését, és erősebb mechanikai kötést biztosít, amely alkalmasabb tesztelésre és prototípus készítésére is.   bővebben THT PCB összeállítás>>

Vegyes PCB összeszerelési technológia

Az elektronikai termékeket általában kisebb méretűre és több funkcióra tervezik, így magasabb követelményeket támasztanak velük szembennyomtatott áramköri lap összeállítás.  Az embereknek rendkívül összetett áramköröket kell összeállítani korlátozott helyen, nehéz elérni a kívánt hatást csak SMD vagy PTH használatával, kombinálnunk kell az SMT és a THT technológiát.   Vegyes NYÁK szerelési technológia alkalmazásakor megfelelő beállításokat kell végezni a forrasztás és az összeszerelés egyszerűsítése érdekében.

PCB összeszerelési folyamat

1. lépés: Forrasztópaszta stencilezés

Első lépésben forrasztópasztát kell felvinni a táblára.  A forrasztópaszta szürke, és apró fémgolyókból áll, amelyek 96,5% ónból, 3% ezüstből és 0,5% rézből állnak. Ügyeljen arra, hogy szabályozott mennyiségben használja, és ügyeljen arra, hogy pontosan a megfelelő helyre kerüljön.  Az aPCB összeszerelésvonalat, a nyomtatott áramköri lapokat és a forrasztósablonokat mechanikus bilincsek tartják, és a megfelelő mennyiségű forrasztópasztát felhordják a kívánt területekre.  A gép addig hordja fel a szuszpenziót a sablonra, amíg az egyenletesen el nem fedi minden nyitott területet.   Végül, amikor eltávolítjuk a sablont, láthatjuk, hogy a forrasztópaszta a megfelelő helyen marad.

2. lépés: Válassza ki és helyezze el

A második lépésben a pick and place gépet kell használnunk, amely automatikusan képes nyomtatott áramköri kártyákra helyezni a felületre szerelhető alkatrészeket.   Jelenleg az SMD alkatrészeket széles körben használják különféle PCB-ken, amelyek nagy hatékonysággal szerelhetők össze.  A múltban a pick and place alkalmazást manuálisan alkalmazták, és az összeszerelőnek nagy figyelmet kellett fordítania a folyamat során, hogy megbizonyosodjon arról, hogy minden alkatrész a megfelelő helyzetben van.  Míg az automatikus komissiózást és elhelyezést olyan robotok működtetik, amelyek a hét minden napján, 24 órában képesek fáradság nélkül dolgozni, ez nagymértékben javította a termelékenységet és csökkentette a hibákat.   A gép vákuummarkolatával felveszi a nyomtatott áramköri lapokat, majd a pick and place állomásra mozgatja.  A robot ezután pozícionálja a PCB-t az állomáson, és az SMD alkatrészeket a forrasztópaszta tetejére helyezik a szándékolt helyeken.

3. lépés: Reflow forrasztás

A kiválasztás és elhelyezés után a NYÁK-szerelvény az újrafolyós forrasztási folyamatra vált át.  Az áramköri lapokat a szállítószalagon keresztül egy nagy visszafolyó kemencébe helyeznék át.  A kemence magas hőmérsékleten, általában körülbelül 250 Celsius-fokra melegíti a kanokat, hogy megolvadjon a forrasztópasztában.   Amikor a fűtési folyamat befejeződött, az áramköri kanokat a kemencén keresztül mozgatják, amely egy sor hűtő fűtőtestből áll, ami segít lehűteni és megszilárdítani az olvadt forraszt.  Az újrafolyós forrasztás során ügyeljünk néhány speciális lapra, például a kétoldalas PCB-kre.   A kétoldalas nyomtatott áramköri lapok mindkét oldalát külön kell stencilelni és újraforrasztani, normál esetben először a kevesebb komponensű oldalt, majd a másik oldalt kell újraforrasztani.

4. lépés: Ellenőrzés

Az összeszerelt áramköri lapok működőképességét tesztelni kell, mert az újrafolyatás rossz csatlakozást vagy akár a csatlakozás hiányát is okozhatja.  Az újrafolyós forrasztás közbeni mozgás szintén rövidzárlatot okozhat. Így az ellenőrzés kulcsfontosságú lépés az összeszerelési folyamat során. Számos módszer létezik a hibák vizsgálatára, és a leggyakrabban használt módszerek a kézi ellenőrzés, a röntgenvizsgálat és az automatikus optikai ellenőrzés.  Az újrafolyós forrasztás után időszakos ellenőrzéseket lehet végezni, így az esetleges problémák azonosíthatók mindaddig, amíg az áramköri kártyaszerelvény a következő folyamatra nem lép.  Az ilyen ellenőrzések segítségével a gyártók sok pénzt takaríthatnak meg, mert minél hamarabb észlelik a problémát, annál hamarabb megoldható idő-, emberi erőforrás- és anyagpazarlás nélkül.

5. lépés: Átmenő lyuk alkatrész behelyezése

Az SMD-komponenseken kívül egyes áramköri kártyákat más típusú alkatrészekkel is össze kell szerelni, például átmenőlyuk- vagy PTH-komponensekkel.  Tehát hogyan kell összeszerelni ezeket az alkatrészeket?  Nos, vannak bevonattal ellátott lyukak az áramköri lapokon, amelyek hozzáférést biztosítanak a PCB-komponensek számára a jelek átviteléhez a kártya egyik oldaláról a másik oldalra.  Így a forrasztópaszta ebben az esetben működőképes, ezért más forrasztási módszereket kell alkalmaznunk a PTH komponensek beillesztéséhez, mint például a kézi forrasztás és a hullámforrasztás.

6. lépés: Funkcionális teszt

Az utolsó lépésben a PCBA működőképességének tesztelésére kerül sor a végső ellenőrzésre, ezt a folyamatot „funkcionális tesztnek” nevezzük.  Ez a teszt szimulálja a PCB normál működését, és figyeli a NYÁK elektromos jellemzőit, amikor a tápegység és az analóg jel áthalad a NYÁK-on, hogy megítélje, hogy a PCBA minősített-e.

Javaslatok a nyomtatott áramköri lapok jobb összeszereléséhez

Miután elmagyaráztuk a nyomtatott áramkörök összeszerelésének részletes folyamatát, most szeretnénk néhány javaslatot ajánlani, amelyek javíthatják a PCBA minőségét.

Alkatrész mérete

A NYÁK tervezési időszakában kiemelten fontos, hogy a táblákon minden alkatrészhez a megfelelő csomagméretet válasszuk ki, általánosságban elmondható, hogy nagyobb kiszerelést javasolunk. Kisebb csomagok kiválasztása potenciális problémákat okozhat az áramköri kártya összeszerelési fázisában, ami sok időt vesz igénybe az áramkör módosítása. Míg néhány bonyolult módosításnál, mint például az alkatrészek szétszerelése és forrasztása, az egész áramköri lapot újra összeszerelni sokkal könnyebb.

Alkatrész lábnyom

A NYÁK-összeállítás másik kulcsfontosságú szempontja az alkatrészek lábnyoma.  Minden lábnyomot pontosan az egyes integrált komponensek adatlapján megadott földmintázat szerint kell létrehozni. Sok probléma adódhat a helytelen lábnyomból, például a forrasztási folyamat során az integrált alkatrészre egyenetlen hőhatást okoz, aminek következtében az csak a nyomtatott áramköri lap egyik oldalához tapad, nem pedig mindkét oldalához.  Ezen túlmenően a passzív SMD komponensek, például ellenállások, kondenzátorok és induktorok is érintettek lennének, főként az alkatrészhez tartozó földmintázat hibás méretei, valamint az alkatrész két padjához vagy a sávhoz csatlakoztatott sávok eltérő nagysága miatt. szélessége túl széles.

Az alkatrészek közötti távolság

Az alkatrészek közötti elégtelen hely okozta túlmelegedés a PCB meghibásodásának egyik fő oka, és ez a probléma még hangsúlyosabb egyes rendkívül összetett áramkörökben. Az egyik alkatrész túl közel elhelyezése a másikhoz számos problémát okozhat, amelyek közül a legsúlyosabb a PCB újratervezéséhez és újragyártásához vezethet, ami időigényes folyamat, ami szükségtelen költségekkel jár.  Amikor automatizált összeszerelő és tesztelő gépeket alkalmazunk, fontos ügyelni arra, hogy minden alkatrészt távol tartsunk a mechanikus alkatrészektől, a tábla szélétől és az összes többi alkatrésztől.  A túl kis távolság az alkatrészek között vagy a helytelenül elforgatott alkatrészek problémákat okozhat a hullámforrasztási folyamat során.  Például, ha egy magasabb alkatrész megelőz egy alacsonyabb magasságú alkatrészt a hullám által megtett út mentén, a varrat gyengül.

Frissített BOM

Mind a PCB-tervezési, mind az összeszerelési folyamatok során létfontosságú annak biztosítása, hogy az anyagjegyzék (BOM) mindig frissüljön. A BOM bármilyen hibája vagy pontatlansága nagy bajokat okozhat, amelyek elodázhatják a teljes összeszerelési fázist, mivel a gyártóknak sok időt kell fordítaniuk a probléma kiderítésére és megoldására.  Annak érdekében, hogy megbizonyosodjon az anyagjegyzék pontosságáról és érvényességéről, minden alkalommal, amikor frissíti a nyomtatott áramköri tervét, alaposan és gondosan át kell tekintenie az anyagjegyzéket.  Például, ha egy új komponenst adnak hozzá egy meglévő projekthez, akkor meg kell győződni arról, hogy az anyagjegyzék megfelelően frissül.

Fiduciálisok használata

A támpontok lekerekített rézformák, a pick and place összeszerelő gépek tereptárgyaiként játszanának. Fiducialok használatával az automatizált berendezések azonosítani tudják a tábla tájolását és összeállíthatják a finom osztású felületre szerelhető alkatrészeket. A megbízottak két osztályra oszthatók, ezek a globális és a helyi bizalmasok. Globális fiduciálokat használnak a nyomtatott áramköri lapok szélére történő elhelyezésre, így a kártya X-Y síkban való tájolása a pick and place gépekkel észlelhető. Ami a Local fiduciálokat illeti, a négyzet alakú SMD alkatrészek sarkaihoz közel vannak elhelyezve, ami lehetővé teszi a pick and place gépek számára, hogy pontosan meghatározzák az alkatrész lábnyomát, ami segít csökkenteni a PCB összeszerelés során fellépő pozicionálási hibákat. Egyszóval a fiduciálisok nagyon fontosak a PCB összeszerelésénél, különösen akkor, ha a táblán sok olyan alkatrész szerepel, amelyek nincsenek messze egymástól.