С ростом спроса на электронные устройства важно изучить сложность сборки печатных плат (PCBA). Мы углубимся в процесс сборки печатных плат, типы сборки печатных плат и различные задействованные методы и приемы. Кроме того, мы также изучим значение PCBA в электронных продуктах, гарантируя вам лучшее понимание этого важного компонента.

Что такое PCBA?

PCBA относится к сборке печатных плат, которая представляет собой процесс пайки электронных компонентов на печатную плату (PCB) для формирования функциональной схемы. По сути, печатная плата служит основным блоком электроники, обеспечивая прочную основу для компонентов и облегчая соединения между ними. Процесс сборки включает пайку компонентов на плату, а готовая сборка — это PCBA.

Типы сборки печатных плат:

Сборка печатных плат бывает разных типов для удовлетворения различных требований, бюджетов и уровней сложности. Давайте обсудим наиболее распространенные типы:

1. Односторонняя печатная плата:

Для этого типа компоненты устанавливаются только на одной стороне печатной платы. Благодаря своей простоте односторонняя сборка отлично подходит для недорогого крупномасштабного производства.

2. Двусторонняя сборка печатной платы:

Производство печатной платы имеет 2 стороны, что является наиболее распространенным и монтируется компонентами. Фактически, двухсторонняя сборка более широко применяется в большинстве отраслей с более высокой плотностью и более продвинутой электроникой.

3. Технология сквозных отверстий (THT) PCBA:

Технология сквозных отверстий (THT) означает вставку выводов электронных компонентов в предварительно просверленные отверстия на плате производителя печатной платы и крепление их к задней стороне печатной платы с помощью пайки. THT обычно собирается с помощью ручной сварки или пайки волной припоя. Сборка сквозных отверстий обеспечивает прочное механическое соединение и отличную проводимость, что делает ее идеальным выбором для сверхмощных компонентов или оборудования, которые могут выдерживать механическое напряжение.

4. Технология поверхностного монтажа (SMT) Сборка печатных плат:

В настоящее время SMT широко используется многими производителями, которые напрямую устанавливают компоненты на поверхность печатной платы без необходимости в сквозных отверстиях. SMT имеет множество преимуществ, таких как уменьшение размера, веса и сложности, увеличение плотности компонентов и улучшение высокочастотных характеристик.

5. Смешанная сборка печатных плат:

Смешанная сборка включает в себя технологию сквозных отверстий и SMT для удовлетворения конкретных требований электронных устройств. Смешанная сборка обычно применяется в ситуациях, когда необходимо объединить две технологии для удовлетворения требуемых стандартов производительности и дизайна.

Каковы компоненты сборки печатной платы?

Компоненты состоят из печатной платы и сборки. Компоненты печатной платы можно разделить на два типа: активные компоненты и пассивные компоненты. Такие как ИС, транзисторы, они относятся к активным компонентам, которым для работы необходим источник питания. Пассивные компоненты — это компоненты, которые могут работать без необходимости в источнике питания, такие как резисторы, конденсаторы и индукторы.

Выбор компонентов для сборки печатной платы важен, поскольку критерии включают электрические характеристики, размер и стоимость. Оптимизируйте электрические характеристики компонентов, чтобы сборка печатной платы соответствовала спецификациям для использования. Оптимизируйте размеры компонентов, чтобы они могли быть на печатной плате. Оптимизируйте стоимость компонентов, чтобы обеспечить экономически эффективное производство собранной печатной платы.

Процесс сборки печатной платы:

Процесс сборки печатной платы pcba очень сложен и включает несколько этапов. Ниже приведено общее описание типичного процесса:

1. Шаг первый: проектирование и компоновка: на этом этапе используется профессиональное программное обеспечение для создания подробного проекта макета изготовления печатной платы заказчика, включая расположение компонентов, разводку электрических соединений и общую функциональность схемы.

2. Шаг второй: Производство печатных плат: производитель печатных плат использует медное стекловолокно и выполняет ряд процессов, включая сверление, нанесение паяльной маски, меднение, лужение, никелирование, серебряное и золотое покрытие, травление, выпечку, химическую зачистку, отверждение стекловолокна и эпоксидной смолы под вакуумом и давлением, электропроводку и тестирование, чтобы изготовить прочные печатные платы с длительным сроком службы.

3. Шаг третий: паяльная паста: паяльная паста — это материал, используемый в технологии поверхностного монтажа (SMT) для крепления компонентов к печатной плате (PCB). Это смесь порошкообразного припоя и флюсового связующего. Паста наносится на сборку печатной платы с помощью трафарета, гарантируя, что она покрывает только площадки, на которых будут размещены компоненты. После установки компонентов плата проходит процесс оплавления, при котором паста расплавляется, образуя прочные паяные соединения, которые фиксируют компоненты.Паяльная паста имеет различные формулы в зависимости от типа припоя и флюса и играет важную роль в обеспечении надежных электрических соединений.

4. Шаг четвертый: Размещение компонентов: В соответствии с первоначальной конструкцией и компоновкой печатной платы и сборки электронные компоненты собираются в сборные печатные платы с помощью автоматизированных машин или вручную.

5. Шаг пятый: Пайка оплавлением: Пайка оплавлением является распространенной технологией поверхностного монтажа (SMT). Этот метод использует температуру плавления при высокой температуре и циркуляцию горячего воздуха для пайки электронных компонентов к сборке печатных плат. Это эффективная, быстрая и экономичная технология пайки, поэтому она широко используется в массовом производстве.

6. Шаг шестой: Тестирование: Тестирование печатных плат включает ICT, FCT, испытание на старение и AOI и т. д. для обеспечения качества и надежности печатной платы. Онлайн-тестирование ICT обнаруживает обрыв линии, короткое замыкание и т. д.; Функциональное тестирование FCT подтверждает качество печатной платы; Тест на старение имитирует условия использования продукта; автоматическая оптическая инспекция AOI делает фотографии печатной платы и сравнивает их со схемой.

Проверки сборки печатной платы (PCBA):

1. Визуальный осмотр: осмотрите поверхность печатной платы невооруженным глазом или под микроскопом, чтобы выявить очевидные дефекты, такие как плохие паяные соединения, несоосность компонентов, отсутствующие детали и т. д.

2. Автоматизированный оптический осмотр (AOI): используйте камеры высокого разрешения и программное обеспечение для обработки изображений для автоматического обнаружения дефектов на поверхности сборки печатной платы печатной платы, таких как плохие паяные соединения, несоосность компонентов, отсутствующие детали и т. д.

3. Автоматизированный рентгеновский осмотр (AXI): используйте рентгеновскую технологию для проверки внутренней структуры сборки печатной платы печатной платы для проверки качества паяных соединений, заполнения отверстий, выравнивания компонентов и т. д.

4. Внутрисхемное тестирование (ICT): используйте тестовые щупы или гвозди для проверки электрических характеристик каждого компонента, включая резисторы, конденсаторы, диоды, индукторы и т. д., когда цепь обесточена.

5. Функциональное тестирование: Интегрируйте печатную плату pcba в продукт и проведите фактические эксплуатационные испытания для проверки ее функций и производительности.

6. Тестирование паяемости: Проверьте производительность пайки паяных соединений и отверстий, чтобы обеспечить плавный процесс пайки

7. Экологическое тестирование: Проверьте производительность конструкции печатной платы и печатных плат в различных условиях окружающей среды (таких как высокая температура, низкая температура, влажность, вибрация и т. д.)

8. Тепловизионное тестирование: Используйте инфракрасное тепловизионное оборудование для определения распределения температуры собранной платы печатной платы во время работы и найдите горячие точки и проблемы перегрева

9. Тестирование чистоты: Обнаружьте ионные загрязнения на поверхностях печатной платы и паяных соединениях, чтобы убедиться, что чистота соответствует требованиям

Упаковка печатной платы:

1. Антистатическая защита: Все сборки печатных плат (PCBA) должны быть упакованы в антистатические пакеты или антистатическую пенную упаковку, чтобы предотвратить повреждение компонентов статическим электричеством. Герметичная печатная плата может быть помещена в антистатические пузырчатые пакеты или антистатические экранирующие пакеты.
2. Влагонепроницаемая упаковка: чтобы предотвратить воздействие влаги на печатную плату, включите осушители и используйте вакуумную упаковку или коробки, особенно для дальних перевозок или длительного хранения. Вакуумная упаковка помогает уменьшить попадание влаги, тем самым защищая компоненты конструкции печатной платы от окисления или повреждения влагой.
3. Амортизирующая защита: используйте такие материалы, как пена, EPE (вспененный полиэтилен) или пузырчатая пленка, чтобы предотвратить физическое воздействие и вибрацию во время транспортировки. Дополнительные амортизирующие материалы могут быть добавлены внутрь внешней упаковки, чтобы уменьшить внешние силы на продукт.
4. Категоризированная упаковка: для больших партий печатных плат классифицируйте их в соответствии со спецификациями, моделями и партиями и прикрепляйте четкие этикетки. Каждая упаковка должна содержать список продукции (BOM), отчет о проверке или сертификат соответствия для легкого подсчета и отслеживания.
5. Требования к внешней упаковке: Внешняя упаковка обычно изготавливается из картонных или деревянных коробок, которые должны обладать достаточной прочностью и устойчивостью к сжатию, чтобы предотвратить деформацию во время транспортировки. Упаковочная коробка должна быть маркирована надписями «Влагонепроницаемая», «Обращаться с осторожностью», «Антистатическая» и другими символами.

Вывод:

Подводя итог, можно сказать, что PCBA (сборка печатных плат) играет важную роль во многих отраслях, таких как автомобилестроение, промышленная автоматизация, телекоммуникации, медицина и т. д., где требуется сборка электронных компонентов на печатных платах. За прошедшие годы процесс PCBA быстро развивался, чтобы удовлетворить спрос на более мелкие, более мощные и эффективные электронные устройства.