Co to jest montaż PCB

Montaż PCB to proces instalowania komponentów elektronicznych, takich jak rezystory, tranzystory i diody, na płytce drukowanej. Można to zrobić ręcznie lub mechanicznie.

Montaż PCB i produkcja PCB obejmują zupełnie różne procesy:

• Produkcja PCB obejmuje szeroki zakres procesów, w tym projektowanie i projektowanie prototypów.
• Montaż PCB rozpoczyna się dopiero po zakończeniu procesu produkcji PCB, koncentrując się na rozmieszczeniu komponentów.

Zagłębimy się w różne technologie montażu PCB, konkretne procesy i sugestie dotyczące bardziej efektywnego montażu PCB.

Technologia montażu PCB

Technologie montażu PCB znacznie ewoluowały wraz z postępem technologii elektronicznych. Obecnie istnieją trzy powszechnie stosowane technologie montażu. 

Technologia montażu powierzchniowego (SMT)

Montaż SMT lutuje urządzenia do montażu powierzchniowego (SMD) na płytkach PCB. Ze względu na małe obudowy używane do komponentów SMD, cały proces musi być starannie kontrolowany, aby zapewnić dokładność połączeń lutowanych i odpowiednią temperaturę. Na szczęście SMT to w pełni zautomatyzowana technologia montażu. Wykorzystuje maszyny do podnoszenia poszczególnych komponentów i umieszczania ich na płytce PCB z niezwykle wysoką dokładnością.

Cały proces SMT zwykle obejmuje następujące kroki:

1. Drukowanie na stalowej siatce
2. Drukowanie pasty lutowniczej
3. Montaż komponentów
4. SPI
5. Lutowanie rozpływowe
6. AOI
7. Czyszczenie płyty
8. Rozdzielanie płyty
9. Montaż testowy

Technologia przewlekana (THT)

Technologia przewlekana jest bardziej tradycyjną metodą montażu PCB. Polega na wkładaniu elementów elektronicznych, takich jak kondensatory, cewki, duże rezystory i dławiki, do płytki drukowanej przez wstępnie wywiercone otwory. W przeciwieństwie do SMT, THT może montować większe i cięższe elementy elektroniczne oraz zapewniać silniejsze połączenia mechaniczne, dzięki czemu jest bardziej odpowiednia do testowania i projektowania prototypów.

Mieszana technologia montażu PCB

Wraz z tym, jak produkty elektroniczne stają się mniejsze i bardziej złożone, rośnie zapotrzebowanie na montaż PCB. Montaż bardzo złożonych obwodów w ograniczonej przestrzeni, przy użyciu wyłącznie technologii SMT lub THT oddzielnie, może być trudny. Dlatego często konieczne jest połączenie SMT i THT. Podczas korzystania z hybrydowej technologii montażu PCB należy wprowadzić odpowiednie korekty, aby uprościć proces spawania i montażu.

Proces montażu PCB (PCBA)

Krok 1: Pieczenie gołej płyty

Pieczenie gołej płytki PCB w celu zapewnienia suchości płytki PCB.

Krok 2: Drukowanie pasty lutowniczej

Aby nałożyć pastę lutowniczą podczas montażu PCB, najpierw wydrukuj pastę lutowniczą na obszarach, w których będą umieszczane komponenty, za pomocą szablonu ze stali nierdzewnej. Mocowanie mechaniczne utrzymuje szablon i płytkę PCB razem, a aplikator służy do równomiernego drukowania pasty lutowniczej na wszystkich otworach w płytce. Po usunięciu aplikatora pasta pozostanie tylko w żądanych obszarach płytki PCB. Pasta lutownicza używana w tym procesie ma szary kolor i składa się z 96,5% cyny, 3% srebra i 0,5% miedzi, dzięki czemu nie zawiera ołowiu.

Krok 3: Szybki montaż SMT

Maszyna Pick and Place może dokładnie łączyć komponenty z płytką PCB, używając ramienia robota do podnoszenia ich i umieszczania na płytce PCB zgodnie z wcześniej ustalonym projektem. Maszyna „rysuje” komponenty na płytce PCB, umieszczając je we właściwej pozycji na paście lutowniczej. Ten proces zapewnia dokładne umieszczenie komponentów, co ma kluczowe znaczenie dla ogólnej funkcjonalności i niezawodności komponentów PCB.

Krok 4: Lutowanie rozpływowe

Lutowanie rozpływowe to proces powszechnie stosowany w produkcji elektroniki, polegający na łączeniu komponentów elektronicznych z płytkami drukowanymi (PCB). Podczas tego procesu pasta lutownicza jest nakładana na PCB w miejscu, w którym zostanie zainstalowany komponent, a następnie komponent jest umieszczany na paście lutowniczej. Następnie PCB z podłączonymi komponentami jest podgrzewana do temperatury wystarczającej do stopienia pasty lutowniczej w piecu rozpływowym, a między komponentami a płytką drukowaną powstaje solidne i trwałe połączenie. Temperatura stosowana do lutowania rozpływowego może się różnić w zależności od rodzaju użytego lutu i komponentu, zwykle wynosi około 250 °C.

Krok 5: AOI

Po zakończeniu lutowania płytki drukowanej używa się instrumentów AOI do wykrywania stanu lutowania PCB. AOI, czyli automatyczna inspekcja optyczna, to powszechna metoda stosowana w produkcji elektroniki do sprawdzania wad płytek drukowanych po procesie lutowania. AOI może wykryć brakujące komponenty, nieprawidłowe umieszczenie komponentów i wady połączeń lutowniczych, takie jak mostki, obwody otwarte i niewystarczająca ilość lutu. Automatyzując proces wykrywania, AOI może znacznie poprawić wydajność i dokładność wykrywania oraz pomóc w zapewnieniu jakości produktu końcowego.

Krok 6: Lutowanie falowe

Lutowanie falowe to szeroko stosowana metoda lutowania komponentów przewlekanych na płytkach drukowanych. W tym procesie PCB jest najpierw montowana z komponentami przewlekanymi, a następnie topiona falą lutu w specjalnym piecu zwanym maszyną do lutowania falowego. Stopione fale lutu zwilżają i lutują odsłonięte wyprowadzenia komponentów do odpowiednich miedzianych pól lutowniczych po spodniej stronie PCB.

Jednak lutowanie falowe może być również stosowane w przypadku dwustronnych PCB, a dodatkowe środki ostrożności są podejmowane w celu zapobieżenia uszkodzeniu przeciwległego komponentu. Może to obejmować maskowanie przeciwnej strony materiałami ochronnymi lub wstępne spawanie przeciwnej strony przed lutowaniem falowym, aby zapewnić dodatkowe wsparcie i zapobiec przemieszczaniu się komponentów podczas procesu.

Po procesie lutowania falowego PCB są zwykle wysyłane do czyszczenia i kontroli w celu usunięcia nadmiaru topnika lub lutu oraz sprawdzenia, czy nie występują wady spawalnicze lub inne problemy, które mogą wpływać na wydajność produktu końcowego.

Krok 7: Czyszczenie

Po lutowaniu falowym PCB należy wyczyścić, aby usunąć nadmiar topnika lub pozostałości lutu, które mogą pozostać na płycie. Jest to kluczowe dla zapewnienia, że produkt końcowy jest wolny od wad i działa prawidłowo.

Po zakończeniu procesu czyszczenia płytkę drukowaną należy sprawdzić, aby upewnić się, że nie ma żadnych zanieczyszczeń lub wad, które mogą wpływać na jej wydajność.

Krok 8: Kontrola jakości

Teraz nadchodzi czas na testowanie funkcjonalne, które jest kluczowym krokiem w procesie PCBA, obejmującym weryfikację funkcjonalności i charakterystyk elektrycznych PCB. Na tym etapie PCB jest testowana w celu zapewnienia zgodności ze specyfikacjami i wymaganiami projektowymi.

Testy funkcjonalne mogą obejmować podawanie sygnału wejściowego i zasilania do PCB oraz pomiar sygnału wyjściowego każdego punktu na płycie za pomocą oscyloskopów, multimetrów cyfrowych, generatorów funkcji i innych instrumentów. Testowanie może również obejmować sprawdzanie działania poszczególnych komponentów na PCB i weryfikację, czy działają zgodnie z oczekiwaniami.

Jeśli jakiekolwiek testowane parametry nie spełniają specyfikacji, PCB może zostać odrzucona i zezłomowana lub przerobiona zgodnie ze standardowymi procedurami firmy. Faza testowania funkcjonalnego jest kluczowym krokiem w zapewnieniu, że produkt końcowy ma wysoką jakość i spełnia wymagania projektowe.

Krok 9: Ostateczne czyszczenie, pakowanie i wysyłka

Po zakończeniu fazy testowania funkcjonalnego i zweryfikowaniu, że PCB spełnia wymagania i specyfikacje projektu, nadszedł czas, aby wyczyścić niepożądane pozostałości topnika, brud z palców i plamy oleju.

Ostatnia faza czyszczenia zazwyczaj obejmuje użycie specjalistycznego roztworu czyszczącego lub wody dejonizowanej w celu usunięcia wszelkich pozostałości topnika, brudu z palców lub plam oleju, które mogły pozostać na powierzchni płyty. Do dokładnego czyszczenia płyty bez uszkodzenia obwodu PCB można użyć narzędzia do mycia pod wysokim ciśnieniem. Po umyciu płyta jest zwykle suszona sprężonym powietrzem, aby upewnić się, że na płycie nie pozostała żadna wilgoć.

Po zakończeniu końcowego procesu czyszczenia i suszenia PCB jest gotowa do pakowania i wysyłki. PCB może być zapakowana w torby antystatyczne lub specjalistyczny materiał opakowaniowy, aby chronić ją podczas wysyłki i zapewnić, że dotrze do miejsca przeznaczenia w dobrym stanie. Opakowanie może również zawierać etykiety lub inną dokumentację identyfikującą PCB i zawierającą informacje o jej specyfikacjach i wymaganiach.

Zwróć szczególną uwagę na formaty plików

Format pliku używany do projektowania i produkcji PCB jest ważnym czynnikiem w tym procesie. Używany format pliku to zwykle standardowy format tekstu ASCII, który może tworzyć fizyczny układ płytek drukowanych. Format pliku musi być kompatybilny z oprogramowaniem używanym przez producentów PCB, aby zapewnić dokładną konwersję projektów na fizyczne PCB.

Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę nazewnictwo i etykietowanie części podczas tworzenia projektów. Każdy komponent na płytce drukowanej powinien być wyraźnie oznaczony i zidentyfikowany, aby uniknąć błędów podczas montażu i testowania. Etykiety powinny być również spójne i ustandaryzowane, aby zapewnić, że projekt jest łatwy do zrozumienia i przestrzegania.

Oprócz etykietowania należy również wziąć pod uwagę kompromisy podczas projektowania PCB. Równoważenie polega na wyborze między różnymi względami projektowymi, takimi jak moc, transmisja i rozmiar. Ważne jest, aby zrównoważyć te kompromisy, aby osiągnąć wymaganą wydajność i funkcjonalność, zapewniając jednocześnie, że projekt może być skutecznie produkowany i montowany.

W razie potrzeby zaleca się skonsultowanie się z producentem w celu zrozumienia technik poprawy projektu i spełnienia wymagań. Współpraca między projektantami i producentami może prowadzić do bardziej wydajnych procesów projektowania i produkcji PCB.

Usługa montażu PCB w Bester

Zawsze uspokaja współpraca z dostawcami PCBA z dobrą opinią w zakresie jakości i niezawodności. Technologia Bester przeszła certyfikaty ISO9001, IPC i UL, co świadczy o jej zaangażowaniu w spełnianie wysokich standardów branżowych.

Bester ma doświadczonych inżynierów, którzy mogą doradzać i ściśle współpracować z klientami. Pomaga to zapewnić pełne rozważenie wykonalności projektu montażowego i wczesne rozwiązanie wszelkich potencjalnych problemów. Ważne jest również, aby mieć dostawcę, który może obsłużyć różne wymagania montażowe, od prototypów po produkcję masową.

Dla wielu klientów, którzy potrzebują szybko dostarczonej PCBA, aby dotrzymać harmonogramów produkcji, kluczowy jest krótki czas realizacji. Bester przechowuje duży zapas popularnych części, co również jest zaletą. Pomaga to zminimalizować opóźnienia i zapewnić dotrzymanie harmonogramów produkcji. Bester zawsze może zapewnić doskonałą PCBA w krótkim TAT.

W sytuacjach, gdy nie można kupić określonych komponentów, inżynierowie Best Technology mogą przedstawić zalecenia dotyczące niedrogich alternatyw, co jest uspokajające. Pomaga to kontrolować koszty, zapewniając jednocześnie, że PCBA spełnia wymagane specyfikacje. Nasza metoda pozyskiwania komponentów jest potężnym atutem, który świadczy o zaangażowaniu w terminowe i opłacalne zaspokajanie potrzeb klientów.

Ogólnie rzecz biorąc, te czynniki sprawiają, że technologia Bester jest dobrym wyborem dla klientów poszukujących niezawodnych i wysokiej jakości dostawców PCBA.