Top 10 Essentiële PCB-fabricagetechnieken voor Ontwerpers

PCB-fabricage is een mythe voor veel PCB-ontwerpers. Ze zijn altijd nieuwsgierig naar de methoden die hun PCB-fabrikanten gebruiken. Je zou graag je PCB-ontwerp naar de fabrikant sturen voor PCB-fabricage en assemblage. Echter, als je de PCB-fabricagetechnieken zou kennen, kun je betere PCB's ontwerpen.

Je zou in staat zijn om PCB's te ontwerpen volgens de specificaties van je PCB-fabrikant. De ontwikkeling van hoge technologie en automatiseringstechnologie maakt correcte PCB-dienstverleners mogelijk. Gelukkig zijn er diverse PCB-fabricage steeds efficiënter. Vandaag vertellen we je over de 10 PCB-fabricagetechnieken die je moet kennen.

PCB-fabricage

Het PCB-fabricageproces gebruikt vier hoofdstages om PCB's voor je projecten te fabriceren. De eerste fase is boren en pasta-applicatie, die gebruikmaakt van soldeerpasta-inspectie en laserboormachines. De tweede fase is automatische componentenplaatsing die lijm dispenseren en pick-and-place machines omvat.

Dan is de derde fase solderen via reflow- en golfsolderingmachines. Ten slotte is de laatste fase inspectie en testen die gedaan wordt met geautomatiseerde optische inspectie (AOI), functionele validatietest (FVT), röntgen, en in-circuit testen (ICT) – het bed van nagels. Nu laten we dieper ingaan op wat deze machines doen.

Soldeerpasta Inspectie (SPI) Machine

De SPI-machine inspecteert en fabriceert printplaten. Ze doet dit door een precieze en snelle test van de soldeerpasta op de printplaat uit te voeren. Dit zorgt ervoor dat de geprintte pastakwaliteit hoog is en zonder PCB-fabricagefouten. De visuele methoden van SPI-systemen monitoren deze pasta op fouten.

Het kan fouten detecteren zoals krullen, knopen en pigmenten. Het doet dit door het oppervlak van de printplaat te onderzoeken. De machine verlicht het bord met veel lichtbronnen en heeft een of een camera met HD-resolutie. Daarom krijgt het de afbeelding van de soldeerpasta op het oppervlak van de PCB. Bovendien kan het ook dimensionale fouten detecteren zoals hoogte, oppervlakte, volume, verschuiving, vorm, overflow en brugvorming. Deze machine voor PCB-fabricage maakt handmatige inspectie overbodig.

Laserboren

Het PCB-fabricageproces gebruikt wijdverspreid laserboormachines. Koolstofdioxidegas verwerkt de via-gaten in de tussenlagen van multi-layer PCB's. Een PCB bestaat uit verschillende materialen zoals hars voor isolatie van elektrische verbindingen, een koperfolie om de elektrische verbindingen te maken, en glasvezel versterkt de mechanische sterkte. Daarom moet je ervoor zorgen dat de kwaliteit van de kleine via-gaten hoog is.

Sommige PCB-fabrikanten gebruiken ook het galvo-scannersysteem met hoge precisie en hoge snelheid om de maximale capaciteit van de laserboormachine te benutten. De machine werkt door de laserstraal ruimtelijk te splitsen in twee identieke stralen door een straalsplitter. Dit verbetert het PCB-fabricageproces door twee PCB-borden tegelijk te verwerken. Een goed PCB-boorproces produceert consistente, schone en gratvrije gaten.

Lijmdispensermachine

De lijmdispensermachine zet lijmdruppels op het oppervlak van printplaten voordat de componenten van het bord geplaatst worden. Deze machine voor PCB-fabricage houdt de ingrediënten op hun positie tot de contacten en pooten gesoldeerd zijn. Je zult zien dat deze machine bijzonder cruciaal is voor PCB-fabricage die het golfsolderproces gebruikt. Dit is vanwege de hoge kracht van de golf, die grotere elektronische componenten kan verplaatsen. Bij reflowsolderen helpt het de onderdelen niet los te laten vallen.

Pick-and-Place Machine

Je zou deze machine vrij fascinerend vinden vergeleken met andere voor PCB-fabricage. Je zou graag willen zien hoe dit werkt. De pick-and-place-apparaat grijpt de componenten en plaatst ze op de onbedekte PCB. Deze machine vervangt de noodzaak voor de minutieuze handmatige procedure van het plaatsen van de elementen met pinzetten.

Gelukkig hebben PCB-fabrikanten deze automatische machine die op elk moment kan werken en nauwkeuriger is dan mensen. Het apparaat zuigt surface mount technology-componenten op en plaatst ze precies op hun vereiste posities. De posities worden gelabeld met de lijmdispensermachine. De machine werpt de elementen met de snelheid van het licht neer, wat het efficiënt genoeg maakt om een snelheid van 30.000 componenten/uur te halen.

Reflow Soldering Machine

PCB-fabricage gebruikt meestal de reflowsolderingsmethode voor nauwkeurige PCB-assemblage. De reflowsolderingmachine is een grote en massieve oven die omgaat met PCB's vol elektronische componenten. Je zult zien dat de PCB-borden via verschillende temperatuurzones bewegen die de machine zorgvuldig monitort. Daarom lost de soldeerpasta op en versterkt om robuuste elektrische verbindingen te ontwikkelen tussen de componenten en de bijbehorende koperpads.

Golfsolderingmachine

De golfsolderingmachine voor PCB-fabricage laat de PCB door een gesmolten soldeergolf gaan voor het solderen van de componenten. Aan het begin van het golfsolderproces zal de machine een fluxlaag op het PCB-oppervlak aanbrengen. Het reinigt de pads en contacten van de componenten, en de soldeer zal goed aan het bord plakken.

Daarna verwarmt de machine de PCB op om thermische schok te voorkomen. Uiteindelijk bouwt een gesmolten soldeercontainer een soldeergolf op waar de PCB's doorheen gaan op een manier dat hun onderkant in contact komt met de soldeergolf. Het ontwikkelt een verbinding tussen de pooten van de componenten en hun bijbehorende pads en gaten. Niettemin heeft de reflowsolderingmachine de golfsoldering overgenomen vanwege haar effectiviteit voor het solderen van SMT-componenten.

Geautomatiseerde Optische Inspectie (AOI)

Ten slotte, als de borden alle PCB-fabricagemethoden hebben ondergaan, zou je ze sturen voor testen en inspectie. De geautomatiseerde optische inspectiemachine vervangt de noodzaak voor een hectische handmatige controle. De blote ogen kunnen niet nauwkeurig meerdere PCB-borden inspecteren wanneer ze op grote schaal geproduceerd worden.

In PCB-fabricage identificeren AOI-machines fouten in de PCB vroegtijdig in het fabricageproces. Het gebruikt HD-camera's om foto's van het bordoppervlak te maken en analyseert deze daarna. De machine vergelijkt de afbeeldingen met referentie-afbeeldingen om de fouten te identificeren. Het bespaart verspilling van PCB-materiaal en de kosten van herfabricage. Bovendien lost dit de individuele borden vroeg op en worden de methoden dienovereenkomstig aangepast.

In-Circuit Testing (ICT) – Het Bed van Nagels

De in-circuit testfase gebruikt een bed van nagelpassing om de werking van complexe PCB-borden snel te inspecteren. Het testbed heeft een rangschikking van pogo-pinnen, en elk van hen verbindt met knooppunten in het PCB-circuit. De eind-PCB wordt op deze pogo-pinnen gezet en naar benen geduwd om contact te maken met testpunten. De pogo-pinnen passen snel testsignalen door de PCB via deze testpunten. Daarom identificeert het eventuele kortsluitingen of onderbrekingen in het circuit.

Functionele Validatietest (FVT)

Zoals de naam impliceert, gebruikt deze test software om te controleren of de PCB volgens zijn functie zal werken. Het moet in staat zijn om precies te doen wat je wilt in je vereiste toepassingsveld. De functionele validatietest interfaceert de PCB via het testpunt of de connector voor het simuleren van de werkomgeving.

Details van functionele validatietesten variëren van product tot product, omdat elke PCB uniek is. Meestal personaliseren PCB-fabrikanten de hot mock-ups opstelling om de finale werkomgeving te simuleren. Echter, het maakt niet uit hoe we de FVT's aanpassen, ze hebben allemaal dezelfde software, hardware en componenten.

Röntgen

Veel moderne PCB-ontwerpen omvatten leadless pakkettypen zoals QFN- en BGA-assemblage. Deze componenten maken verbindingen met de PCB onder hun lichamen. Daarom zijn traditionele inspectiemethoden niet efficiënt genoeg om de interne structuur van de PCB te inspecteren. De geautomatiseerde röntgeninspectiemethode van PCB-fabricage test de verborgen attributen van PCB's met röntgenstraling.

Om de kwaliteit van het PCB-fabricageproces te waarborgen, penetreert een röntgenstraal het PCB-pakket in de interne lagen van het PCB-pakket. Het onderzoekt dan de kwaliteit van de soldeerverbindingen. Het voordeel van röntgen is dat de PCB-materialen het absorberen volgens hun dikte, atoomnummer en dichtheid.

Conclusie

Dit waren de 10 PCB-fabricage- en assemblagetechnieken die je moet kennen. Wij zijn hoopvol dat je nu het grote plaatje ziet van wat we op de achtergrond doen. Wij fabriceren hoogwaardige PCB's met al deze machines en in geen tijd. Voel je vrij om ontwikkeling van flex PCB. Onze toewijding is het fabriceren van hoogwaardige flex PCB. Als je op zoek bent naar de juiste flex PCB-fabrikant, neem contact met ons op als je vragen hebt of een offerte wilt aanvragen.