PCB 어셈블리란?

PCB 조립은 저항기, 트랜지스터, 다이오드와 같은 전자 부품을 인쇄 회로 기판에 설치하는 과정입니다. 이 작업은 수동 또는 기계적으로 수행할 수 있습니다.

PCB 조립과 PCB 제조는 완전히 다른 공정을 거칩니다:

• PCB 제조에는 설계 및 프로토타입 디자인을 포함한 다양한 공정이 포함됩니다.
• PCB 조립은 부품 배치에 중점을 둔 PCB 제조 공정이 완료된 후에야 시작됩니다.

다양한 PCB 조립 기술과 관련된 구체적인 프로세스, 그리고 보다 효과적으로 PCB를 조립하는 방법에 대한 제안을 살펴봅니다.

PCB 조립 기술

PCB 조립 기술은 전자 기술의 발전과 함께 크게 발전해 왔습니다. 현재 일반적으로 사용되는 조립 기술에는 세 가지가 있습니다. 

표면 실장 기술(SMT)

SMT 어셈블리는 표면 실장 장치(SMD)를 PCB에 납땜합니다. SMD 부품에는 작은 패키징이 사용되기 때문에 납땜 접합부의 정확성과 적절한 온도를 보장하기 위해 전체 공정을 세심하게 제어해야 합니다. 다행히도 SMT는 완전 자동화된 조립 기술입니다. 기계를 사용하여 개별 부품을 픽업하여 매우 높은 정확도로 PCB에 배치합니다.

전체 SMT 프로세스에는 일반적으로 다음 단계가 포함됩니다:

1. 스틸 스크린 인쇄
2. 솔더 페이스트 인쇄
3. 구성 요소 장착
4. SPI
5. 리플로우 납땜
6. AOI
7. 접시 청소
8. 플레이트 분할
9. 테스트 어셈블리

쓰루홀 기술(THT)

스루홀 기술은 보다 전통적인 PCB 조립 방식입니다. 커패시터, 코일, 대형 저항기, 인덕터와 같은 전자 부품을 미리 뚫은 구멍을 통해 회로 기판에 삽입합니다. SMT와 달리 THT는 더 크고 무거운 전자 부품을 조립할 수 있고 더 강력한 기계적 결합을 제공하므로 테스트 및 프로토타입 설계 목적에 더 적합합니다.

혼합 PCB 조립 기술

전자 제품이 점점 더 작아지고 복잡해지면서 PCB 조립에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 제한된 공간에서 고도로 복잡한 회로를 SMT 또는 THT 기술만 단독으로 사용하여 조립하는 것은 어려울 수 있습니다. 따라서 SMT와 THT의 조합이 필요한 경우가 많습니다. 하이브리드 PCB 조립 기술을 사용할 때는 용접 및 조립 공정을 간소화하기 위해 적절한 조정을 수행해야 합니다.

PCB 조립(PCBA) 공정

1단계: 베어 보드 베이킹

PCB 보드의 건조를 보장하기 위한 베어 PCB 베이킹.

2단계: 솔더 페이스트 인쇄

PCB 어셈블리에서 솔더 페이스트를 적용하려면 먼저 스테인리스 스틸 스텐실을 사용하여 부품이 배치될 영역에 솔더 페이스트를 인쇄합니다. 기계식 고정 장치가 스텐실과 PCB를 함께 고정하고 애플리케이터를 사용하여 솔더 페이스트를 보드의 모든 개구부에 고르게 인쇄합니다. 애플리케이터를 제거하면 페이스트는 PCB의 원하는 영역에만 남게 됩니다. 이 공정에 사용되는 솔더 페이스트는 회색이며 96.5% 주석, 3% 은, 0.5% 구리로 구성되어 납이 함유되어 있지 않습니다.

3단계: 고속 SMT 실장

픽 앤 플레이스 기계는 로봇 팔을 사용하여 미리 정해진 설계에 따라 부품을 픽업하여 PCB에 정확하게 배치함으로써 부품을 PCB에 정확하게 연결할 수 있습니다. 기계는 솔더 페이스트의 올바른 위치에 부품을 배치하여 PCB에 부품을 '그리기' 합니다. 이 프로세스는 부품의 정확한 배치를 보장하며, 이는 PCB 부품의 전반적인 기능과 신뢰성에 매우 중요합니다.

4단계: 리플로우 납땜

리플로우 솔더링은 전자 부품을 인쇄 회로 기판(PCB)에 연결하는 전자 제조에 일반적으로 사용되는 공정입니다. 이 과정에서 부품이 설치될 PCB에 솔더 페이스트를 도포한 다음 솔더 페이스트 위에 부품을 배치합니다. 그런 다음 부품이 연결된 PCB를 환류로를 통해 솔더 페이스트를 녹이기에 충분한 온도로 가열하면 부품과 회로 기판 사이에 견고하고 영구적인 연결이 이루어집니다. 리플로우 솔더링에 사용되는 온도는 사용되는 솔더와 부품의 유형에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로 약 250°C입니다.

5단계: AOI

인쇄 회로 기판의 납땜을 완료한 후, PCB의 납땜 상태를 감지하기 위해 AOI 기기를 사용하게 됩니다. 자동 광학 검사, 즉 AOI는 납땜 공정 후 인쇄 회로 기판의 결함을 검사하기 위해 전자 제조에서 일반적으로 사용되는 방법입니다. AOI는 누락된 부품, 잘못된 부품 배치, 브릿지, 개방 회로, 납땜 부족과 같은 납땜 접합 결함을 감지할 수 있습니다. AOI는 검출 프로세스를 자동화함으로써 검출 효율과 정확도를 크게 향상시키고 최종 제품의 품질을 보장할 수 있습니다.

6단계: 웨이브 납땜

웨이브 솔더링은 인쇄 회로 기판의 스루홀 부품을 납땜하는 데 널리 사용되는 방법입니다. 이 공정에서는 먼저 스루홀 부품으로 PCB를 조립한 다음 웨이브 솔더링 머신이라는 특수 오븐에서 납땜 파동으로 납땜을 녹입니다. 녹은 솔더 웨이브는 부품의 노출된 리드를 PCB 하단에 있는 해당 구리 솔더 패드에 적셔 납땜합니다.

그러나 웨이브 솔더링은 양면 PCB에도 사용할 수 있으며, 반대편 부품의 손상을 방지하기 위해 추가적인 예방 조치를 취합니다. 여기에는 반대쪽을 보호 재료로 마스킹하거나 웨이브 솔더링 전에 반대쪽을 사전 용접하여 추가적인 지지력을 제공하고 공정 중 부품의 움직임을 방지하는 것이 포함될 수 있습니다.

웨이브 솔더링 공정이 끝나면 일반적으로 PCB는 세척 및 검사를 위해 보내져 과도한 플럭스나 땜납을 제거하고 최종 제품의 성능에 영향을 미칠 수 있는 용접 결함이나 기타 문제가 없는지 확인합니다.

7단계: 청소

웨이브 솔더링 후에는 PCB를 청소하여 보드에 남아있을 수 있는 과도한 플럭스나 납땜 잔여물을 제거해야 합니다. 이는 최종 제품에 결함이 없고 제대로 작동하도록 보장하는 데 매우 중요합니다.

청소 프로세스가 완료된 후에는 회로 기판에 성능에 영향을 줄 수 있는 오염 물질이나 결함이 없는지 검사해야 합니다.

8단계: 품질 확인

이제 PCBA 프로세스의 핵심 단계인 기능 테스트를 통해 PCB의 기능 및 전기적 특성을 확인합니다. 이 단계에서 PCB는 설계 사양 및 요구 사항을 준수하는지 확인하기 위해 테스트됩니다.

기능 테스트에는 PCB에 입력 신호와 전원 공급 장치를 적용하고 오실로스코프, 디지털 멀티미터, 함수 발생기 및 기타 기기를 사용하여 보드의 각 지점의 출력 신호를 측정하는 것이 포함될 수 있습니다. 테스트에는 PCB의 개별 구성 요소의 작동을 확인하고 예상대로 작동하는지 확인하는 작업도 포함될 수 있습니다.

테스트된 매개변수가 사양을 충족하지 못하면 PCB는 회사의 표준 절차에 따라 불합격 처리되어 폐기되거나 재작업될 수 있습니다. 기능 테스트 단계는 최종 제품의 품질이 우수하고 설계 요구 사항을 충족하는지 확인하는 핵심 단계입니다.

9단계: 최종 청소, 포장 및 배송

기능 테스트 단계가 완료되고 PCB가 설계의 요구 사항과 사양을 충족하는지 확인되면 원치 않는 잔류 플럭스, 손가락 먼지 및 기름 얼룩을 청소할 차례입니다.

최종 세척 단계에서는 일반적으로 특수 세척액이나 탈이온수를 사용하여 보드 표면에 남아있을 수 있는 잔류 플럭스, 손가락 먼지 또는 기름 얼룩을 제거합니다. 고압 세척 도구를 사용하여 PCB 회로를 손상시키지 않고 보드를 철저히 청소할 수 있습니다. 세척 후에는 일반적으로 압축 공기를 사용하여 보드를 건조시켜 보드에 잔류 수분이 남지 않도록 합니다.

최종 세척 및 건조 공정이 완료되면 PCB를 포장 및 배송할 준비가 된 것입니다. 정전기 방지 봉투 또는 특수 포장재로 포장하여 배송 중에 PCB를 보호하고 목적지에 양호한 상태로 도착할 수 있도록 할 수 있습니다. 포장에는 PCB를 식별하고 사양 및 요구 사항에 대한 정보를 제공하기 위한 라벨링 또는 기타 문서도 포함될 수 있습니다.

파일 형식에 특히 주의하세요

PCB 설계 및 제조에 사용되는 파일 형식은 이 과정에서 중요한 고려 사항입니다. 사용되는 파일 형식은 일반적으로 인쇄 회로 기판의 물리적 레이아웃을 생성할 수 있는 표준 ASCII 텍스트 형식입니다. 파일 형식은 PCB 제조업체에서 사용하는 소프트웨어와 호환되어야 설계를 실제 PCB로 정확하게 변환할 수 있습니다.

디자인을 만들 때 부품에 이름을 지정하고 라벨을 붙이는 것도 중요합니다. 인쇄 회로 기판의 각 부품은 조립 및 테스트 중 오류를 방지하기 위해 명확하게 표시하고 식별해야 합니다. 또한 디자인을 쉽게 이해하고 따라할 수 있도록 라벨을 일관성 있고 표준화해야 합니다.

라벨링 외에도 PCB를 설계할 때는 트레이드 오프도 고려해야 합니다. 밸런싱에는 전력, 전송 및 크기와 같은 다양한 설계 고려 사항 중에서 선택하는 것이 포함됩니다. 필요한 성능과 기능을 달성하는 동시에 설계가 효과적으로 제조 및 조립될 수 있도록 이러한 절충점의 균형을 맞추는 것이 중요합니다.

필요한 경우 제조업체에 문의하여 설계를 개선하고 요구 사항을 충족하는 기술을 이해하는 것이 좋습니다. 설계자와 제조업체 간의 협업은 보다 효율적인 PCB 설계 및 제조 프로세스로 이어질 수 있습니다.

Bester의 PCB 조립 서비스

품질과 신뢰성 면에서 우수한 기록을 보유한 PCBA 제공업체와 협력하는 것은 언제나 안심이 됩니다. Bester Technology는 ISO9001, IPC 및 UL 인증을 통과하여 높은 산업 표준을 충족하기 위한 노력을 입증했습니다.

Bester는 고객과 긴밀하게 협력하고 조언을 제공할 수 있는 숙련된 엔지니어를 보유하고 있습니다. 이를 통해 조립 프로젝트의 타당성을 충분히 고려하고 잠재적인 문제를 프로세스 초기에 해결할 수 있습니다. 프로토타입부터 대량 생산에 이르기까지 다양한 조립 요구 사항을 처리할 수 있는 공급업체를 확보하는 것도 중요합니다.

생산 일정에 맞추기 위해 PCBA를 신속하게 배송해야 하는 많은 고객에게는 짧은 처리 시간이 매우 중요합니다. Bester는 공통 부품의 재고를 대량으로 보유하고 있다는 점도 장점입니다. 이는 지연을 최소화하고 생산 일정을 맞추는 데 도움이 됩니다. Bester는 항상 짧은 TAT로 우수한 PCBA를 제공할 수 있습니다.

특정 부품을 구매할 수 없는 상황에서는 베스트 테크놀로지 엔지니어가 합리적인 가격의 대안을 추천할 수 있어 안심할 수 있습니다. 이를 통해 비용을 관리하는 동시에 PCBA가 필요한 사양을 충족하도록 보장할 수 있습니다. 당사의 부품 조달 방식은 적시에 비용 효율적인 방식으로 고객의 요구를 충족하기 위한 노력을 보여주는 강력한 자산입니다.

전반적으로 이러한 요인으로 인해 Bester 기술은 신뢰할 수 있는 고품질 PCBA 공급업체를 찾는 고객에게 강력한 선택이 될 수 있습니다.