PCB-assemblage - hoe u professioneler kunt zijn?

Printplaten zijn de drijvende kracht achter een breed scala aan elektronica. Je kunt ze vinden in eenvoudige rekenmachines en geavanceerde militaire en satellietsystemen. Weet u echter hoe u een printplaat in elkaar zet? Kent u de stappen in het proces? U hoeft zich geen zorgen te maken als u dat niet doet! We hebben deze uitgebreide handleiding over de stuklijst (BOM) van een PCB gemaakt om aan boord te monteren. PCB-assemblage om alles te weten te komen over het proces. Vervolgens kunt u uw PCB in elkaar zetten en uw project tot leven brengen.

In deze gids wordt ingegaan op het PCB-assemblageproces en de verschillende gebruikte technologieën.

De printplatenassemblage

De printplaatassemblage is het monteren of plaatsen van elektronische componenten die de print zijn functionaliteit geven. Met handmatige en automatische technieken kunnen de elektronische componenten worden gemonteerd en vervolgens worden ze op hun plaats gesoldeerd.

Een PCBA of printplaatassemblage. Het zou helpen als u het niet zou verwarren met de fabricage van printplaten (PCB's), die prototypes produceert en maakt. Behandelt de installatie van elektronische componenten tijdens het assemblageproces. De printplaatassemblage) is het bord dat wordt gepresenteerd nadat alle onderdelen en onderdelen zijn gesoldeerd en correct zijn geïnstalleerd.

Er kunnen verschillende technologieën worden gebruikt om een ​​PCB te assembleren, waaronder SMT- en THT-processen. We zullen ze in detail onderzoeken in hoofdstuk 4, maar laten we nu eens kijken naar een PCB-ontwerp.

Printed Circuit Design en Fab

Met behulp van schema's kunt u een Computer-Aided Design (CAD)-oplossing gebruiken om PCB's te ontwerpen. Afhankelijk van het ontwerp worden de ontwerpbestanden of Gerber-bestanden vervolgens overgedragen aan de fabrikant die de printplaat produceert of assembleert.

Het basisontwerp van PCB's omvat-

Substraat: Het basismateriaal van een PCB staat bekend als het substraat. Het is wat het bord stevig en duurzaam maakt.

Koper: Elke functionele zijde van de print is voorzien van een dunne geleidende koperlaag. Het aantal zijden vereist een koperlaag, afhankelijk van of het bord enkelzijdig of dubbelzijdig is.

Soldeermasker: De groen gekleurde stof op PCB's komt door het aanbrengen van het soldeermasker. Het zorgt voor isolatie van de kopersporen zodat ze geen contact maken met geleidende componenten.

Zeefdruk: Gebruik een wit scherm als de laatste laag van de printplaat. Het bevat de labels van verschillende componenten in symbolen en karakters.

PCB's kunnen ook van drie typen zijn:

• Stijve PCB gemaakt van massief materiaal zoals glasvezel
• Flexibele PCB gemaakt van buigbare materialen zoals Kapton
• Metalcore PCB gemaakt van metalcore

Het volgende hoofdstuk zal het assemblageproces van de printplaat ontdekken.

Montageproces voor printplaten

3.1 Tools vereist

U heeft een minimaal aantal gereedschappen nodig als u van plan bent uw printplaat handmatig te solderen. De dingen die je moet regelen zijn onder andere-

• Soldeerbout of soldeerstation
• Soldeervloeimiddel
• tang
• Draadknippers
• Schroevendraaier
• Volt/OHM-meter

3.2 PCB-assemblage —Soldeerapparatuur

Voor handmatige printplaatmontage heeft u de keuze uit een breed scala aan soldeerapparatuur. De eenvoudigste pluggen rechtstreeks in het stopcontact en hebben niet veel opties voor temperatuurregeling. U moet een soldeerbout van 15 tot 30 watt kiezen voor uw PCB-assemblage.

De thermostatisch geregelde soldeerbouten kunnen geschikt zijn omdat ze worden geleverd met opties om de temperatuur te regelen. Sommige hebben wijzerplaten om de temperatuur te regelen, terwijl andere een gemagnetiseerde punt met een specifieke temperatuur gebruiken.

Het zou helpen als je een soldeerbout kiest met vervangbare punten van verschillende groottes. De bonussen beginnen te magnetiseren naarmate je de stroom verhoogt, waardoor de temperatuur stijgt. Wanneer magnetisme afneemt, neemt ook de warmte af.

Mogelijk hebt u ook een heteluchtsoldeerstation nodig dat hete lucht gebruikt om het soldeer te smelten.

3.3 Soorten soldeer

U vindt verschillende soorten soldeer op de markt en kiest op basis van het doel en de toepassing van uw project. Er zijn drie soorten soldeer die worden gebruikt voor elektronica-

• Loodlegeringssoldeer
• Loodvrij soldeer
• Soldeer van zilverlegering

Loodlegeringssoldeer

Soldeersels zijn gemaakt van een combinatie van lood en tin en kunnen ook sporen van andere metalen bevatten. Het is verantwoordelijk voor het geven van een lagere smelttemperatuur aan het soldeer, wat belangrijk is omdat de meeste elektronica warmtegevoelig is.

Loodlegeringssoldeer wordt gedefinieerd door de verhouding van het gewicht van tin gevolgd door het gewicht van lood. Het kan bijvoorbeeld een saldo hebben van 60:40 of 63:37 - het eerste getal staat voor de hoeveelheid container, terwijl het tweede verwijst naar de hoeveelheid lood.

U kunt beide soorten soldeer gebruiken voor typische elektronische toepassingen. De 63:37-legering kan effectief worden omgezet in een vloeibare toestand en helpt koude soldeerverbindingen te voorkomen.

Op lood gebaseerde legeringen worden standaard gebruikt in de elektronica-industrie, maar kunnen gevolgen hebben voor de gezondheid.

Loodvrije legeringen

U kunt mogelijk loodvrije legeringen tegenkomen, zoals de 96.5:3:0.5, die 96,5% tin, 3% zilver en 0,5% koper bevat. Loodvrije legeringen zijn duurder dan legeringen op basis van lood en hebben een hogere smelttemperatuur.

Loodvrije legeringen zorgen voor sterkere soldeerverbindingen, hoewel ze bros kunnen zijn.

Soldeer van zilverlegering

Soldeersels kunnen al dan niet lood bevatten. Zilver werd voor het eerst gebruikt in soldeer om robuustere en duurzamere soldeerverbindingen te maken. Soldeersels van zilverlegeringen zijn doorgaans duurder dan op lood gebaseerde en loodvrije legeringen.

3.4 PCB-assemblage —Goede soldeertechniek

PCB-assemblageproces. U moet meerdere keren de hulp van soldeermethoden gebruiken tijdens de montage van de printplaat. Het zou helpen als je de juiste soldeertechnieken gebruikt om de hoogst mogelijke kwaliteit eindproducten te krijgen. Hier vertellen we je hoe je de juiste soldeertechnieken kunt gebruiken tijdens de Bill Of Materials (BOM) van een PCB om aan boord te monteren.

De juiste manier om te solderen is om de oppervlakken die zullen solderen voorbij het smeltpunt van het soldeer te verwarmen. Het zorgt ervoor dat het soldeer vrij over de oppervlakken kan stromen. Het zou helpen als je ook de hoeveelheid soldeer in de gaten houdt en ervoor zorgt dat je niet te veel gebruikt.

Je moet er ook voor zorgen dat het oppervlak voldoende wordt verwarmd om koude soldeerverbindingen te voorkomen. Het gebeurt wanneer u te weinig warmte aan het oppervlak gebruikt en het soldeersel niet vrij kan bewegen.

De rest van het soldeerproces wordt automatisch door machines uitgevoerd. Het reflow-solderen maakt gebruik van een reeks verwarmers en koude verwarmers om het soldeer te smelten en te stollen en het stevig te maken.

Zorg ervoor dat de temperaturen in de reflow-soldeermachine correct zijn ingesteld. Het moet opwarmen tot 250 graden Celsius om het soldeer te smelten.

De handmatige soldeertechniek kan nodig zijn bij het omgaan met THT-componenten. Je moet de onderdelen met de hand plaatsen en vervolgens de extra draad of draad aan de andere kant van het bord solderen. Het moet voorzichtig gebeuren, zodat het soldeer of het vloeimiddel de verschillende componenten niet raakt en alleen op de juiste plaats.

Het kan ingewikkeld of uitdagend zijn om PCB's te solderen als u helemaal nieuw bent in het werk. Het zou helpen als u eerst oefent op een paar kleine projecten en vervolgens PCB-solderen uitprobeert nadat u bekwaam bent. Het zou helpen als je ook oppast om de rook of rook afkomstig van het vloeimiddel in het soldeer niet in te ademen.

Nu zullen we de verschillen bekijken tussen de processen die worden gebruikt om PCB's te assembleren.

Verschillen in het assemblageproces van printplaten

U kunt verschillende technologieën gebruiken om de elektronische componenten op een printplaat te monteren. De belangrijkste methoden zijn Thru-Hole Technology (THT), Surface Mount Technology (SMT) en Mixed-technologie.

We bespreken de belangrijkste verschillen en het proces van SMT). Dit maakt het gemakkelijk voor een pick-and-place-machine om de componenten gemakkelijk op de PCB te kiezen en te plaatsen (PCB-assemblage voor elke methode.

Thr ough-hole-technologie (THT)

De THT-methode voor PCB-assemblage wordt gebruikt voor elektronische componenten die worden geleverd met een draad of lood. De PCB wordt geleverd met gaten die erin zijn geboord om in de stukken te passen. De extra lading die door de gaten gaat, is aan de andere kant van het bord gesoldeerd.

THT wordt gebruikt voor belangrijke componenten zoals spoelen en condensatoren. Het wordt ook gebruikt voor andere geplateerde doorlopende of PTH-onderdelen die door de geplateerde doorgaande opening van de PCB gaan. Verschillende PCB-componenten gebruiken de gaten op het bord om signalen van de ene kant naar de andere kant van de print over te dragen. Om deze reden kunt u niet vertrouwen op soldeerpasta die recht door de gaten gaat.

PCB-assemblage-assemblageproces

THT-assemblage gebruikt zowel handmatige als automatische processen om de componenten op de printplaat te plaatsen. Ga als volgt te werk –

1. PCB-assemblage —Componenten plaatsen

Elektrotechnici plaatsen de componenten handmatig op de printplaat volgens specificaties. Het moet snel en nauwkeurig gebeuren met volledige naleving van de bedieningsnormen of voorschriften van het THT-assemblageproces voor een goede werking.

Het is bijvoorbeeld essentieel om de oriëntatie en polariteit van elektronische componenten te definiëren, zodat bedieningselementen deze niet beïnvloeden.

2. PCB-assemblage —Onderzoek en correctie

U dient te controleren of alle elektronische componenten op de print correct zijn geplaatst. Dit kan automatisch met behulp van een transportframe. De technici kunnen eventuele fouten of fouten snel corrigeren als u ze vindt.

3. Golfsolderen

Deze elektronische componenten moeten in deze stap op het bord worden gesoldeerd. Je kunt het handmatig doen, maar een veel efficiënter en geautomatiseerd proces genaamd golfsolderen kan worden gebruikt.

De printplaat wordt op een transportband geplaatst die hem naar een speciale oven voert die gesmolten soldeer bij hoge temperaturen bevat. Het soldeer wordt aangebracht op de onderkant van het bord, dat alle pinnen tegelijk bedekt.

De elektronische componenten zijn met alle lood- of draadverbindingen op het bord bevestigd.

Surface Mount-technologie (SMT)

WellPCB, we hebben professionals en experts die over de juiste vaardigheden beschikken om uw PCB-behoeften tot leven te laten komen. Wij bieden PCB-fabricage PCB-assemblage (SMT stelt u in staat het productieproces te versnellen, maar de kans op defecten is groter. SMT is het automatisch plaatsen of monteren van elektronische componenten op een PCB. Daarom maakt de methode ook gebruik van storingsdetectie voor functionele producten maken. 

De elektrische componenten die met SMT zijn gemonteerd, zijn kleiner dan PTH-componenten en kunnen al dan niet kabels hebben. Ze worden soms geleverd met pinnen, platte contacten of aansluitingen op hun lichaam.

Assemblageproces

1. PCB-assemblage —Soldeer aanbrengen

U moet een soldeerpastaprinter gebruiken om soldeer op de printplaat aan te brengen. Een soldeerzeef of stencil wordt gebruikt om de juiste toepassing van soldeer te verzekeren op geldige punten waar elektronische componenten zullen worden geplaatst.

Het is van cruciaal belang om een ​​efficiënt soldeerpasta-afdrukproces te hebben, omdat dit direct van invloed is op de soldeerkwaliteit. Een soldeerinspecteur wordt ingezet om eventuele gebreken in de kwaliteit van het printen van soldeerpasta op te sporen. Als er fouten ter plaatse zijn, wordt het soldeer eraf gewassen voor een tweede druk.

Voor kleine defecten kan een herbewerking voldoende zijn.

2. Componenten plaatsen

Een pick-and-place machine wordt gebruikt om de elektronische componenten te monteren na het solderen. De motor monteert automatisch het IC of componenten via componenthaspels. De onderdelenhaspels zijn verantwoordelijk voor het invoeren van de details naar de machine, die vervolgens op de printplaat worden bevestigd.

3. PCB-assemblage —Reflow-solderen

Bij deze stap wordt een gespecialiseerde oven gebruikt om de soldeerpasta uit te harden om de componenten van het bord stevig te bevestigen. De printplaat wordt gedragen in een reeks verwarmingselementen die de temperatuur van het bord verhogen tot 250 graden Celsius. Door de hoge temperatuur smelt het soldeer op het bord.

Vervolgens beweegt de PCB door een reeks uitstekende verwarmingselementen, die de temperatuur verlagen en het soldeer helpen uitharden. Dat hecht alle elektronische componenten stevig aan de print.

PCB-assemblage – gemengde technologie

Elektronische producten zijn in complexiteit toegenomen en vereisen in de moderne tijd verschillende elektronische componenten op PCB's. U vindt het gebruik van zowel THT- als SMT-technologieën in een enkele PCB die zowel details voor opbouw als voor doorgaande gaten bevat.

Gemengde technologie wordt gebruikt in de volgende gevallen-

Enkelzijdige mixed-assembly

Bij een enkelzijdige gemengde montage wordt eerst het gebruikelijke printproces met soldeerpasta uitgevoerd. Vervolgens worden de opbouwcomponenten geplaatst, gevolgd door reflow-solderen.

Vervolgens moet u de THT-componenten plaatsen en golfsolderen uitvoeren. Je kunt ook voor handmatig solderen gaan als je een klein aantal THT-componenten gebruikt.

Eenzijdige THT en eenzijdige SMT

Eerst moet u de lijm voor oppervlaktemontage aanbrengen en vervolgens de SMT-componenten monteren. Daarna moet je ze in de oven plaatsen om te stollen, gevolgd door omdraaien.

Vervolgens moet u de THT-componenten monteren en golfsolderen uitvoeren. Dit assemblageproces vereist hoge kosten vanwege het gebruik van een grotere hoeveelheid lijmen.

Dubbelzijdige mixed-assembly

Het is een ingewikkeld en langdurig proces waarbij SMT-componenten worden geplaatst na het printen van soldeerpasta. Dan moet je lijm gebruiken om de SMT-componenten aan de andere kant te plaatsen, gevolgd door stolling.

Vervolgens worden de THT-componenten gemonteerd, eindigend met golfsolderen. U kunt het proces ook uitvoeren zonder lijm te gebruiken, maar u moet drie keer verwarmen, wat resulteert in verminderde efficiëntie.

In het volgende hoofdstuk wordt bepaald hoe een printplaat wordt getest om de functionaliteit en kwaliteit te waarborgen.

Beproeving van de printplaatassemblage

U moet verschillende tests uitvoeren om de functionaliteit van uw pc-assemblage te bepalen. Het begint met de DFM-controle, waarbij de ontwerpspecificaties van een PCB worden gecontroleerd op ontbrekende of problematische functies.

De volgende test op functionaliteit wordt uitgevoerd nadat de opbouwcomponenten zijn geplaatst en gesoldeerd. Het bord is getest op zijn verbindingen en kortsluitingen, wat kan optreden als er ongepaste verbindingen zijn opgetreden.

Inspecteer de PCB handmatig na het reflow-proces. Het kan nuttig zijn in een kleine batch PCB's, maar is niet haalbaar voor grootschalige productie. Een automatische optische inspectiemachine wordt ook gebruikt om de PCB's te testen met behulp van geavanceerde camera's.

De machine kan soldeer van lage kwaliteit detecteren door de manier waarop ze licht reflecteren te analyseren.

Een van de minder conventionele methoden die worden gebruikt voor zeer complexe of meerlagige PCB's, is röntgeninspectie. De röntgenfoto geeft beelden van alle lagen en kan helpen verborgen problemen op te sporen met het blote oog.

Na afloop van het montageproces wordt een eindinspectie en functionaliteitstest uitgevoerd. U kunt tijdens de proef verschillende aspecten ontdekken, zoals signaaluitvoer, stroom en spanning. U kunt de elektrische eigenschappen van de printplaat bepalen door middel van gesimuleerde signalen.

PCB-assemblage – conclusie

Dit maakt het gemakkelijk voor een pick-and-place-machine om de componenten gemakkelijk op de PCB te kiezen en te plaatsen (PCB-assemblage kan een ingewikkeld proces zijn of een eenvoudig proces, afhankelijk van het aantal elektronische componenten dat u gebruikt en hun type). een PCB assembleren is gespecialiseerd zijn in het onderhouden van alle specificaties en standaarden.

U kunt bij ons terecht voor printplaatmontage en hoogwaardige eindproducten die snel de functietesten doorstaan. We zullen ervoor zorgen dat de PCB's worden geassembleerd volgens uw ontwerp en instructies om de beste resultaten te leveren.