S rostoucí poptávkou po elektronických zařízeních je důležité naučit se složitost sestavování desek s plošnými spoji (PCBA). Ponoříme se do procesu montáže desek plošných spojů, typů montáže desek plošných spojů a různých použitých technik a metod. Kromě toho také prozkoumáme význam PCBA v elektronických produktech, což vám zaručí lepší porozumění této klíčové součásti.

Co je PCBA?

PCBA označuje sestavu desky s plošnými spoji, což je proces pájení elektronických součástek na desku s plošnými spoji (PCB) za účelem vytvoření funkčního obvodu. Deska plošných spojů v podstatě slouží jako hlavní tělo elektroniky, poskytuje pevnou základnu pro komponenty a usnadňuje propojení mezi nimi. Proces montáže zahrnuje pájení součástek na desku a hotovou sestavou je PCBA.

Typy sestav PCB:

Sestava obvodové karty se dodává v různých typech, aby vyhovovala různým požadavkům, rozpočtům a úrovním složitosti. Pojďme diskutovat o nejběžnějších typech:

1. Sestava jednostranného tištěného obvodu:

U tohoto typu jsou součástky instalovány pouze na jedné straně DPS. Jednostranná montáž je pro svou jednoduchost velmi vhodná pro nízkonákladovou velkosériovou výrobu pro svou jednoduchost.

2. Sestava oboustranné desky plošných spojů:

Výroba DPS má 2 strany, které jsou nejběžnější a montované součástkami. Ve skutečnosti je oboustranný více široce používán ve většině průmyslových odvětví s vyšší hustotou a pokročilejší elektronikou.

3. PCBA technologie Though-Hole Technology (THT):

Technologie průchozích otvorů (THT) označuje vkládání vývodů elektronických součástek do předvrtaných otvorů na desce s plošnými spoji výrobce a jejich upevnění na zadní stranu desky plošných spojů pájením. THT se obvykle montuje ručním svařováním nebo pájením vlnou. Montáž s průchozím otvorem poskytuje silné mechanické spojení a vynikající vodivost, což z něj činí ideální volbu pro vysoce namáhané součásti nebo zařízení, které vydrží mechanické namáhání.

4. Výrobní sestava obvodové desky technologie povrchové montáže (SMT):

V dnešní době se SMT běžně používá u mnoha výrobců, kteří přímo instalují součástky na povrch DPS bez nutnosti průchozích otvorů. SMT má řadu výhod, jako je snížení velikosti, hmotnosti a složitosti, zvýšení hustoty komponent a zlepšení vysokofrekvenčního výkonu.

5. Sestava smíšené desky s plošnými spoji:

Smíšená montáž zahrnuje technologii průchozího otvoru a technologii SMT pro splnění specifických požadavků elektronických zařízení. Smíšená montáž se obvykle používá v situacích, kdy je třeba zkombinovat dvě techniky, aby byly splněny požadované výkonové a konstrukční normy.

Jaké jsou součásti sestavy desky plošných spojů?

Komponenty se skládají z PCB a sestavy. Součástky PCBA lze rozdělit do dvou typů: aktivní součástky a pasivní součástky. Jako jsou integrované obvody, tranzistory, tyto patří k aktivním součástem, které ke své funkci potřebují zdroj energie. Pasivní součástky jsou součástky, které mohou fungovat bez potřeby zdroje energie, jako jsou rezistory, kondenzátory a induktory.

Výběr komponent sestavy desky PC je důležitý, protože kritéria zahrnují elektrické vlastnosti, velikost a cenu. Optimalizujte elektrické charakteristiky součástí, abyste zajistili, že PCB Assy splňuje specifikace pro použití. Optimalizujte rozměry součástí, abyste zajistili, že mohou být na desce plošných spojů. Optimalizujte náklady na komponenty, abyste zajistili nákladově efektivní výrobu sestavených desek plošných spojů.

Proces montáže PCB:

Proces desky plošných spojů je velmi komplikovaný a zahrnuje několik fází. Následuje obecný popis typického procesu:

1. Krok 1: Návrh a rozvržení: Tento krok spočívá v použití profesionálního softwaru k vytvoření hloubkového návrhu rozvržení výroby desky plošných spojů zákazníka, včetně umístění součástí, zapojení elektrických spojů a celkové funkčnosti obvodu.

2. Krok dva: Výroba desek plošných spojů: Výrobce desek plošných spojů používá sklolaminát potažený mědí a následuje řadu procesů, včetně vrtání, nanášení pájecí masky, pokovování mědí, pocínování, pokovování niklem, postříbření a pozlacení, leptání, vypalování, chemické odizolování, vytvrzování skleněných vláken a epoxidu ve vakuu a tlaku, kabeláž a testování s dlouhou životností desek s plošnými spoji.

3.Krok 3: Pájecí pasta: Pájecí pasta je materiál používaný v technologii povrchové montáže (SMT) k připevnění součástek k desce s plošnými spoji (PCB). Jedná se o směs práškové pájecí slitiny a tavidla. Pasta se nanáší na sestavu desky s plošnými spoji pomocí šablony, která zajistí, že pokryje pouze podložky, kde budou umístěny součástky. Jakmile jsou součásti namontovány, deska prochází procesem přetavení, kdy se pasta roztaví a vytvoří pevné pájené spoje, které zajišťují součásti.Pájecí pasta se dodává v různých složeních v závislosti na typu pájecí slitiny a tavidla a hraje klíčovou roli při zajišťování spolehlivých elektrických spojení.

4. Krok čtyři: Umístění komponent: Podle původního návrhu a uspořádání desky s plošnými spoji a sestavy jsou elektronické komponenty sestaveny do sestavených desek plošných spojů pomocí automatických strojů nebo ruční práce.

5.Krok 5: Pájení přetavením: Pájení přetavením je běžná technologie pájení pro povrchovou montáž (SMT). Tato metoda využívá teplotu tání při vysoké teplotě a cirkulaci horkého vzduchu k pájení elektronických součástek k montáži desek plošných spojů. Jedná se o účinnou, rychlou a cenově výhodnou technologii pájení, proto je široce používána v hromadné výrobě.

6. Krok šest: Testování: Testování PCBA zahrnuje ICT, FCT, test stárnutí a AOI atd., aby byla zajištěna kvalita a spolehlivost desky plošných spojů. Online testování ICT detekuje přerušení obvodu, zkrat atd.; Funkční testování FCT potvrzuje kvalitu desky plošných spojů; test stárnutí simuluje podmínky použití produktu; Automatická optická kontrola AOI pořizuje fotografie DPS a porovnává je se schematickým diagramem.

Kontroly sestavy PCB (PCBA):

1. Vizuální kontrola: Prohlédněte povrch základní desky pcb pouhým okem nebo pod mikroskopem a hledejte zjevné vady, jako jsou špatné pájené spoje, nesouosé součásti, chybějící části atd.

2.Automatická optická kontrola (AOI): Použijte kamery s vysokým rozlišením a software pro zpracování obrazu k automatické detekci defektů na povrchu sestavy desky plošných spojů, jako jsou špatné pájené spoje, nesouosost součástí, chybějící díly atd.

3.Automatizovaná rentgenová kontrola (AXI): Použijte rentgenovou technologii ke kontrole vnitřní struktury sestavy desky plošných spojů pro kontrolu kvality pájených spojů, vyplnění otvorů, zarovnání součástí atd.

4. Testování v obvodu (ICT): Použijte testovací sondy nebo lůžko hřebíků k testování elektrického výkonu každé součásti, včetně rezistorů, kondenzátorů, diod, induktorů atd., když obvod není napájen.

5. Funkční testování: Integrujte desku plošných spojů do produktu a proveďte skutečné provozní testy, abyste ověřili její funkce a výkon.

6. Testování pájitelnosti: Testujte pájecí výkon pájených spojů a otvorů, abyste zajistili hladký proces pájení

7. Environmentální testování: Testujte výkon návrhu PCB a PCBA za různých podmínek prostředí (jako je vysoká teplota, nízká teplota, vlhkost, vibrace atd.)

8. Test tepelného zobrazování: Použijte infračervené termovizní zařízení k detekci rozložení teploty sestavené desky PCB během provozu a nalezení horkých míst a problémů s přehříváním

9. Testování čistoty: Zjistěte iontové nečistoty na površích desek plošných spojů a pájených spojích, abyste zajistili, že čistota splňuje požadavky

Balení PCBA:

1. Antistatická ochrana: Všechny sestavy PCB (PCBA) by měly být zabaleny v antistatických sáčcích nebo antistatických pěnových obalech, aby se zabránilo poškození součástí statickou elektřinou. Utěsněnou desku plošných spojů lze umístit do antistatických bublinkových sáčků nebo statických stínících sáčků.
2. Balení odolné proti vlhkosti: Aby se zabránilo působení vlhkosti na obvodovou desku, použijte vysoušedla a používejte vakuové balení nebo krabice, zejména pro přepravu na dlouhé vzdálenosti nebo dlouhodobé skladování. Vakuové balení pomáhá snižovat pronikání vlhkosti, čímž chrání konstrukční součásti desky plošných spojů před oxidací nebo poškozením vlhkostí.
3. Tlumící ochrana: Použijte materiály jako pěnu, EPE (expandovaný polyethylen) nebo bublinkovou fólii, abyste zabránili fyzickým nárazům a vibracím během přepravy. Do vnějšího obalu lze přidat další tlumící materiály, aby se snížily vnější síly působící na produkt.
4. Kategorizované balení: U velkého množství sestav PCB je zařaďte do kategorií podle specifikací, modelů a šarží a připojte jasné štítky. Každý balíček by měl obsahovat seznam produktů (BOM), inspekční zprávu nebo osvědčení o shodě pro snadné počítání a sledovatelnost.
5. Požadavky na vnější obal: Vnější obal je obvykle vyroben z lepenky nebo dřevěných krabic, které by měly mít dostatečnou pevnost a odolnost v tlaku, aby se zabránilo deformaci během přepravy. Balicí krabice by měla být označena „Vlhkostní“, „Zacházejte opatrně“, „Antistatický“ a dalšími symboly.

Závěr:

Stručně řečeno, PCBA (Printed Circuit Board Assembly) hraje zásadní roli v mnoha průmyslových odvětvích, jako je automobilový průmysl, průmyslová automatizace, telekomunikace, lékařství atd., včetně montáže elektronických součástek na výrobce desek s plošnými spoji. V průběhu let proces PCBA rychle pokročil, aby uspokojil poptávku po menších, výkonnějších a účinnějších elektronických zařízeních.