Что такое сборка печатной платы

Сборка печатной платы - это процесс установки электронных компонентов, таких как резисторы, транзисторы и диоды, на печатную плату. Он может быть выполнен вручную или механически.

Сборка печатных плат и их производство - это совершенно разные процессы:

• Производство печатных плат включает в себя широкий спектр процессов, в том числе проектирование и создание прототипов.
• Сборка печатной платы начинается только после завершения процесса изготовления печатной платы, при этом основное внимание уделяется размещению компонентов.

Мы рассмотрим различные технологии сборки печатных плат, конкретные процессы и предложения по более эффективной сборке печатных плат.

Технология сборки печатных плат

Технологии сборки печатных плат значительно эволюционировали с развитием электронных технологий. В настоящее время существует три широко используемые технологии сборки. 

Технология поверхностного монтажа (SMT)

SMT-монтаж обеспечивает пайку устройств поверхностного монтажа (SMD) на печатные платы. Из-за небольшой упаковки, используемой для SMD-компонентов, весь процесс должен тщательно контролироваться для обеспечения точности паяных соединений и соответствующей температуры. К счастью, SMT - это полностью автоматизированная технология сборки. В ней используются машины, которые подбирают отдельные компоненты и размещают их на печатной плате с чрезвычайно высокой точностью.

Весь процесс SMT обычно включает следующие этапы:

1. Трафаретная печать на стали
2. Печать паяльной пастой
3. Монтаж компонентов
4. SPI
5. Пайка оплавлением
6. AOI
7. Очистка пластин
8. Расщепление пластины
9. Тестовая сборка

Технология Thru-Hole (THT)

Технология сквозных отверстий - это более традиционный метод сборки печатных плат. Она позволяет вставлять электронные компоненты, такие как конденсаторы, катушки, большие резисторы и индукторы, в печатную плату через предварительно просверленные отверстия. В отличие от SMT, THT позволяет собирать более крупные и тяжелые электронные компоненты и обеспечивает более прочное механическое соединение, что делает ее более подходящей для тестирования и разработки прототипов.

Смешанная технология сборки печатных плат

По мере того как электронные изделия становятся все меньше и сложнее, растет спрос на сборку печатных плат. Сборка очень сложных схем в ограниченном пространстве только с использованием технологии SMT или THT по отдельности может быть затруднена. Поэтому часто требуется сочетание SMT и THT. При использовании гибридной технологии сборки печатных плат необходимо внести соответствующие коррективы, чтобы упростить процесс сварки и сборки.

Процесс сборки печатной платы (PCBA)

Шаг 1: Выпекание на доске

Запекание печатной платы для обеспечения сухости печатной платы.

Шаг 2: Печать паяльной пастой

Чтобы нанести паяльную пасту при сборке печатной платы, сначала нанесите паяльную пасту на участки, где будут размещены компоненты, с помощью трафарета из нержавеющей стали. Механическое приспособление удерживает трафарет и печатную плату вместе, а аппликатор используется для равномерного нанесения паяльной пасты на все отверстия в плате. После удаления аппликатора паста останется только в нужных местах печатной платы. Паяльная паста, используемая в этом процессе, имеет серый цвет и состоит из 96,5% олова, 3% серебра и 0,5% меди, что делает ее бессвинцовой.

Шаг 3: Высокоскоростной монтаж SMT

Машина Pick and Place может точно соединить компоненты с печатной платой, используя роботизированную руку для их захвата и размещения на печатной плате в соответствии с заранее заданным дизайном. Машина "притягивает" компоненты к печатной плате, размещая их в правильном положении на паяльной пасте. Этот процесс обеспечивает точное размещение компонентов, что имеет решающее значение для общей функциональности и надежности компонентов печатной платы.

Шаг 4: Пайка оплавлением

Пайка оплавлением - это процесс, широко используемый в электронном производстве для соединения электронных компонентов с печатными платами (PCB). В ходе этого процесса на печатную плату, где будет установлен компонент, наносится паяльная паста, а затем компонент помещается на паяльную пасту. Затем печатную плату с подключенными компонентами нагревают до температуры, достаточной для расплавления паяльной пасты в печи с рефлюксом, и между компонентами и печатной платой образуется прочное и неразъемное соединение. Температура, используемая для пайки оплавлением, может варьироваться в зависимости от типа припоя и используемых компонентов, обычно она составляет около 250 °C.

Шаг 5: AOI

После завершения пайки печатной платы необходимо использовать приборы АОИ для определения состояния пайки печатной платы. АОИ, или автоматический оптический контроль, - это распространенный метод, используемый в электронном производстве для проверки дефектов печатных плат после процесса пайки. AOI может обнаружить недостающие компоненты, неправильное расположение компонентов и дефекты паяных соединений, такие как мосты, открытые цепи и недостаточное количество припоя. Автоматизация процесса обнаружения AOI позволяет значительно повысить эффективность и точность обнаружения и обеспечить качество конечного продукта.

Шаг 6: Пайка волной

Пайка волной - это широко используемый метод пайки компонентов со сквозными отверстиями на печатных платах. В этом процессе печатная плата сначала собирается с компонентами со сквозными отверстиями, а затем расплавляется волной припоя в специальной печи, называемой волновой паяльной машиной. Расплавленные волны припоя смачивают и припаивают открытые выводы компонентов к соответствующим медным припойным площадкам на нижней стороне печатной платы.

Однако пайка волной может использоваться и для двусторонних печатных плат, при этом принимаются дополнительные меры предосторожности для предотвращения повреждения противоположного компонента. Это может включать маскировку противоположной стороны защитными материалами или предварительную сварку противоположной стороны перед пайкой волной для обеспечения дополнительной поддержки и предотвращения смещения компонентов во время процесса.

После процесса пайки волной печатные платы обычно отправляются на очистку и проверку, чтобы удалить излишки флюса или припоя и проверить, нет ли дефектов сварки или других проблем, которые могут повлиять на характеристики конечного продукта.

Шаг 7: Очистка

После пайки волной печатную плату следует очистить, чтобы удалить излишки флюса или остатки припоя, которые могут остаться на плате. Это очень важно для того, чтобы конечный продукт не имел дефектов и функционировал должным образом.

После завершения процесса очистки плату следует осмотреть, чтобы убедиться в отсутствии загрязнений и дефектов, которые могут повлиять на ее работу.

Шаг 8: Проверка качества

Теперь наступает черед функционального тестирования, которое является ключевым этапом процесса PCBA и включает в себя проверку функциональности и электрических характеристик печатной платы. На этом этапе печатная плата проверяется на соответствие спецификациям и требованиям проекта.

Функциональные тесты могут включать подачу входного сигнала и питания на печатную плату и измерение выходного сигнала в каждой точке платы с помощью осциллографов, цифровых мультиметров, функциональных генераторов и других приборов. Тестирование также может включать проверку работы отдельных компонентов на печатной плате и проверку того, работают ли они так, как ожидается.

Если какие-либо проверенные параметры не соответствуют спецификациям, печатная плата может быть отбракована и отправлена в утиль или доработана в соответствии со стандартными процедурами компании. Этап функционального тестирования - ключевой шаг в обеспечении высокого качества конечного продукта и его соответствия проектным требованиям.

Шаг 9: Окончательная очистка, упаковка и отправка

После завершения этапа функционального тестирования и проверки соответствия печатной платы требованиям и спецификациям проекта пришло время очистить ее от нежелательных остатков флюса, грязи от пальцев и масляных пятен.

Заключительный этап очистки обычно включает в себя использование специализированного чистящего раствора или деионизированной воды для удаления остатков флюса, грязи от пальцев или масляных пятен, которые могут остаться на поверхности платы. Для тщательной очистки платы без повреждения схемы печатной платы может использоваться моечный аппарат высокого давления. После промывки плату обычно сушат сжатым воздухом, чтобы убедиться, что на плате не осталось остатков влаги.

После завершения процесса очистки и сушки печатная плата готова к упаковке и отправке. Печатная плата может быть упакована в антистатические пакеты или специальный упаковочный материал, чтобы защитить ее во время транспортировки и гарантировать, что она прибудет в пункт назначения в хорошем состоянии. Упаковка может также включать маркировку или другую документацию для идентификации печатной платы и предоставления информации о ее спецификациях и требованиях.

Обратите особое внимание на форматы файлов

Формат файлов, используемых для проектирования и производства печатных плат, является важным фактором в этом процессе. Обычно используется стандартный текстовый формат ASCII, который позволяет создавать физический макет печатных плат. Формат файла должен быть совместим с программным обеспечением, используемым производителями печатных плат, чтобы обеспечить точное преобразование проектов в физические печатные платы.

При создании дизайна также важно учитывать наименование и маркировку деталей. Каждый компонент на печатной плате должен быть четко обозначен и идентифицирован, чтобы избежать ошибок при сборке и тестировании. Маркировка также должна быть последовательной и стандартизированной, чтобы гарантировать, что дизайн легко понять и следовать ему.

Помимо маркировки, при проектировании печатной платы необходимо учитывать компромиссы. Балансировка предполагает выбор между различными конструктивными соображениями, такими как мощность, передача и размер. Важно сбалансировать эти компромиссы, чтобы достичь требуемой производительности и функциональности, обеспечив при этом возможность эффективного производства и сборки конструкции.

При необходимости рекомендуется проконсультироваться с производителем, чтобы понять, как улучшить конструкцию и выполнить требования. Сотрудничество между разработчиками и производителями может привести к повышению эффективности процессов проектирования и производства печатных плат.

Услуги по сборке печатных плат в Bester

Всегда приятно сотрудничать с поставщиками PCBA, имеющими хорошую репутацию в области качества и надежности. Компания Bester Technology прошла сертификацию ISO9001, IPC и UL, что свидетельствует о ее стремлении соответствовать высоким отраслевым стандартам.

В компании Bester работают опытные инженеры, которые могут предоставить консультацию и тесно сотрудничать с клиентами. Это помогает обеспечить полное рассмотрение целесообразности проекта сборки и решение любых потенциальных проблем на ранних этапах процесса. Также важно иметь поставщика, который может справиться с различными требованиями к сборке - от прототипов до серийного производства.

Для многих клиентов, которым требуется быстрая поставка PCBA, чтобы не отставать от производственных графиков, короткое время выполнения заказа имеет решающее значение. Компания Bester имеет большой запас общих деталей, что также является преимуществом. Это позволяет минимизировать задержки и обеспечить соблюдение производственных графиков. Bester всегда может предоставить отличные PCBA в короткие сроки.

В ситуациях, когда приобрести конкретные компоненты невозможно, инженеры Best Technology могут дать рекомендации по доступным альтернативам, что не может не радовать. Это помогает контролировать расходы, обеспечивая при этом соответствие PCBA требуемым спецификациям. Наш метод закупки компонентов является мощным активом, демонстрирующим стремление удовлетворить потребности клиентов своевременно и с минимальными затратами.

В целом, эти факторы делают Bester Technology сильным выбором для клиентов, которые ищут надежных и качественных поставщиков PCBA.